一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统及灭火方法

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本发明涉及一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统及灭火方法。当隧道救援站发生火灾时，现场人员打开一个或数个压缩空气泡沫栓箱，按下启动按钮，系统控制器启动压缩空气泡沫产生装置，开启分区控制阀并根据各报警控制单元反馈的信号数量，自动调整水流量，同时泡沫液和气体流量也根据水流量自动调整，形成压缩空气泡沫，现场人员手持泡沫枪对准列车着火区域喷射压缩空气泡沫，进行有针对性的灭火扑救；当灭火完毕后，系统恢复正常情况下的初始状态。本发明采用双泡沫枪压缩空气泡沫栓箱模式，避免因其中一套出现故障而整个栓箱失效，保障系统的安全可靠性，而且可以降低单个泡沫枪的泡沫流量，使之更易于操控。保证了系统的安全可靠性和灭火高效性。

1.一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统，包括压缩空气泡沫产生装置（1）、系统控制器（2），其特征在于：还包括压缩空气泡沫栓箱（5），所述压缩空气泡沫产生装置（1）、系统控制器（2）设置在隧道（6）救援站设备洞室中，数个所述压缩空气泡沫栓箱（5）分别设置在隧道（6）内的两侧壁上，数个压缩空气泡沫栓箱（5）分别通过泡沫管路（3）与压缩空气泡沫产生装置（1）连接，数个压缩空气泡沫栓箱（5）分别通过信号控制线（4）与系统控制器（2）连接，所述压缩空气泡沫产生装置（1）通过信号控制线（4）与系统控制器（2）连接。 2.根据权利要求1所述的一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统，其特征在于：数个所述压缩空气泡沫栓箱（5）按照相同间距交替布设在救援站两侧的隧道（6）壁上，即一侧的隧道（6）壁上按照相同间距布设数个压缩空气泡沫栓箱（5），在每两个压缩空气泡沫栓箱（5）之间的中间位置所对应的另一侧的隧道（6）壁上布设一个压缩空气泡沫栓箱（5），同一侧的两个相邻压缩空气泡沫栓箱（5）之间的距离为30m～60m，每个压缩空气泡沫栓箱（5）距地面0.5m～1.5m。 3.根据权利要求1所述的一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统，所述压缩空气泡沫产生装置（1），包括消防水泵（1-4）、泡沫液罐（1-5）、泡沫液泵（1-8）、空气压缩机（1-12）、缓冲气罐（1-13）、泡沫产生器（1-17），其特征在于：还包括水罐（1-1）、截止阀Ⅰ（1-2）、过滤器Ⅰ（1-3）、截止阀Ⅱ（1-6）、过滤器Ⅱ（1-7）、单向阀Ⅰ（1-9）、水流量调节阀（1-10）、水流量计（1-11）、气体流量计（1-14）、气体流量调节阀（1-15）、单向阀Ⅱ（1-16），所述水罐（1-1）出口依次通过截止阀Ⅰ（1-2）、过滤器Ⅰ（1-3）与消防水泵（1-4）的入口连接，所述消防水泵（1-4）出口依次通过水流量调节阀（1-10）、水流量计（1-11）与泡沫产生器（1-17）的水流进口连接，所述泡沫液罐（1-5）出口依次通过截止阀Ⅱ（1-6）、过滤器Ⅱ（1-7）、泡沫液泵（1-8）、单向阀Ⅰ（1-9）与水流量调节阀（1-10）和水流量计（1-11）之间的管路连接，所述空气压缩机（1-12）出口依次通过缓冲气罐（1-13）、气体流量计（1-14）、气体流量调节阀（1-15）、单向阀Ⅱ（1-16）与泡沫产生器（1-17）的气体进口连接；所述系统控制器（2）通过信号控制线分别与气体流量计（1-14）的输出信号端、泡沫液泵（1-8）的流量控制输入端、水流量调节阀（1-10）的控制输入端、水流量计（1-11）的信号输出端、气体流量调节阀（1-15）的控制输入端连接；泡沫产生器（1-17）的泡沫出口通过泡沫干管（1-18）与泡沫管路（3）相连通。 4.根据权利要求1所述的一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统，其特征在于：所述压缩空气泡沫栓箱（5）包括单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱（5-1）和双泡沫枪压缩空气泡沫栓箱（5-2），所述单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱（5-1）包括在箱体（5-11）内安装有一套压缩空气泡沫栓，一套压缩空气泡沫栓包括活动铰接头（5-12）、泡沫支管（5-13）、报警控制单元（5-14）、侧臂（5-15）、分区控制阀（5-16）、消防软管卷盘（5-17）、消防软管（5-18）、泡沫枪（5-19），所述消防软管卷盘（5-17）通过侧臂（5-15）和活动铰接头（5-12）固定在箱体（5-11）内，消防软管卷盘（5-17）上设有消防软管（5-18），消防软管（5-18）的一端连接泡沫枪（5-19），消防软管（5-18）的另一端通过分区控制阀（5-16）与固定在箱体（5-11）上的泡沫支管（5-13）出口连接，泡沫支管（5-13）入口伸出箱体（5-11）外与系统的泡沫管路（3）连通，所述报警控制单元（5-14）固定在箱体（5-11）内，所述报警控制单元（5-14）的第一信号输出端与分区控制阀（5-16）连接，第二信号输出端通过信号控制线（4）与系统控制器（2）连接；所述双泡沫枪压缩空气泡沫栓箱（5-2）包括在箱体（5-11）内安装有两套压缩空气泡沫栓。 5.根据权利要求4所述的一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统，其特征在于：所述消防软管卷盘（5-17）上设有的消防软管（5-18）的长度为10m～40m。 6.一种采用权利要求1-5所述的隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统的灭火方法，其特征在于：步骤如下，A）、正常情况下，系统处于带电状态，空气压缩机（1-12）处于运行状态，以保证缓冲气罐（1-13）和气体管路中保持有一定压力的气体，消防水泵（1-4）与泡沫液泵（1-8）处于待机状态；B）、当隧道（6）救援站发生火灾时，现场人员就近打开一个或数个压缩空气泡沫栓箱（5），按下报警控制单元（5-14）的启动按钮，报警信号通过信号控制线自动发送到系统控制器（2），系统控制器（2）启动压缩空气泡沫产生装置（1），开启压缩空气泡沫栓箱（5）内的分区控制阀（5-16）；C）、系统控制器（2）根据各压缩空气泡沫栓箱（5）报警控制单元（5-14）反馈的信号数量，自动调整水流量至已启动的压缩空气泡沫栓箱（5）所需的总水流量，同时泡沫液和气体流量也根据水流量自动调整，使其按照预设的泡沫溶液混合比和气液比进行混合，形成压缩空气泡沫，并通过固定管路输送至压缩空气泡沫栓箱（5）；D）、现场人员手持压缩空气泡沫栓箱（5）内的泡沫枪（5-19）对准列车着火区域喷射压缩空气泡沫，进行有针对性的灭火扑救；E）、当灭火完毕后，现场人员按下压缩空气泡沫栓箱（5）报警控制单元（5-14）的停止按钮，关闭分区控制阀（5-16），系统控制器（2）根据各压缩空气泡沫栓箱（5）报警控制单元（5-14）反馈的信号数量，及时调整水流量、泡沫溶液混合比和气液比，当所有压缩空气泡沫栓箱（5）报警控制单元（5-14）都停止时，系统控制器（2）自动停止压缩空气泡沫产生装置（1），并关闭所有分区控制阀（5-16），系统恢复正常情况下的初始状态。

