風機在高速公路隧道中的運用

1、風機在高速公路隧道中的運用目前安徽省進入山區(qū)的重要通道就是高速公路，安徽沿江地 區(qū)、中北地區(qū)通往浙南、福建和廣東方向的重要通道沿線隧 道眾多，隧道是高速公路上的特殊路段，隧道空間環(huán)境狹窄、 光線變化大、視野不清、潮濕，為了使隧道能安全、環(huán)保、 高效、經(jīng)濟運行，隧道監(jiān)控系統(tǒng)是長隧道的安全保障必不可 少的，也是保證隧道交通暢通與環(huán)保必須的工程設施。由于 隧道內(nèi)汽車排放的廢氣、行駛時帶起路面上的煙氣和粉塵不 易擴散，對人體非常有害，也影響行車安全，因此隧道內(nèi)保 持良好的空氣是行車安全的必要條件。本文主要介紹通風控 制系統(tǒng)中風機在隧道上的應用。隧道風機簡介通風機是用于輸送氣體的機械，從能量觀點看，它是

2、 把原動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w能量的一種機械。通風機按結(jié) 構(gòu)和工作原理主要分為離心式風機、混流式風機、軸流式風 機和橫流式風機。隧道式軸流通風機主要用于地下隧道通風 換氣，亦可用于鐵路隧道，山洞及地下工程和建筑物的通風 換氣，是一種高壓力，低噪聲，高效軸流風機。射流風機（隧道風機）是一種特殊的軸流風機，主要 用在公路、鐵路及地鐵等隧道的縱向通風系統(tǒng)中。射流風機（隧道風機）一般懸掛在隧道頂部或兩側(cè)，不占用交通面積， 不需另外修建風道，土建造價低；風機容易安裝，運行、維護簡單，是一種很經(jīng)濟的通風方式。射流風機（隧道風機） 運行時，將隧道內(nèi)的一部分空氣從風機的端吸人，經(jīng)葉輪 加速后，由風機的另一端高速

3、射出。這部分帶有較高動能的 高速氣流將能量傳送給隧道內(nèi)的其他氣體，產(chǎn)生克服隧道阻 力的壓升，從而推動隧道內(nèi)的空氣順風機噴射氣流方向流 動。當流動速度衰減到一定程度時，下一組風機繼續(xù)工作。這樣，就實現(xiàn)了從隧道的一端吸人新鮮空氣，從另一端排出 污濁空氣的目的。根據(jù)通風形式的不同，射流風機分為單向射流風機和 雙向可逆射流風機兩大類型。單向射流風機，一般用作單向 通風；在特殊情況下風機反轉(zhuǎn)，可提供50%80%的正向推 力。雙向可逆射流風機，可用作雙向通風，方便用戶對氣流 方向的控制，風機正、反轉(zhuǎn)時的推力基本相等。隧道風機的應用隧道風機通風方案射流風機在應用的過程中要綜合考慮推力的各種影 響因素，然后根

4、據(jù)情況加以選用，主要包括：每組風機之間 的縱向距離、風機尺寸、可逆運轉(zhuǎn)風機和隧道中空氣流速、 風機與壁面及拱頂?shù)慕咏鹊?。下面詳細分析每個因素對推力的影響：每組風機之間的縱向距離：如果隧道中每組風機之間具有足夠的距離，則噴射氣流會有充分的逐漸減速，如果噴 射氣流減速不完全，將會影響到下一級風機的工作性能。一 般情況下，每組風機之間的縱向間距取為隧道截面水力當量 直徑的10倍或10倍以上，也可以取風機空氣動壓（pa ）的 十分之一作風機縱向間距（m）,同一組風機之間的中心距至 少取為風機直徑的2倍。隧道中的射流風機布置并不一定具 有同一間距，只要風機之間具有足夠的縱向間距，則風機可 以盡可能地布

5、置在靠近隧道洞口的位置；如果風機軸向安裝 位置允許存在一定傾斜，則風機之間的縱向距離可以減少， 從而可以提高安裝系數(shù)。隧道中空氣流速、風機與壁面及拱頂?shù)慕咏龋猴L機推力是在空氣靜止條件下，根據(jù)風機的空氣動量的變化而測 定的。如果風機進口的空氣處于運動狀態(tài)，則風機中空氣動 量的變化值必然減小。如果射流風機的安裝位置靠近隧道壁 面或拱頂，則空氣射流與壁面或與拱頂之間必然產(chǎn)生附加摩 擦損失。風機尺寸：射流風機耗電量與推力之比與風機出口風 速有關，對于給定的推力要求，出口風速越高，耗電量越大。 因此，為了降低運行成本，應盡可能選用大直徑、低轉(zhuǎn)速或 葉片角度小的風機。對于給定的風機尺寸，如果降低其推力， 必然導致風機數(shù)量的增加，從而增加風機本身的投資，但此 時風機出口風速也隨之降低，使得消聲器得以取消或減小其 長度?？赡孢\轉(zhuǎn)風機：可逆運轉(zhuǎn)風機與單向風機相比，效率 略低，且噪聲稍高，但此類風機可以使隧道的運營具有較大 的選擇性。如在特別需要的情況下，單向隧道可以用作雙向 運營，在著火時，風機可以反轉(zhuǎn)排煙。以銅湯高速公路紫銅隧道為例，該隧道是雙洞單向交通，每個隧道都不是太長的情況，采用分段縱向通風方案， 在每個隧道的出入口安裝兩臺隧道風機，把出入口的射流風 機并聯(lián)為一組，并在隧道內(nèi)沿隧道方向間隔布置風機。為了滿足隧道內(nèi)噪