一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统及方法，加热水箱与循环泵连接，循环泵出水口设有第一止回阀，消防泵进水口和稳压泵进水口与消防水池联通，稳压罐与稳压泵串联，之间设有第二止回阀和压力控制器，稳压罐出水口与消防泵出水口分别设有第三止回阀和第四止回阀；第一止回阀出口、第三止回阀出口和第四止回阀与消防管进水口联通；消防管分为两路，两路管路分别设置在隧道右洞和隧道左洞内，并在隧道另一端联通；电动三通阀至加热水箱间连接有减压阀；电加热管、水温监测器、液位计、深井泵、电动三通阀、循环泵、压力控制器、稳压泵、消防泵和稳压罐与控制柜连接。本发明专利技术能够有效解决消防水易冻结问题，节约电能。

An intelligent control system and method for the fire prevention and antifreeze of highway tunnel in cold area

The invention discloses a highway tunnel fire antifreeze water intelligent control system and method of heating water tank is connected with a circulating pump, circulating pump outlet is provided with a first check valve, fire pump inlet and a pump inlet and the fire water tank and pump Unicom, regulator series, second is arranged between the check valve and the outlet pressure controller. The buffer tank and fire pump outlet are respectively provided with third check valve and fourth check valve; the first check valve outlet, third exit valve and fourth check valves and fire pipe inlet Unicom; fire tube is divided into two, two pipelines are respectively arranged in the left tunnel and the right tunnel, and China Unicom in the tunnel the other end; valve connection electric three-way valve to the heating tank; the electric heating tube, temperature monitor, liquid level meter, deep well pump, electric three-way valve, pump, pressure The controller, the pressure stabilizing pump, the fire pump and the pressure stabilizer are connected to the control cabinet. The invention can effectively solve the problem of water freezing, energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统及方法
本专利技术涉及隧道消防安全
，用于解决寒区公路隧道消防水易冻结问题，具体涉及一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统及方法。
技术介绍
水消防系统作为防止公路隧道火灾事故规模的扩大和次生灾害发生的有效方法之一被广泛应用。目前最广泛采用的高位水池作为消防水池是利用高差直接向隧道内消防系统供水，但部分公路隧道由于现场地势陡峭、地形复杂，施工材料运输困难，管道安装难度大，使得高位水池难以满足要求，同时还有过长的下山管道难以保温等问题。其次隧道消防系统智能化程度较低，对人力资源依赖性大，在寒区很难有效保障消防水在冬期能够正常使用。面对寒区公路隧道消防安全问题，普遍采取的应对措施主要包括以下几种：包扎管道防冻；填充防冻液防冻；管道伴热系统防冻。包扎管道防冻虽然造价低、施工维护方便，能起到一定保温防冻效果，但需充分考虑当地气候条件，对于冬季温度极低地区，此方法作用有限。填充防冻液防冻虽免除了绝热保温和伴暖的初期投资费及运行费，不过该方法要求防冻液冰点低而且对管道无腐蚀性，其次如果消防用水兼顾生活用水的话，还应保证防冻液无毒，另外不具有助燃性和可燃性，目前仍很难达到所有要求。目前管道伴热系统防冻多以加热电缆为主，其商品化程度高、柔韧灵活，虽能够满足不同管道的防冻要求，但是前期资金投入大，使用成本高，使用年限较短，在较恶劣的隧道环境中可用性较低。因此需要一种更加优化的消防系统，使得建造及维护成本较低，智能化程度高，减少人力资源的使用，同时又能有效地提高系统正常运行的稳定性。