风机在高速公路隧道中的运用

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1、风机在高速公路隧道中的运用目前安徽省进入山区的重要通道就是高速公路，安徽沿江地区、中北地区通往浙南、福建和广东方向的重要通道沿线隧道众多，隧道是高速公路上的特殊路段，隧道空间环境狭窄、光线变化大、视野不清、潮湿，为了使隧道能安全、环保、高效、经济运行，隧道监控系统是长隧道的安全保障必不可少的，也是保证隧道交通畅通与环保必须的工程设施。由于隧道内汽车排放的废气、行驶时带起路面上的烟气和粉尘不易扩散，对人体非常有害，也影响行车安全，因此隧道内保持良好的空气是行车安全的必要条件。本文主要介绍通风控制系统中风机在隧道上

2、的应用。隧道风机简介通风机是用于输送气体的机械，从能量观点看，它是把原动机的机械能转变为气体能量的一种机械。通风机按结构和工作原理主要分为离心式风机、混流式风机、轴流式风机和横流式风机。隧道式轴流通风机主要用于地下隧道通风换气，亦可用于铁路隧道，山洞及地下工程和建筑物的通风换气，是一种高压力，低噪声，高效轴流风机。射流风机（隧道风机）是一种特殊的轴流风机，主要用在公路、铁路及地铁等隧道的纵向通风系统中。射流风机（隧道风机）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

3、、维护简单，是一种很经济的通风方式。射流风机（隧道风机）运行时，将隧道内的一部分空气从风机的〜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。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5

4、0%〜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。隧道风机的应用♦隧道风机通风方案射流风机在应用的过程中要综合考虑推力的各种影响因素，然后根据情况加以选用，主要包括：每组风机之间的纵向距离、风机尺寸、可逆运转风机和隧道中空气流速、风机与壁面及拱顶的接近度等。下面详细分析每个因素对推力的影响：每组风机之间的纵向距离：如果隧道中每组风机之间具有足够的距离，则喷射气流会有充分的逐渐减速，如果喷射气流减速不完全，将会影响到下一级风机的工作性能。一般情况下，

5、每组风机之间的纵向间距取为隧道截面水力当量直径的10倍或10倍以上，也可以取风机空气动压（Pa）的十分之一作风机纵向间距（m）,同一组风机之间的中心距至少取为风机直径的2倍。隧道中的射流风机布置并不一定具有同一间距，只要风机之间具有足够的纵向间距，则风机可以尽可能地布置在靠近隧道洞口的位置；如果风机轴向安装位置允许存在一定倾斜，则风机之间的纵向距离可以减少，从而可以提高安装系数。隧道中空气流速、风机与壁面及拱顶的接近度：风机推力是在空气静止条件下，根据风机的空气动量的变化而测定的。如果风机进口的空气处于运动状态

6、，则风机中空气动量的变化值必然减小。如果射流风机的安装位置靠近隧道壁面或拱顶，则空气射流与壁面或与拱顶之间必然产生附加摩擦损失。风机尺寸：射流风机耗电量与推力之比与风机出口风速有关，对于给定的推力要求，出口风速越高，耗电量越大。因此，为了降低运行成本，应尽可能选用大直径、低转速或叶片角度小的风机。对于给定的风机尺寸，如果降低其推力，必然导致风机数量的增加，从而增加风机本身的投资，但此时风机出口风速也随之降低，使得消声器得以取消或减小其长度。可逆运转风机：可逆运转风机与单向风机相比，效率略低，且噪声稍高，但此类风

7、机可以使隧道的运营具有较大的选择性。如在特别需要的情况下，单向隧道可以用作双向运营，在着火时，风机可以反转排烟。以铜汤高速公路紫铜隧道为例，该隧道是双洞单向交通，每个隧道都不是太长的情况，采用分段纵向通风方案，在每个隧道的出入口安装两台隧道风机，把出入口的射流风机并联为一组，并在隧道内沿隧道方向间隔布置风机。为了满足隧道内噪声环境的要求，每个射流风机都配有整体消声器。在夜间，为了防止隧道洞口产生较大的噪声，通常是只运行隧道中间部分的风机，或者加长靠近隧道洞口处的风机消声器长度，或者采用双速射流风机。