综合管廊中电缆舱内火灾烟气模拟研究

摘要

综合管廊是将给水、燃气、热力、雨水、污水、电力、通讯、垃圾真空管道、有线电视广播线路等两种及以上的管线集于一个隧道空间，为城市提供一个统一的管线平台，实施统一规划、设计、建设和管理。综合管廊可以改善城市市容，避免直埋管线在后期维护扩建中反复开挖路面，也可避免通信电力缆线在城市上空盘错，同时提高了管线的使用年限。随着社会和经济的发展，土地资源日趋紧张，因此，为了提高城市地下空间的利用率，地下综合管廊已成为城市建设的重要发展方向之一。随着综合管廊投资建设项目的增多，管廊内相关设计的可靠性及安全性应予以重视与提高，其中以电缆舱室的火灾危险性为最大。而电力通信在经济生活中占有重要地位，发生电缆火灾会严重影响我们日常生产与生活。所以有必要对综合管廊中电缆舱室内火灾过程以及灾后排烟技术进行研究分析。
　　本文根据敷设电缆线路的综合管廊火灾的特点，分析了引起电缆舱内电缆火灾事故的主要原因，即：电缆自身故障引起的火灾事故；外界因素引起电缆舱火灾事故；电缆自身发生阴燃事故。论文根据六盘水市某综合管廊实际三维尺寸，利用火灾动力学模拟软件FDS建立实验模型，对密闭的综合管廊中，模拟观察电缆舱内电缆火灾期间的火势发展、烟气扩散和温度变化的情况，在此基础上，重点对灾后排烟过程中排风口风速、诱导风机设置以及通风口位置形式等三个因素对排烟效果的影响进行了试验模拟。通过对它们建立正交实验表得出9种实验工况，依次模拟实验。在封闭电缆舱内无通风条件下，火焰温度最高可达1000℃以上，燃烧区在距廊底2.5m高的平面上，空气温度最高可达320℃。火势持续约10min，被延燃的电缆约20m，火焰熄灭冷却半小时后，廊舱内温度逐渐降低（平均温度为29.5℃）。故采用密闭自熄配合自动灭火系统的火灾处理方式是可行的。模拟观察火灾后通风20min时的烟气密度与能见度，分析8种工况的排烟效果，得出排风机所造成负压的大小是形成廊舱内风速大小的主要动力，不设置诱导风机时，由于一进一排（即一侧自然进风一侧机械排风）比一进两排（即中间自然进风两侧机械排风）通风形式的风量和负压更大，因此排烟效果更优。设置风速为2m/s的诱导风机时，对通风口位置为一进一排的排烟效果起负作用，对通风口形式为一进两排的排烟效果起正作用。根据8种实验工况的模拟结果，一进一排不设诱导风机的通风形式的排烟效果最好。

目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究内容及意义

1.4本章小结

第2章 综合管廊内火灾分析

2.1综合管廊内火灾特点

2.2综合管廊内潜在火源分析

2.3电缆火灾发生的主要原因

2.4电缆火灾的危险性

2.4灭火系统设置比较

2.5本章小结

第3章 模拟软件FDS介绍

3.1 FDS软件概述

3.2软件的数值模型和计算方法

3.3本章小结

第4章 实验模型的创建

4.1廊舱断面尺寸确定原则

4.2综合管廊通风系统

4.3火源设置及网格划分

4.4电缆设置

4.5环境参数设置

4.6边界条件及工况设计

4.7本章小结

第5章 模拟结果与分析

5.1实验工况1的模拟结果与分析

5.2实验工况2~9的模拟结果与分析

5.3本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望与不足

致谢

参考文献