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统及方法，本专利技术能够优化隧道水消防防冻系统，能够克服现有技术存在的上述不足。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统，包括深井泵、深水井、消防水池、循环泵、加热水箱、减压阀、消防管、消防泵、稳压泵、稳压罐、补水泵和控制柜；深井泵的出水口与消防水池联通，进水口与深水井联通；加热水箱与循环泵连接，循环泵的出水口设有第一止回阀，补水泵的进水口与消防水池联通，出水口与加热水箱联通；消防泵的进水口和稳压泵的进水口均与消防水池联通，稳压罐与稳压泵串联，稳压泵至稳压罐的管路上依次设有第二止回阀和用于调节稳压罐压力的压力控制器，稳压罐的出水口与消防泵的出水口分别设有第三止回阀和第四止回阀；第一止回阀的出口、第三止回阀的出口和第四止回阀的出口均与消防管的进水口联通；消防管的出水口延伸至隧道一端的洞口并分为两路，一路为隧道右洞消防管，另一路为隧道左洞消防管，隧道右洞消防管在隧道右洞内沿隧道右洞长度方向设置，隧道左洞消防管在隧道左洞内沿隧道左洞长度方向设置，隧道右洞消防管与隧道左洞消防管在隧道的另一端联通；隧道右洞消防管或隧道左洞消防管上设有电动三通阀，电动三通阀设置在靠近消防管出水口的一侧，电动三通阀上还连接有减压阀，减压阀的出水口与加热水箱联通；加热水箱内设有电加热管、水温监测器和液位计，隧道右洞消防管与隧道左洞消防管上设有多个水温监测器、消防喷头和消火栓，消防水池内设有液位计；电加热管、水温监测器、液位计、深井泵、电动三通阀、循环泵、压力控制器、稳压泵、消防泵和稳压罐均与控制柜连接；所述深井泵、循环泵、消防泵、稳压泵、稳压罐和补水泵设置在稳高压供水系统泵房内，稳高压供水系统泵房和消防水池均设置在冻结线以下。消防水池设置在隧道洞口分离式路基中央分隔带区域。消防管以及深井泵的出水口的管路上均设有单向止回阀。所述消防泵、稳压泵和稳压罐均设置为两台，且均为一备一用设置形式。还包括用于清洗消防水池和加热水箱的排污泵，排污泵与控制柜连接。一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制方法，控制柜控制电动三通阀使隧道右洞消防管或隧道左洞消防管与减压阀之间的水流截止；控制柜通过稳压罐的压力，以及通过控制稳压泵和压力控制器来使消防管中的水保持预设的压力；控制柜通过液位计的液位信息来控制补水泵与深井泵分别使加热水箱和消防水池中的液位处于预设高度；控制柜通过加热水箱中的水温监测器检测的水温信号来控制电加热管使加热水箱中的水处于预设温度；隧道右洞消防管与隧道左洞消防管上设置的水温监测器监测水温，当有水温监测器监测到水温低于预设温度时，控制电动三通阀切换，使隧道右洞消防管或隧道左洞消防管与减压阀之间的水流导通，循环泵启动，将加热水箱中的水输送给消防管，消防管中的循环水依次通过隧道右洞消防管、隧道左洞消防管和减压阀后回流至加热水箱，或者消防管中的循环水依次通过隧道左洞消防管、隧道右洞消防管和减压阀后回流至加热水箱；当隧道内发生火灾时，若此时循环泵正在工作，则控制柜立即控制循环泵停止工作，控制电动三通阀切换水流方向，使隧道右洞消防管或隧道左洞消防管与减压阀之间的水流截止，启动消防泵，消防泵将消防水池中的水输送给消防管，消防管给隧道右洞消防管和隧道左洞消防管供水；当隧道内发生火灾时，若此时循环泵未工作，则控制柜立即启动消防泵。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统取消了传统的高位水池，将消防水池、深井泵、循环泵、消防泵、稳压泵、稳压罐和补水泵布置在当地标准冻结线以下，避免了消防用水出现结冰失效的现象以及减少了水池保温维护费用，减少施工的难度和成本；通过设置加热水箱和循环泵，因此能够对消防管网中的水进行集中加热循环，能够较大程度地减少热损，从而节约电能；通过将电加热管、水温监测器、液位计、深井泵、电动三通阀、循环泵、压力控制器、稳压泵、消防泵和稳压罐与控制柜连接，通过控制柜中的集中控制能够自动实现各消防设备之间的协调运转，既提高了系统的智能化程度，又节约了人力资源的投入；通过改变电加热管数量及循环泵工作功率，能够有效保证消防管网不会出现结冰失效的现象，本专利技术的系统能够有效应用于较恶劣的隧道环境。本专利技术的防冻供水智能控制系统在工作时，控制柜控制电动三通阀使隧道右洞消防管或隧道左洞消防管与减压阀之间的水流截止；控制柜通过稳压罐的压力，以及通过控制稳压泵和压力控制器来使消防管中的水保持预设的压力；控制柜通过液位计的液位信息来控制补水泵与深井泵分别使加热水箱和消防水池中的液位处于预设高度；控制柜通过加热水箱中的水温监测器检测的水温信号来控制电加热管使加热水箱中的水处于预设温度；当隧道内有水温监测器监测到水温低于预设温度时，控制电动三通阀切换，使隧道右洞消防管或隧道左洞消防管与减压阀之间的水流导通，循环泵启动，将加热水箱中的水输送给消防管，消防管中的循环水依次通过隧道右洞消防管、隧道左洞消防管和减压阀后回流至加热水箱，或者消防管中的循环水依次通过隧道左洞消防管、隧道右洞消防管和减压阀后回流至加热水箱；当隧道内发生火灾时，若此时循环泵正在工作，则控制柜立即控制循环泵停止工作，控制电动三通阀切换水流方向，使隧道右洞消防管或隧道左洞消防管与减压阀之间的水流截止，启动消防泵，消防泵将消防水池中的水输送给消防管，消防管给隧道右洞消防管和隧道左洞消防管供水；当隧道内发生火灾时，若此时循环泵未工作，则控制柜立即启动消防泵进行灭火；当火灾消除后，控制柜控制消防泵停止工作。