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易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統.pdf

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易燃物 儲存 容器 自動 冷卻 滅火 系統
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摘要
申請專利號:

CN201310024152.0

申請日:

20130123

公開號:

CN103055447B

公開日:

20141210

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A62C3/06,A62C37/00,B65D88/74,B65D90/22 主分類號: A62C3/06,A62C37/00,B65D88/74,B65D90/22
申請人: 天津商業大學
發明人: 劉萬福,王淼,戚務勤,嚴雷,陳金元,張良,許琪娟
地址: 300134 天津市北辰區津霸公路東口
優先權: CN201310024152A
專利代理機構: 天津市三利專利商標代理有限公司 代理人: 肖莉麗
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201310024152.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統,而提供一種能防止火災發生,發生火情時,能自動滅火的系統。水箱的出水管通過水泵及進水管道與內部冷卻水管的進水口連接,進水管道上有內部冷卻水進水控制電磁閥,內部冷卻水管的進水口處有壓力傳感器,內部冷卻水管的出水口通過內部冷卻出水控制電磁閥與外部壁面冷卻水管的進水口連接,外部壁面冷卻水管上有多個朝向容器外部壁面的噴水孔;壓力傳感器的信號輸出端與報警控制器的信號輸入端連接,報警控制器的控制信號輸出端與水泵、內部冷卻水進水控制電磁閥、內部冷卻水出水控制電磁閥和細水霧滅火裝置的高壓泵連接。在火情發生時能對容器內外進行冷卻滅火,降低火災造成的損失。

權利要求書

1.一種易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統,其特征在于,包括水箱、水泵、內部冷卻水管、外部壁面冷卻水管、內部冷卻水進水控制電磁閥,內部冷卻水出水控制電磁閥、用于檢測內部冷卻水管內壓力的壓力傳感器、報警控制器、細水霧滅火裝置,所述水箱的出水管通過所述水泵及進水管道與所述內部冷卻水管的進水口連接,所述進水管道上安裝有所述內部冷卻水進水控制電磁閥,所述內部冷卻水管的進水口處安裝有所述壓力傳感器,所述內部冷卻水管的出水口通過所述內部冷卻出水控制電磁閥與所述外部壁面冷卻水管的進水口連接,所述外部壁面冷卻水管上設置有多個朝向容器外部壁面的噴水孔;所述壓力傳感器的信號輸出端與所述報警控制器的信號輸入端連接,所述報警控制器的控制信號輸出端分別與所述水泵、內部冷卻水進水控制電磁閥、內部冷卻水出水控制電磁閥和所述細水霧滅火裝置的高壓泵連接;正常情況下,所述內部冷卻水管裝滿水后,所述內部冷卻水進水控制電磁閥和內部冷卻水出水控制電磁閥處于關閉狀態;發生火情時,所述內部冷卻水進水控制電磁閥和內部冷卻水出水控制電磁閥開啟。2.根據權利要求1所述的易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統,其特征在于,所述內部冷卻水管為盤管。3.根據權利要求1或2所述的易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統,其特征在于,所述內部冷卻水管和外部壁面冷卻水管均為銅管。4.根據權利要求3所述的易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統,其特征在于,所述內部冷卻水管和外部壁面冷卻水管分別通過支架安裝于易燃物儲存容器上。

說明書

技術領域

本發明涉及消防技術領域,特別是涉及一種易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統。

背景技術

著國民經濟的飛速發展,石油及石油產品在生產、生活中的應用越來越廣泛,各類油庫、加油站日益增多,而油罐是儲存散裝油料最為重要的設備,油罐儲油是當前應用最普遍的一種儲油方式。油罐內儲存的各種油品一般都具有易揮發、易流失、易燃燒、易爆炸等性質,一旦發生火災,必將造成重大的損失。

為了保證石油安全,我國于2003年建立石油儲備體系,相比外國比較滯后,尚缺乏健全完善的石油安全預警應急體系。龐大的石油儲備必然帶來大量石油儲存罐區的興建,石油以及其制品的易燃易爆性,必然帶來一系列的安全問題。多年間發生的石油罐區火災事故造成的損失巨大,教訓慘痛,使得人們更充分的認識到石油罐區安全問題的重要性和迫切性。其他易燃物儲存也存在類似的問題。

目前,易燃物儲存區的消防主要是在油罐區安裝火災自動報警系統。當發生火災時,火災自動報警系統發出報警信號,再由人工撥打火災報警電話,等待消防救援。在等待消防救援的過程中,人工使用滅火裝置進行滅火。由于油罐等的易燃易爆性,一旦發生火災,僅靠個人使用普通滅火裝置是很難控制的,并且一旦不能第一時間發現,將會造成無法估量的損失。往往發生火災后,在等待消防救援人員趕到時,又會耽誤了救援的黃金時間,因此,減緩火災發展的速率及火災危害等級、為滅火救援到場提供時間是降低火災損失的重要手段。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷,而提供一種能夠預防火災發生,在發生火情時,能夠自動滅火的易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是:

一種易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統,包括水箱、水泵、內部冷卻水管、外部壁面冷卻水管、內部冷卻水進水控制電磁閥,內部冷卻水出水控制電磁閥、用于檢測內部冷卻水管內壓力的壓力傳感器、報警控制器、細水霧滅火裝置,所述水箱的出水管通過所述水泵及進水管道與所述內部冷卻水管的進水口連接,所述進水管道上安裝有所述內部冷卻水進水控制電磁閥,所述內部冷卻水管的進水口處安裝有所述壓力傳感器,所述內部冷卻水管的出水口通過所述內部冷卻出水控制電磁閥與所述外部壁面冷卻水管的進水口連接,所述外部壁面冷卻水管上設置有多個朝向容器外部壁面的噴水孔;所述壓力傳感器的信號輸出端與所述報警控制器的信號輸入端連接,所述報警控制器的控制信號輸出端分別與所述水泵、內部冷卻水進水控制電磁閥、內部冷卻水出水控制電磁閥和所述細水霧滅火裝置的高壓泵連接;正常情況下,所述內部冷卻水管裝滿水后,所述內部冷卻水進水控制電磁閥和內部冷卻水出水控制電磁閥處于關閉狀態;發生火情時,所述內部冷卻水進水控制電磁閥和內部冷卻水出水控制電磁閥開啟。

所述內部冷卻水管為盤管。

所述內部冷卻水管和外部壁面冷卻水管均為銅管。

所述內部冷卻水管和外部壁面冷卻水管分別通過支架安裝于易燃物儲存容器上。

與現有技術相比,本發明的有益效果是:

1、本發明的自動冷卻控火滅火系統在容器內部安裝有冷卻水管,能夠降低容器內部的易燃物的溫度,預防火災的發生。

2、本發明的自動冷卻控火滅火系統通過壓力傳感器檢測進水管的壓力變化,能夠及時感知火災的發生,并在火情發生時,及時打開容器內外的冷卻水,對容器內外進行冷卻滅火,能夠降低火災造成的損失及人員傷亡。

3、本發明的自動冷卻控火滅火系統結構簡單,使用方便。

附圖說明

圖1所示為本發明易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統的示意圖;

圖2所示為外部冷卻水管的俯視圖;

圖3所示為內部冷卻系統的俯視圖;

圖4所示為冷卻系統俯視圖。

圖中:1.易燃物容器,2.內部冷卻水管,3.外部壁面冷卻水管,4.噴水孔,5.?內部冷卻水出水控制電磁閥,6、壓力傳感器,7.?內部冷卻水進水控制電磁閥,8.進水管道,9.水泵,10.水箱,11.?細水霧滅火裝置,12.報警控制器,13.支架。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

本發明易燃物儲存容器自動冷卻控火滅火系統的示意圖如圖1-圖4所示,包括水箱10、水泵9、內部冷卻水管2、外部壁面冷卻水管3、內部冷卻水進水控制電磁閥7、內部冷卻水出水控制電磁閥5、用于檢測內部冷卻水管內壓力的壓力傳感器6、報警控制器、細水霧滅火裝置11,所述水箱10的出水管通過所述水泵9及進水管道8與所述內部冷卻水管2的進水口連接,所述進水管道8上安裝有所述內部冷卻水進水控制電磁閥7,所述內部冷卻水管2的進水口處安裝有所述壓力傳感器6,所述內部冷卻水管2的出水口通過所述內部冷卻出水控制電磁閥5與所述外部壁面冷卻水管3的進水口連接,所述外部壁面冷卻水管3上設置有多個朝向容器外部壁面的噴水孔4。所述壓力傳感器6的信號輸出端與所述報警控制器12的信號輸入端連接,所述報警控制器12的控制信號輸出端分別與水泵9、所述內部冷卻水進水控制電磁閥7、內部冷卻水出水控制電磁閥5和所述細水霧滅火裝置11的高壓泵連接。正常情況下,所述內部冷卻水管2裝滿水后,所述內部冷卻水進水控制電磁閥7和內部冷卻水出水控制電磁閥5處于關閉狀態,發生火情時,所述內部冷卻水進水控制電磁閥7和內部冷卻水出水控制電磁閥5開啟。

為了達到最佳的冷卻效果,所述內部冷卻水管2為盤管。所述內部冷卻水管2和外部壁面冷卻水管3均為銅管。

所述內部冷卻水管和外部壁面冷卻水管分別通過支架13安裝于易燃物儲存容器1上。

下面以容積為125立方米的汽油罐、內部冷卻水管采用銅管為例,給出相應的內部冷卻水管尺寸及壓力隨溫度變化關系:

125立方米油罐熱釋放率計算:

???容積:?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(1)???