技术领域

本发明属于消防固定灭火设施，尤其是涉及一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统及灭火方法。

背景技术

随着铁路建设的高速发展，长大铁路隧道不断增多。这些长大铁路隧道在为交通运输带来便利的同时，也对隧道防灾救援提出了更高的要求。尤其是对于长度超过20km的特长隧道而言，一旦列车在隧道内发生火灾事故，仅依靠残余动力难以驶出隧道，必须在隧道内设置救援站，将列车上人员疏散到救援站的安全区域内进行避险，并利用救援站消防设施对列车火灾进行及时扑救。因此，在隧道救援站设置可靠、高效的固定灭火设施，对于保障人员、列车和隧道安全具有重要的意义。

固定式压缩空气泡沫灭火技术是近年来逐渐发展起来的一种新型泡沫灭火技术，它是通过向泡沫溶液中正压注入空气的方式产生泡沫。压缩空气泡沫结构细腻、均匀，析液时间长，稳定性高，可长时间覆盖在保护对象的表面，对于A类火灾、B类火灾以及具有A、B类混合火特征的列车火灾都具备较高的灭火效能，并且用水量小，适宜在水资源匮乏的铁路隧道内使用，因此固定式压缩空气泡沫灭火技术具备解决隧道救援站火灾扑救技术难题的优势。

