模拟火灾消防训练装置-学位论文.pdf

摘 要／我幽地域辽阔，专业消防单位众多，广大消防官兵的同常灭火实战训练火都采川烧’爻物如木材、纸箱和燃油等方式来进行这种方式不仅成本高、效率低、模拟火灾炙活性差、废弃物污染环境，而且重复性差，每次灭火训练后的准备工作繁重，不利于多人次连续训练户一≯／’小训练装置用丙烷或液化石油气为燃料，采用扩散燃烧方式，通过对火焰高度、火焰上升速度以及灭火难度等参数的设定，仿真不同种类的火灾状况，并以此水枪验椰训练消防队员应付各种火灾的能力本文研究的另一个重点是灭火剂使用效能判断系统即如何科学合理地收集消防队见喷洒的有效灭火剂一水量，以对其在火场中的灭火成绩作出『F确判断，并根扼仃效的灭火剂量按比例降低火焰高度，给人以感性认识最后，本文还介绍了在灭火训练中，如何检测可燃气体浓度，保证训练室内人员的生命安全，以及如何采集并显示各种过程控制参数关键词： 永久点火源 燃烧床模拟火灾 灭火效能专业提供学术期刊、学位论文下载、外文文献检索下载服务 购买地址: AbstractTherc are many nre depanments in our country．But the buming materials that are used totraln nre n曲ters are always wood，paperbox，oil aIld so on This method not only costs alot，has a very 10w emciency，not being nexible in simul“ng real flre，buming rejectionp011 L“ing the enViroment，but also being very dimculty to repeat a same行re，haVe toprepare a lot aner a nre丘ghting training．So this method is not easy for many people tobe trained continuously．The purpose ofthis projec“s to develop an automatic training system，which can proVidefull—scale and ViVid flre fighting training．This system has va—able parameter，which cansimulate many types of fires．So it can be used to train nre nghters how to deal withdifferent types of疗res．Another purpose of this project is the judging system of the used water．That is how toc011ect the Valid water which nre flghters have sprayed，giVe scores on their nre行ghting，reduce the height ofthe fire according to the real fire flghting．Secu rity is Very imponant during the nre fighting training．This p印er also desc“bes howto detect combustible gas and protect life．The collection and display system of theprocess controlis also mentioned in this paper．I(ev words foreVer ignition flresimulating 6reburning bedextinguishing emcieⅡcy第一章绪论第一节 课题的选择和研究意义随着国民经济的R益高速发展，火灾发生的频率F1益增高，规模也同益增大。

这就要求我们不仅要在同常工作生活中加强消防意识，采用多种手段尽可能地预防火灾的发生，同时也要训练培养一只高素质且具有极强作战能力的消防队伍，在发7L火灾时能适应错综复杂的火场情况，准确快速地找到火源，将火势迅速控制并尽快扑火然而，我国消防官兵的日常灭火训练，大多是采用燃烧实物来实现的，而这Ⅱ!实物人多是采用油或从木材、纸箱、衣物、家具以及废弃的包装填充物等中选取燃烧实物不仅浪费人力、物力，而且燃烧规模不易控制，重复性很差，训练前后的准备J：作繁重，不宣进行多人次连续训练燃烧实物也不易控制每次训练的火灾发展规模，不利于进行科学、系统性的训I练燃烧实物训练的最不利点在于教练不知道消防队员对有效灭火区域施加的水量到底是多少，这也是判定一名消防队员在实施灭火过程中是否“灭的准”的一项重要依据现在美国及一些欧洲发达国家的灭火训练都采用一种组合似的自动训练系统，它的燃烧物采用可燃气体，可实现对多人次连续进行灭火及战术训练，并能够通过采集受训人员施加的有效喷水量来对受训人员的灭火能力及战术运用做出科学判断目前我国尚未采用类似装置进行灭火训练因此研究一项能适合我国国情的消防训练装置，必将极大地满足一线消防官兵『1常训练的需要。

我国地域辽阔，消防单位众多且相对分散，本项目科研成果的推』1’自Ⅱ景异常广阔第二节 课题的工作重点1日外一些能够实现模拟消防训练的装置，例如美国公司的“T 1000模拟灭火训练装胃”，售价为35—50万美元，价格昂贵，并不适合中国国情本课题的目的为研究一种价格便宜、能提供全面、逼真的消防队员训练手段的科学的、自动化程度及可靠性极高的消防训练装置它具有如下优点：1．成本低、效率高，无燃烧废弃物采用丙烷或液化石油气做燃料，准备工作简单，而且无燃烧废弃物，叮连续对多人次进行灭火及战术训练，训练效率高2． 可灵活设定模拟火灾的各项参数具有三种火焰高度，三种火焰上升速率和三种灭火难度设置，町模拟}H几种不同的火灾情况，提供多达二十七种不同的训练组合模式：j． 可科学地判断灭火喷水使用效能根据受训人员在特定条件下，对火场有效部位施加的水量的多少进行测量并通过软件编程计算的方法，来判定其灭火效果的优劣4． 可以模拟实际灭火过程根据受训人员对火场有效部位施加的水量的多少及速率，采用软件编程的方法控制火焰高度降低直至熄灭，可真实模拟实际灭火过程．给人以直观认识第三节 本文的创新点本文』L千r四个创新点：1． 燃料选取：为了仿真实际火灾的发展状况，采用了丙烷气体作为燃料，在经过减压、稳几、后达到O．04—0．05Mpa，供永久点火源及燃烧床使用。

