现在中国公路网已经日趋完善,隧道作为公路中的咽喉要道,在日常的运营管理中处于非常关键的地位。
对于超过1000米的长大隧道,通常需要设置机械通风装置,以保证隧道内的空气质量,同时兼顾隧道火灾情况下的消防排烟功能。
在公路隧道中,最常用到的就是射流风机,在一些特长隧道中,甚至需要安装大型轴流风机。
很多技术人员对两者一直都停留在外观不同、功率不同、使用位置不同等比较肤浅的认识上,本人也曾深受困扰,上网查过很多次,但一直没有得到过满意答案。
本文就试着梳理总结一下两者相关的技术知识,不当之处还望批评指正。
一、基本概念风机根据工作原理分为离心式风机、轴流式风机、混流(斜流)式风机和横流式风机。
轴流风机是在叶轮的作用下,使气体获得能量,并沿轴向方向排除。
隧道用射流风机(Tunnel Jet Fan),一般用于公路、铁路交通隧道内,由产生的高速喷射气流推动隧道内的空气顺着射流方向运动,以实现通风换气,同时再紧急情况下具有消防排烟功能的一种轴流风机。
(见:《隧道用射流风机》JB/T 10489-2019)由此可见射流风机从工作原理上来讲仍然属于轴流式风机。
这里就产生了一个问题:既然都属于轴流式风机,为什么又单独称射流风机呢?两者又如何区分呢?射流风机一般悬挂在隧道顶部或两侧,不占用交通面积,不需另外修建风道,土建造价低;风机容易安装,运行、维护简单,是一种很经济的通风方式。
公路隧道安装的射流风机 射流风机运行时,将隧道内的一部分空气从风机的一端吸人,经叶轮加速后,由风机的另一端高速射出。
这部分带有较高动能的高速气流将能量传送给隧道内的其他气体,产生克服隧道阻力的压升,从而推动隧道内的空气顺风机喷射气流方向流动。
当流动速度衰减到一定程度时,下一组风机继续工作。
这样,就实现了从隧道的一端吸人新鲜空气,从另一端排出污浊空气的目的。
公路隧道中的轴流风机主要用于特长隧道中,一般都选用大型轴流风机,功率大、风压高,需要建设专用的竖井/斜井作为风道。
轴流风机一般选用单向运转。
隧道用大型轴流风机二、风机型号说明根据通风形式的不同,射流风机分为单向射流风机和双向可逆射流风机两大类型。
单向射流风机,一般用作单向通风;在特殊情况下风机反转,可提供50%~80%的正向推力。
双向可逆射流风机,可用作双向通风,方便用户对气流方向的控制,风机正、反转时的推力基本相等。
射流风机的型号说明(各厂家型号可能略有不同,下图为JT/T 1448-2022中的规定):射流风机规格型号示意图隧道射流风机常用的电机功率为:22KW、30KW、37KW、45KW等;隧道轴流风机常用的电机功率为:280KW、315KW、350KW等;三、隧道中的射流风机和轴流风机的安装位置及使用环境射流风机主要用于隧道内纵向通风设计,一般悬挂在隧道顶部或两侧,间隔150m-200m设置一组,通常在隧道出入口段连续设置多组,风机的具体数量根据实际需风量和设备参数进行计算。
典型隧道射流风机平面布置图典型的隧道射流风机安装断面图轴流风机可于特长隧道的循环通风或者竖井通风排烟设计。
循环通风原理是以纵向通风的方式辅以一个双向换气系统将两条隧道联系起来,构成一个整体进行内部相互通风换气,用一个隧道内富裕的新风量去弥补另一个隧道内新风量的不足,从而使两条隧道内的空气质量均满足通风要求。
循环通风方案需要在隧道内设置联络风道,联络风道内设置大型轴流风机。
如果考虑隧道火灾排烟区段较长的情况下,需要设置专用排烟竖井,并安装大型轴流风机用于火灾排烟。
隧道轴流风机设置图四、国内有关技术标准或规范《工业通风机 词汇及种类定义》GB/T 19075-2003《隧道用射流风机》JB/T 10489-2019《公路隧道用射流风机》JT/T 1448-2022《公路隧道通风设计细则》JTG/T D70/2-02-2014《公路机电设施用电设备能效等级及评定方法 第2部分:公路隧道通风机》JT/T 1431.2-2022五、国内外标准的区别最主要的一点是体现在耐高温性能上:国内标准要求为射流风机在环境温度为250℃时应能正常运转60min。
欧洲标准为400℃时应能正常运转2个小时。
六、写在最后隧道通风系统的设计过程非常复杂,涉及大量的理论和模拟计算。
但是对于已经建设好的通风设备,如何正确使用也是至关重要的。
在实际工作中,经常会遇到监控人员不知道在何种工况下如何正确启动风机,特别是射流风机的正反向控制问题,经常让人摸不着头脑,导致实际的运行效果极差,不仅会造成能源浪费,更为关键的是会在发生火灾需要排烟的情况下不仅不能及时排烟,反而会造成烟气弥漫,进而影响救援。
等以后有机会专门整理一下通风系统的控制和各种工况下的正确使用方法。
今天就先到这里,感谢大家!