附图说明图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统，其特征在于，包括深井泵(1)、深水井、消防水池(4)、循环泵(7)、加热水箱(8)、减压阀(9)、消防管(16)、消防泵(13)、稳压泵(14)、稳压罐(15)、补水泵和控制柜；深井泵(1)的出水口与消防水池(4)联通，进水口与深水井联通；加热水箱(8)与循环泵(7)连接，循环泵(7)的出水口设有第一止回阀(17‑1)，补水泵的进水口与消防水池(4)联通，出水口与加热水箱(8)联通；消防泵(13)的进水口和稳压泵(14)的进水口均与消防水池(4)联通，稳压罐(15)与稳压泵(14)串联，稳压泵(14)至稳压罐(15)的管路上依次设有第二止回阀(17‑2)和用于调节稳压罐(15)压力的压力控制器(18)，稳压罐(15)的出水口与消防泵(13)的出水口分别设有第三止回阀(17‑3)和第四止回阀(17‑4)；第一止回阀(17‑1)的出口、第三止回阀(17‑3)的出口和第四止回阀(17‑4)的出口均与消防管(16)的进水口联通；消防管(16)的出水口延伸至隧道一端的洞口并分为两路，一路为隧道右洞消防管(16‑1)，另一路为隧道左洞消防管(16‑2)，隧道右洞消防管(16‑1)在隧道右洞(10)内沿隧道右洞(10)长度方向设置，隧道左洞消防管(16‑2)在隧道左洞(11)内沿隧道左洞(11)长度方向设置，隧道右洞消防管(16‑1)与隧道左洞消防管(16‑2)在隧道的另一端联通；隧道右洞消防管(16‑1)或隧道左洞消防管(16‑2)上设有电动三通阀(5)，电动三通阀(5)设置在靠近消防管(16)出水口的一侧，电动三通阀(5)上还连接有减压阀(9)，减压阀(9)的出水口与加热水箱(8)联通；加热水箱(8)内设有电加热管、水温监测器和液位计，隧道右洞消防管(16‑1)与隧道左洞消防管(16‑2)上设有多个水温监测器、消防喷头和消火栓，消防水池(4)内设有液位计；电加热管、水温监测器、液位计、深井泵(1)、电动三通阀(5)、循环泵(7)、压力控制器(18)、稳压泵(14)、消防泵(13)和稳压罐(15)均与控制柜连接；所述深井泵(1)、循环泵(7)、消防泵(13)、稳压泵(14)、稳压罐(15)和补水泵设置在稳高压供水系统泵房(6)内，稳高压供水系统泵房(6)和消防水池(4)均设置在冻结线以下。...

【技术特征摘要】
1.一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统，其特征在于，包括深井泵(1)、深水井、消防水池(4)、循环泵(7)、加热水箱(8)、减压阀(9)、消防管(16)、消防泵(13)、稳压泵(14)、稳压罐(15)、补水泵和控制柜；深井泵(1)的出水口与消防水池(4)联通，进水口与深水井联通；加热水箱(8)与循环泵(7)连接，循环泵(7)的出水口设有第一止回阀(17-1)，补水泵的进水口与消防水池(4)联通，出水口与加热水箱(8)联通；消防泵(13)的进水口和稳压泵(14)的进水口均与消防水池(4)联通，稳压罐(15)与稳压泵(14)串联，稳压泵(14)至稳压罐(15)的管路上依次设有第二止回阀(17-2)和用于调节稳压罐(15)压力的压力控制器(18)，稳压罐(15)的出水口与消防泵(13)的出水口分别设有第三止回阀(17-3)和第四止回阀(17-4)；第一止回阀(17-1)的出口、第三止回阀(17-3)的出口和第四止回阀(17-4)的出口均与消防管(16)的进水口联通；消防管(16)的出水口延伸至隧道一端的洞口并分为两路，一路为隧道右洞消防管(16-1)，另一路为隧道左洞消防管(16-2)，隧道右洞消防管(16-1)在隧道右洞(10)内沿隧道右洞(10)长度方向设置，隧道左洞消防管(16-2)在隧道左洞(11)内沿隧道左洞(11)长度方向设置，隧道右洞消防管(16-1)与隧道左洞消防管(16-2)在隧道的另一端联通；隧道右洞消防管(16-1)或隧道左洞消防管(16-2)上设有电动三通阀(5)，电动三通阀(5)设置在靠近消防管(16)出水口的一侧，电动三通阀(5)上还连接有减压阀(9)，减压阀(9)的出水口与加热水箱(8)联通；加热水箱(8)内设有电加热管、水温监测器和液位计，隧道右洞消防管(16-1)与隧道左洞消防管(16-2)上设有多个水温监测器、消防喷头和消火栓，消防水池(4)内设有液位计；电加热管、水温监测器、液位计、深井泵(1)、电动三通阀(5)、循环泵(7)、压力控制器(18)、稳压泵(14)、消防泵(13)和稳压罐(15)均与控制柜连接；所述深井泵(1)、循环泵(7)、消防泵(13)、稳压泵(14)、稳压罐(15)和补水泵设置在稳高压供水系统泵房(6)内，稳高压供水系统泵房(6)和消防水池(4)均设置在冻结线以下。2.根据权利要求1所述的一种寒区公路隧道消防防冻供水智能控制系统，其特征在于，消防水池(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚琼，孙铭林，张梦泽，梁盟，王志丰，李杰，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61