2． 灭火剂使用效能判断系统根据置于主烧咀下方的用于接收水的规则容器的液位的测量，由计算机计算出水的总量以及增长速率，按照预先编制的程序依次关闭并联组合的电磁阀从而减少燃气供给量，在宏观上实现因有效喷水操作而使火焰降低的效果3． 灵活设定模拟火灾各项参数伽燃气气路上采用两组电磁阀串联控制，第一组由三个l寸电磁阀并联组成，圳j：控制火焰最终高度第二组由三个0．5寸电磁阀并联组成，用于控制火焰的卜升速度和F降速度4．永久点火源水久点火源是为避免因偶然因素致使主火焰熄灭进而造成燃气泄漏的一种安全保障部件它先于主烧咀点燃，并通过传感器探测永久点火源是否点燃，并根掘探测剑的信号控制燃气总阀的启闭，在常规灭火训练中该火源不能被水扑灭，不宜被训练者发现第四节 本文的组织结构本义共分为五章第章为概述部分，介绍了研究课题的实际意义及本文的四个创新点第二章介绍了永久点火源的设计实现，说明了什么是永久点火源，为什么要采用永久点火源及永久点火源的功能特点、组成结构第三章介绍了燃烧床的组成结构包括气源供给、配气控制和燃烧床的内部结构第四章介绍了在灭火训练中如何科学地评价被训练者的灭火战术运用情况．及被训练者在火灾发展过程中向火源施加了多少有效的灭火剂。

并介绍了如果存测量了被训练者施加的有效灭火剂量后，如何有效地控制火焰高度直至熄灭第扛章介绍了过程参数的测量及控制情况第二章 永久点火源第一节 永久点火源的结构及工作原理永久点火源山由燃气控制阀、点火电极、燃气管网、助燃空气管网、高电雎脉H发，卜器和火焰探测器等组成结构原理见图2—1因其从训练丌始之前至训练结束后 卣保持燃烧，主要功能是用来点燃主烧咀，故得名“永久点火源”水久点火源安装在燃烧床的下面，靠近主烧嘴燃气从点火源的内管吹出，与空7排d合并被点火电极点燃，火苗被助燃空气推出烧咀并被火焰探测器探测到此时，如果主烧嘴有燃气供给，就会被永久火源点燃永久性点火源应确保在现场容易启动；被训练人员不可发现；在100磅／英尺2、2()()加仑／分水流直接冲击，或以水雾模式侵袭时，点火源不能被扑灭永久点火源燃气电磁阀丙烷气图2一l火焰探测器第二节 永久点火源的控制Jr始训练时，永久点火源先于主喷嘴点燃，利用其稳定的火源形状点燃主喷嘴，在丰喷嘴因某种原因熄灭后永久点火源会将其再次点燃准备训练前，先确认燃料气和助燃空气助燃空气管网均正常丌始训练后，先按下燃气按纽，打丌永久点火源的燃气电磁阀，与此同时按下点火按纽(带自锁)，此时高电压脉冲发生器以每秒3—5次的频率产生高电压脉冲并通过导线传递至点火电极，点火电极则同步产生火花，并将燃料混合气点燃。

点燃的火焰会被火焰探测器探测到，并将信号反馈至高电压脉冲发生器，使其停止发出高电压脉冲，至此点火源点火过程完成如果由于特殊原因，导致永久点火源熄灭，火焰探测器将熄灭信号反馈奄高电压脉冲发生器，使其再次启动发出电火花由于高电压脉冲发生器不能K时间工作，也为了使现场不致有太多丙烷气体泄漏，我们还在此处设计了一个安全防范措施即每次按下点火按钮后立即启动一个延时继电器，延时3秒后如果还未收到火焰探测器的反馈信号，则停止高电压脉冲发生器打火，并关闭丙烷气体总阀此时操作人员应检查燃气总阀(球阀)是否已被手动打开或是其他部位出现了敝障，待故障排除后再重新点火当高电压脉冲发生器工作时，标注为“永久点火源点燃“的指示灯将I刈亮，当永久点火源已经点燃时，标注为“永久点火源点燃“的指示灯将『F常发亮只有当永久点火源点燃后，才能打开燃气总阀(电磁阀)这是为了保证安全训练的要求而设置的训练时，只有当操作人员在工控机上按下“丌始”按钮后，训练／j能丌始然而只有当工控机收到火焰探测器的点燃信号后，才允许操作人员按卜“丌始”按钮，这样就能保证永久点火源未点燃前不会打开燃气电磁阀，不会造成燃气泄漏在训练期间工控机一直监视火焰探测器的信号，只要永久火焰一熄灭，就立刻停止训练，关闭燃气总阀。

簋三蕈燃烧瘩第三章 燃烧床第一节 燃烧床的机械结构燃烧床由主烧咀、燃气管网、永久点火源、助燃空气管网、挡火墙、集烟罩等部件组成结构见图3—1因其形状类似卧床，主要功能是燃烧，故得名“燃烧床”／’7—=]一一 × 引风机图3—1集烟罩位于床身上方3．O米处，恰好满足火焰最大高度3．O米的要求集烟罩为方型，长宽皆为3．0米经实际证实，这种设计能很好地满足排烟和迅速降低室内未充分燃烧的可燃气体浓度的要求集烟罩由引风管路与一台引风机相连集烟罩下部的装饰网上贴装一个镍烙镍硅热电偶，用来探测火焰温度燃烧床身长宽皆为为1．53米，高度为O．6米床身结构见图3—2网 架网空80+8060角铁骨裂／，，6D角铁骨颦床身1 530{1 5 30}500图3—2o昌墨燃烧床四周采用60角铁骨架固定，床面用网架分为九个网格，网空H()mm女H()mm其中主燃烧觜位于床面中央的一个网格下，也就是说，火只由中央网格爿起燃烧，床面上的其。