[发明专利]一种寒区管道保温系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种寒区管道保温系统及测试方法，通过在管道上的包裹若干节风管，风管的首端连接风机对风管内部持续通入高温气体，风管通过支架固定在管道的外侧，管道与风管间具有风道，高温气体再风道内持续对管道进行加热，本系统能够为寒区隧道水消防系统在冬季提供防冻保证，从而避免因为严寒导致消防管道冻结，隧道火灾安全失去保证，达到提升严寒情况下隧道消防系统可靠性的目的。

技术领域

本发明属于隧道消防领域，具体涉及一种寒区管道保温系统及测试方法。

背景技术

中国的季节性冻土面积达5.14×10⁶km²,占全国总面积的53.5％。在这些地区修筑隧道是基础建设中的一项特殊工程，随着我国基础建设的不断发展，寒区隧道建设数量不断增加。寒区隧道面临的最大问题是隧道冻害，近年来我国投入到寒区隧道冻害治理的费用不断增加，即便如此，仍有不少隧道饱受冻害困扰，甚至废弃，寒区隧道冻害防治正成为隧道界的重要研究课题。在寒区隧道冻害问题中，寒区隧道的消防安全是关系到人民群众生命财产安全的重要课题，寒区隧道所处环境温度极低，消防管道易因低温冻结而失去作用，使隧道内人员处于不安全状态。

以往研究中，研究人员提出了多种防冻保温措施，如电伴热保温、消防管道填充防冻液、干式消防系统、放水保温等。电伴热系统是一种辐射型供暖系统，以电热丝为热媒，通过使发热电缆通电将电能转化成热能，传递给被加热体，并通过外层隔热材料的保护，以达到系统需要的供暖、保温效果。消防管道填充防冻液是指在隧道消防水管内添加防冻剂，降低管道内水的冰点，以达到防冻目的。干式消防系统是指平时水管内为空管运行，火灾发生后再进行供水作业。放水保温是指具备条件的情况下，定时将管道内冷水排出，引入地下水，保持管内的水温始终高于冰点。这些措施在理想条件下可以达到管道防冻保温的要求，但是实际操作中均有各种问题出现，难以达到预期效果，使目前寒区隧道内消防保温处于不可靠状态，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种寒区管道保温系统及测试方法，该系统能够为寒区隧道水消防系统在冬季提供防冻保证，从而避免因为严寒导致消防管道冻结，隧道火灾安全失去保证，达到提升严寒情况下隧道消防系统可靠性的目的。

为了达到上述目的，一种寒区管道保温系统，包括与水泵连接的管道，以及包裹在管道上若干节风管，相邻的风管通过公母扣连接，风管的首端连接风机，风管通过支架固定在管道的外侧，管道与风管间具有风道，风机通过风机管道接入风道中。

风管包括直线型风管、L型风管和T型风管。

一种寒区管道保温系统的测试方法，包括以下步骤：

步骤一，通过现场量测和气象资料调研对所需保温管道的现场环境温度进行勘查调研，确定沿管道布置方向上环境温度变化规律，在从而确定寒区管道保温系统的工作范围；

步骤二，根据现场温度计算采取不同保温层厚度时风管内热损失，综合考虑空间限制的因素，选择合适的保温层厚度和风机功率；

步骤三，根据计算结果和图纸进行现场安装调试，风管内每隔一段距离布置风速和温度测点，待系统稳定运行后读取监测数据；当风管内温度达到安全值并稳定后关闭风机，设定临界温度，达到临界温度后开启风机，监测风管内温度调节所需时间；

步骤四，第一组测试结束后，待管内温度恢复到临界温度后，调整风机风速与温度，重复进行上述测试；

步骤五，整理各组监测数据，将不同测试组得到的热损与期望热损进行比较，确定最佳风速和温度。

步骤二中，选择合适的保温层厚度和风机功率的具体方法如下：

第一步，计算风管内空气雷诺数Re，判断风管内空气流动状态，计算对流传热系数；

第二步，计算消防管壁处的对流传热系数；