现有的固定式压缩空气泡沫灭火系统主要是雨淋系统，例如，授权公告号CN202909347U的专利，公布了一种固定式压缩空气泡沫灭火装置，该装置首先将泡沫液与水、泡沫溶液与空气按比例进行混合，形成压缩空气泡沫，然后通过主输送管进行泡沫输送，再通过固定管网和喷头进行喷洒释放。这种雨淋系统属于自动灭火系统，由于列车火灾主要发生在车厢内部，而列车的金属车体会遮挡泡沫，使泡沫难以施加到车厢内部，因此现有雨淋系统不适宜用于隧道救援站。此外，现有压缩空气泡沫消防车可通过压缩空气泡沫枪或炮并由人工操作施放压缩空气泡沫，但这种系统属于移动式灭火装备，结构复杂，需要专业消防人员操作，无法满足隧道救援站的实际应用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有灭火技术的不足，而公开一种操作简单、安全可靠、灭火效能高的隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统及灭火方法，该系统能够根据实际火场中使用泡沫枪的数量自动调节泡沫溶液流量，并精确控制泡沫溶液混合比和气液比，既可以用于新建的铁路隧道救援站，也可以在已建成的救援站中使用。

本发明为实现上述目的采取以下技术方案：一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统，包括压缩空气泡沫产生装置、系统控制器，其特征在于：还包括压缩空气泡沫栓箱，所述压缩空气泡沫产生装置、系统控制器设置在隧道救援站设备洞室中，数个所述压缩空气泡沫栓箱分别设置在隧道内的两侧壁上，数个压缩空气泡沫栓箱分别通过泡沫管路与压缩空气泡沫产生装置连接，数个压缩空气泡沫栓箱分别通过信号控制线与系统控制器连接，所述压缩空气泡沫产生装置通过信号控制线与系统控制器连接。

一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统的灭火方法，其特征在于：步骤如下，

A）、正常情况下，系统处于带电状态，空气压缩机处于运行状态，以保证缓冲气罐和气体管路中保持有一定压力的气体，消防水泵与泡沫液泵处于待机状态；

B）、当隧道救援站发生火灾时，现场人员就近打开一个或数个压缩空气泡沫栓箱，按下报警控制单元的启动按钮，报警信号通过信号控制线自动发送到系统控制器，系统控制器启动压缩空气泡沫产生装置，开启压缩空气泡沫栓箱内的分区控制阀；

C）、系统控制器根据各压缩空气泡沫栓箱报警控制单元反馈的信号数量，自动调整水流量至已启动的压缩空气泡沫栓箱所需的总水流量，同时泡沫液和气体流量也根据水流量自动调整，使其按照预设的泡沫溶液混合比和气液比进行混合，形成压缩空气泡沫，并通过固定管路输送至压缩空气泡沫栓箱；

D）、现场人员手持压缩空气泡沫栓箱内的泡沫枪对准列车着火区域喷射压缩空气泡沫，进行有针对性的灭火扑救；

E）、当灭火完毕后，现场人员按下压缩空气泡沫栓箱报警控制单元的停止按钮，关闭分区控制阀，系统控制器根据各压缩空气泡沫栓箱报警控制单元反馈的信号数量，及时调整水流量、泡沫溶液混合比和气液比，当所有压缩空气泡沫栓箱报警控制单元都停止时，系统控制器自动停止压缩空气泡沫产生装置，并关闭所有分区控制阀，系统恢复正常情况下的初始状态。

本发明的有益效果和优点在于：

1、本发明采用压缩空气泡沫栓箱模式，能够根据隧道救援站内实际火场情况，由现场人员就近使用压缩空气泡沫栓箱内的泡沫枪进行有针对性灭火，解决了现有压缩空气泡沫雨淋系统难以将泡沫施加到车厢内着火区域的技术难题；采用双泡沫枪压缩空气泡沫栓箱模式，不但可以避免因其中一套出现故障而整个栓箱失效，保障系统的安全可靠性，而且可以降低单个泡沫枪的泡沫流量，使之更易于操控。

2、本发明能够根据实际火场中使用的压缩空气泡沫枪的数量自动调节泡沫溶液流量，并自动精确控制泡沫溶液混合比和气液比，从而使产生的压缩空气泡沫状态稳定，且具有析液时间长、灭火效能高等优点，进而保证了系统的安全可靠性和灭火高效性。

3、本发明采用一键启动/停止模式，具有操作简单、安全可靠、灭火效能高等优点，既可以用于新建的铁路隧道救援站，也可以在已建成的救援站中使用；

4、本发明消火栓箱系统产生的压缩空气泡沫，可有效扑灭列车A类火灾、B类火灾以及A、B类混合火灾，适宜在特长铁路隧道内的长度为450m～600m的救援站应用。

附图说明

图1是本发明的系统连接框图；

图2是本发明压缩空气泡沫产生装置的结构示意图；

图3是本发明单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱的结构示意图；

图4是本发明双泡沫枪压缩空气泡沫栓箱的结构原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步说明本发明。

