城市轨道交通车辆段火灾探测系统研究

摘要

城市轨道交通车辆段及停车场是轨道交通网线中的重要设施，一旦发生火灾将对列车的运行造成严重影响，因此选取合适的早期火灾探测系统显得尤为重要。本文采用实体火灾探测实验和计算机数值模拟的方法对段场内大空间的火灾探测系统进行了研究，从而对交通车辆段大空间火灾探测系统的选型布置提出相关建议。
　　通过实体火灾探测实验，对比分析双鉴式感烟探测器、吸气式感烟探测器、图像型火灾探测器、红外对射式感烟火灾探测器、光截面感烟火灾探测器对车辆段内不同种类、位置火源的响应性能，得出:火源为棉绳类阴燃火时，吸气式感烟探测系统针对小规模火源稀薄烟报警灵敏度较高;光束型火灾探测器（双鉴式、红外对射式和光截面）针对烟气能直接上升至探测器所在位置的较大规模火源灵敏度较高，其中光截面感烟探测器不容易受火源位置的影响从而实现火灾的早期探测报警响应功能。火源为聚氨酯类明火燃烧时，图像型火灾探测器响应最快，光束型火灾探测器响应速度较吸气式快，其中光截面感烟火灾探测器响应时间最短;当火源位于侧壁位置时，探测器响应动作时间较其余位置快。
　　采用FDS数值模拟探讨了光束型感烟探测器布置高度、布置间距、光路长度及不同的外界开窗通风条件对报警响应时间的影响，模拟结果表明:模拟火源为棉绳火时，探测器响应时间受布置高度、间距及外界开窗条件的影响较大，受探测器光路长度的影响不大;模拟火源为聚氨酯火时，探测器响应时间受布置高度、光路长度的影响较大，受布置间距及外界开窗条件影响不大。
　　针对轨道交通车辆段自身特点且为兼顾对不同类型火源的探测，建议轨道交通车辆段选择光截面感烟火灾探测器和图像型火灾探测器相结合的探测方式，设置光截面感烟探测器时，分别在阴燃烟气能够有一定程度累积和扩散的高度位置及距离顶棚0.5～1m位置处设置两层交错布置的探测器，布置间距不宜大于14m，在条件允许的情况下，尽量减小探测器的布置间距。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 城市轨道交通的发展历程

1．1．2 城市轨道交通车辆段火灾特点分析

1．1．3 车辆段感烟探测系统应用现状及问题

1．2 国内外研究现状

1．2．1 轨道交通车辆段火灾报警系统研究现状

1．2．2 轨道交通车辆段感烟探测系统性能比较

1．3 研究内容及技术路线

第二章 火灾报警探测系统简介

2．1 烟雾的特性及响应性能

2．1．1 火灾烟雾的生成及特征参数

2．1．2 感烟探测器的响应性能及检测

2．2 空气采样感烟探测器的工作原理及特点

2．2．1 空气采样感烟探测器的工作原理

2．2．2 极早期空气采样的性能特点

2．3 线型光束感烟探测器的特点及响应性能

2．3．1 线型光束感烟探测器工作原理

2．3．2 线型光束感烟探测器的响应性能

2．4 图像型火灾探测器的特点

2．5 本章小结

第三章 实体火灾探测实验设计

3．1 实验平台的搭建

3．2 探测系统简介

3．2．1 光截面感烟火灾探测系统

3．2．2 红外对射式感烟火灾探测系统

3．2．3 双鉴式感烟探测系统

3．2．4 吸气式感烟探测系统

3．2．5 图像型火灾探测系统

3．3 数据测量系统

3．3．1 温度测量系统

3．3．2 烟气浓度分析仪

3．4 实验工况设计

3．4．1 测量系统布置

3．4．2 燃料的选择

3．4．3 具体工况设计

3．5 本章小结

第四章 实体火灾探测实验结果与分析

4．1 预实验分析

4．1．1 棉绳的燃烧

4．1．2 聚氨酯泡沫的燃烧

4．1．3 燃烧实验结果分析

4．1．4 探测器抗雾霾干扰能力实验

4．2 探测系统的探测实验分析

4．2．1 探测器对棉绳阴燃探测性能分析

4．2．2 探测器对聚氨酯燃烧探测性能分析

4．3 本章小结

第五章 光束型感烟探测器数值模拟研究

5．1 模拟实验设计

5．1．1 FDS模拟参数设置

5．1．2 模拟模型及工况设计

5．2 模拟结果分析

5．2．1 棉绳火模拟结果分析

5．2．2 聚氨酯火模拟结果分析

5．2．3 结论

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果