地下综合管廊电缆火灾诱发天然气管道泄漏与燃爆机理研究

As underground Pipe Gallery pipeline is highly concentrated, cable lines easily induced fire blasting gas pipeline leaks. To study the mechanism of induced can effectively control the safe operation of the underground pipe gallery. The project intends mechanism cable fire occurs underground pipe gallery induced gas pipeline leaks and blasting research joint theoretical calculations, experimental simulation, simulation and other means of data systems. For underground cable fire occurred pipe gallery, distribution of non-steady-state driving laws smoke and heat transfer during the process, oxygen and carbon dioxide gas concentration, pressure and temperature changes were analyzed. Further revealed in the fire environment gas pipeline leak causes and natural gas explosion limit in this particular condition, to clarify the flue gas by pipeline, pressure, temperature and other factors work together in case of fire, induced leakage and blasting mechanism. Thereby, secure fire prevention scientific theories and technical basis can be provided for underground utility tunnel.

地下综合管廊管线高度集中，电缆线路发生火灾极易诱发天然气管道泄漏和燃爆，研究其诱发的机理能够有效控制地下管廊的安全运行。本项目拟联合采用理论计算、实验模拟、数据模拟等多种手段系统研究地下管廊发生电缆火灾诱发天然气管道泄漏和燃爆的机理。对地下管廊发生电缆火灾时，烟气的非稳态传动和传热过程中流程的规律，氧气和二氧化碳等气体浓度的分布规律，压力和温度的变化等进行分析研究。进一步揭示在火灾环境下天然气管道的泄漏原因和天然气在这种特殊条件下的爆炸极限，阐明天然气管道在火灾情况下受到烟气、压力、温度等因素的共同作用，诱发其泄漏和燃爆的机理。从而为地下综合管廊提供安全科学的防灭火理论与技术基础。

地下综合管廊管线高度集中，电缆线路发生火灾极易诱发天然气管道泄漏和燃爆，研究综合管廊电缆火灾的温度场和流场规律及其与天然气混合气体的爆炸特性能够有效保障地下综合管廊的安全运行。根据城市综合管廊原型，建立了全尺寸模拟地下综合管廊电力舱的独立实验平台，将制备好的电缆样品置于模型中，在其燃烧后对其温度场、流场进行分析。研究不同高度火源位置的燃烧情况，结果显示，顶层电缆燃烧带来横向热辐射对顶棚的影响最迅速且最严重。除点火源处温度变化幅度较大以外，距离较远的横向点温度基本不变，由此可见PVC电缆火灾横向蔓延的危险性不高。其次，进行了管廊电缆燃烧数值模拟，由FDS模拟的电缆火灾温度场分布与实际火灾试验中的温度场分布趋势基本一致，可以判断FDS火灾模拟综合管廊的电缆火灾是有效的。在模拟实验和数值分析的基础上，为了对综合管廊火灾进行更好的评价，提出了基于AHP-证据理论的综合管廊火灾安全评价模型。从人物、机器、环境、管理四个方面着手，分析了影响综合管廊的因素并将其逐级分级，通过AHP法得出体系中各因素的权重，对融合结果进行评价认为设备因素对整个综合管廊火灾安全评价体系的影响最大。最后，利用燃烧实验中收集到的烟气气体与天然气做比例混合研究其爆炸特性，研究结果表明电缆烟气与天然气混合气体的泄爆压力只出现了一个压力峰值，和100～150hz的压力震荡。