如图1所示，一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统，包括压缩空气泡沫产生装置1、系统控制器2，还包括压缩空气泡沫栓箱5。

压缩空气泡沫产生装置1、系统控制器2设置在隧道6救援站的设备洞室中，数个压缩空气泡沫栓箱5分别设置在隧道6救援站内的两侧壁上，数个压缩空气泡沫栓箱5分别通过泡沫管路3与压缩空气泡沫产生装置1连接，数个压缩空气泡沫栓箱5分别通过信号控制线4与系统控制器2连接，压缩空气泡沫产生装置1通过信号控制线4与系统控制器2连接。数个压缩空气泡沫栓箱5按照相同间距交替布设在救援站两侧的隧道6壁上，即一侧的隧道6壁上按照相同间距布设数个压缩空气泡沫栓箱5，在每两个压缩空气泡沫栓箱5之间中间位置所对应的另一侧的隧道6壁上布设一个压缩空气泡沫栓箱5，同一侧的两个相邻压缩空气泡沫栓箱5之间的距离为30m～60m，每个压缩空气泡沫栓箱5距地面0.5m～1.5m。

如图2所示，压缩空气泡沫产生装置1，包括消防水泵1-4、泡沫液罐1-5、泡沫液泵1-8、空气压缩机1-12、缓冲气罐1-13、泡沫产生器1-17，还包括水罐1-1、截止阀Ⅰ1-2、过滤器Ⅰ1-3、截止阀Ⅱ1-6、过滤器Ⅱ1-7、单向阀Ⅰ1-9、水流量调节阀1-10、水流量计1-11、气体流量计1-14、气体流量调节阀1-15、单向阀Ⅱ1-16。

水罐1-1出口依次通过截止阀Ⅰ1-2、过滤器Ⅰ1-3与消防水泵1-4的入口连接，所述消防水泵1-4出口依次通过水流量调节阀1-10、水流量计1-11与泡沫产生器1-17的水流进口连接，泡沫液罐1-5出口依次通过截止阀Ⅱ1-6、过滤器Ⅱ1-7、泡沫液泵1-8、单向阀Ⅰ1-9与水流量调节阀1-10和水流量计1-11之间的泡沫干管1-18连接，空气压缩机1-12出口依次通过缓冲气罐1-13、气体流量计1-14、气体流量调节阀1-15、单向阀Ⅱ1-16与泡沫产生器1-17的气体进口连接；系统控制器2通过信号控制线分别与气体流量计1-14的输出信号端、泡沫液泵1-8的流量控制输入端、水流量调节阀1-10的控制输入端、水流量计1-11的信号输出端、气体流量调节阀1-15的控制输入端连接；泡沫产生器1-17的泡沫出口通过泡沫干管1-18与泡沫管路3相连通。

如图3和图4所示，压缩空气泡沫栓箱5包括单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱5-1和双泡沫枪压缩空气泡沫栓箱5-2。

单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱5-1包括在箱体5-11内安装有一套压缩空气泡沫栓，一套压缩空气泡沫栓包括活动铰接头5-12、泡沫支管5-13、报警控制单元5-14、侧臂5-15、分区控制阀5-16、消防软管卷盘5-17、消防软管5-18、泡沫枪5-19。

消防软管卷盘5-17通过侧臂5-15和活动铰接头5-12固定在箱体5-11内，消防软管卷盘5-17上设有消防软管5-18，消防软管5-18的一端连接泡沫枪5-19，消防软管5-18的另一端通过分区控制阀5-16与固定在箱体5-11上的泡沫支管5-13出口连接，泡沫支管5-13入口伸出箱体5-11外与系统的泡沫管路3连通，报警控制单元5-14固定在箱体5-11内，报警控制单元5-14的第一信号输出端与分区控制阀5-16连接，第二信号输出端通过信号控制线4与系统控制器2连接。

如图4所示，双泡沫枪压缩空气泡沫栓箱5-2的构成，是在一个箱体5-11内安装两套独立的结构相同的压缩空气泡沫栓。这样不但可以避免因其中一套出现故障而整个栓箱失效，保障系统的安全可靠性，而且可以降低单个泡沫枪的泡沫流量，使之更易于操控。