式(1)中D為油罐直徑,H為油罐高度,按照材料和費用最省原則,則,綜合考慮,得出D=4m,H=10m。

??熱釋放速率公式:?????????????????????????(2)

式(2)中:M為單位面積的質量燃燒速率(kg·m-2·s-1);

??????????????????????????????????(3)

????????取經驗常數,m-1,汽油密度kg/L,為燃燒熱值(J·g-1),J/kg,為燃燒面積,

?;??????????????????????????(4)

???根據公式(1-4)可得出Q=30180.17KW。冷卻系統可帶走10%的熱量,即冷卻系統可帶走的熱量q=3018017W。

????內部冷卻水管長度的計算:?

????對流換熱公式:??????????????(5)

???式中為內部冷卻水管內冷卻水的溫度,℃;為內部冷卻水管的外部壁面溫度,℃;A為換熱面積,為定性溫度,℃;為水的密度,kg/m3;為管內冷卻水流速,;為比熱容,KJ/(kg·K);為內部冷卻水管直徑,取內部冷卻水管。

可查得導熱系數W/(m·K),運動粘滯系數m2/s,普朗特數,則

????雷諾數????????????????????(6)

取內部冷卻水管內壁溫度℃,查出,

,則

????努謝爾數????????????????(7)

????對流換熱系數w/m2·k??(8)

???????????????(9)??????

??因此,得出內部冷卻水管,長度。

根據上述計算過程,下表為3種不同直徑油罐所需內部冷卻水管長度。

表1?不同直徑油罐所需內部冷卻水管長度

??管內壓力預判計算:

??下根據PR方程給出水管內壓力隨溫度變化的關系:

PR方程??????????????????????????(10)

式(10)中,p為系統的壓力,kPa;T為系統的溫度,K;

為常數?

??????????????????(11)

??????體積?????????????????(12)

??????摩爾體積

常數???????????????????(13)

???????????????????????????????????(14)

?????????????????????????(15)

?????????????????????????????????????????(16)

P c為水臨界壓力,;Tc為水臨界溫度,;R為氣體常數,R=8.314kJ/?(kmol·K);α為溫度函數式;Tr為氣體對比溫度,Tr=?T/Tc;v為氣體比容,m3/kmol;為偏心因子,。

根據上述可得出:

????

???

????????

?????????????????(17)

當油罐起火,由于內部冷卻水管為銅材質,導熱效果良好,因此,內部冷卻水管管內水溫迅速增加到100℃,則根據公式(17)可知,此時管內壓力為0.17Mpa。

因此,當報警控制器檢測到壓力傳感器的壓力值到達0.17Mpa時,報警控制器向水泵9、內部冷卻水進水控制電磁閥7、內部冷卻水出水控制電磁閥5和細水霧滅火裝置中的高壓泵發出控制信號,內部冷卻水進水控制電磁閥7、內部冷卻水出水控制電磁閥5和細水霧滅火裝置中的高壓泵開啟,通過細水霧滅火裝置的噴頭向油罐噴水進行滅火。

儲存油罐時,開啟水泵9及內部冷卻水進水控制電磁閥7,關閉內部冷卻水出水控制電磁閥5使水箱中的水介質通過進水管道8流入內部冷卻水管2,內部冷卻水管充滿水后關閉內部冷卻水管進水電磁閥7,停止水泵9。冷卻水能夠降低油罐內部溫度,起到冷卻油罐效果,預防火災發生。一旦油罐起火,油罐內溫度升高,內部冷卻水管內壓力驟增,當報警控制器檢測到壓力傳感器的壓力值達到預定值時,報警控制器向內部冷卻水進水控制電磁閥7、內部冷卻水出水控制電磁閥5和細水霧滅火裝置中的高壓泵發出控制信號,細水霧滅火裝置中的高壓泵開啟,通過細水霧滅火裝置的細水霧噴淋對起火油罐降溫滅火,與此同時,開啟水泵9,內部冷卻水進水控制電磁閥7、內部冷卻水出水控制電磁閥5同時開啟,使水箱中的水介質流經進水管道、內部冷卻水管進入到外部壁面冷卻水管,水介質在外部壁面冷卻水管中通過噴水孔向油罐壁面噴淋,從而起到對起火油罐降溫冷卻效果。

本發明的結構簡單,可以通過該裝置對起火油罐進行第一時間冷卻滅火,可降低經濟損失及人員傷亡。

以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出的是,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。

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