消防软管卷盘5-17上设有的消防软管5-18的长度为10m～40m。

消防水泵采用消防离心泵或变频水泵，出水压力为0.4 ～1.6Mpa。

泡沫泵采用齿轮泵或隔膜泵或柱塞泵或计量泵，泡沫液压力为0.4～2.5Mpa。

空气压缩机采用螺杆式空气压缩机或滑片式空气压缩机，供气压力范围为0.4～1.6Mpa。

水流量调节阀采用电动计量控制阀，如381LSA型电动计量控制阀。

气体流量调节阀采用电动计量控制阀，如381LSB型电动计量控制阀。

水流量计采用液体涡轮流量计或电磁流量计或涡街流量计。

气体流量计采用涡街流量计或涡轮流量计。

分区控制阀采用电控阀门。

系统控制器2采用工业上成熟的PLC控制技术，如欧姆龙公司的CP1H型PLC。

系统控制器2根据各压缩空气泡沫栓箱5报警控制单元5-14反馈的信号数量，自动调节消防水泵1-4的转速或者水流量调节阀1-10的开度，调整水流量至已启动的压缩空气泡沫栓箱5所需的总水流量；同时，系统控制器2根据水流量变化情况实时调节泡沫液泵1-8转速，自动调整泡沫液流量，使之按照预设的泡沫溶液混合比注入泡沫液，与此同时，系统控制器2也根据水流量变化情况实时调节气体流量调节阀1-15的开度，自动调整气体流量，使之按照预设的气液比注入压缩空气。

系统控制器2采用PLC控制技术，将报警信号、分区控制阀、水流量、泡沫液流量和气体流量等基本参数进行编程预设。

一种隧道救援站压缩空气泡沫栓箱系统的灭火方法，步骤如下：

A）、正常情况下，系统处于带电状态，空气压缩机1-12处于运行状态，以保证缓冲气罐1-13和气体管路中保持有一定压力的气体，消防水泵1-4与泡沫液泵1-8处于待机状态；

B）、当隧道6救援站发生火灾时，现场人员就近打开一个或数个压缩空气泡沫栓箱5，按下报警控制单元5-14的启动按钮，报警信号通过信号控制线自动发送到系统控制器2，系统控制器2启动压缩空气泡沫产生装置1，开启压缩空气泡沫栓箱5内的分区控制阀5-16。

C）、系统控制器2根据各压缩空气泡沫栓箱5报警控制单元5-14反馈的信号数量，自动调整水流量至已启动的压缩空气泡沫栓箱5所需的总水流量，同时泡沫液和气体流量也根据水流量自动调整，使其按照预设的泡沫溶液混合比和气液比进行混合，形成压缩空气泡沫，并通过固定管路输送至压缩空气泡沫栓箱5。

D）、现场人员手持压缩空气泡沫栓箱5内的泡沫枪5-19对准列车着火区域喷射压缩空气泡沫，进行有针对性的灭火扑救。

E）、当灭火完毕后，现场人员按下压缩空气泡沫栓箱5报警控制单元5-14的停止按钮，关闭分区控制阀5-16，系统控制器2根据各压缩空气泡沫栓箱5报警控制单元5-14反馈的信号数量，及时调整水流量、泡沫溶液混合比和气液比，当所有压缩空气泡沫栓箱5报警控制单元5-14都停止时，系统控制器2自动停止压缩空气泡沫产生装置1，并关闭所有分区控制阀5-16，系统恢复正常情况下的初始状态。

举例来说，以单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱为例，表1为不同报警信号数量下对应的系统基本参数。

表 单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱系统基本参数

例1、当实际火灾中启动四单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱5-1时，系统控制器2根据压缩空气泡沫栓箱5-1报警控制单元5-14控制按钮反馈回来的报警信号数量为4时，自动将液体流量调整至800L/min，同时按照1%混合比和12:1气液比供泡沫液和空气，产生压缩空气泡沫，并通过泡沫管路输送至压缩空气泡沫栓箱5-1，以满足四个压缩空气泡沫栓箱5-1的使用需求。

例2、当实际火灾中启动十单泡沫枪压缩空气泡沫栓箱5-1时，系统控制器2根据压缩空气泡沫栓箱5-1报警控制单元5-14控制按钮反馈回来的报警信号数量为10时，自动将液体流量调整至2000L/min，同时按照1%混合比和12:1气液比供泡沫液和空气，产生压缩空气泡沫，并通过泡沫管路输送至压缩空气泡沫栓箱5-1，以满足十个压缩空气泡沫栓箱5-1的使用需求。

本文标签： 压缩空气隧道泡沫方法系统