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，它是把原動機的機械能轉變?yōu)闅怏w能量的一種機械。通風機按結構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，有效軸流風機。
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，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，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、可逆運轉風機和隧道中空氣流速、風機與壁面及拱頂?shù)慕咏鹊取?
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。
可逆運轉風機：可逆運轉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)噪聲環(huán)境的要求，每個射流風機都配有整體消聲器。在夜間，為了防止隧道洞口產(chǎn)生較大的噪聲，通常是只運行隧道中間部分的風機，或者加長靠近隧道洞口處的風機消聲器長度，或者采用雙速射流風機。
綜上所述，可以畫出隧道每個山洞的風機布置結構圖如下：
通風控制系統(tǒng)由隧道監(jiān)控站計算機系統(tǒng)、隧道風機控制柜、風機、一氧化碳／透過率檢測器、風速風向檢測器以及傳輸通道等組成。通風控制系統(tǒng)對通風的控制原則遵照國家或國際有關標準和規(guī)定，保持隧道內(nèi)環(huán)境指標在標準范圍內(nèi)。系統(tǒng)可反饋一氧化碳／透過率檢測器、風速風向檢測器、風機設備的工作狀態(tài)并提供環(huán)境檢測器的故障信息。
在隧道內(nèi)設置環(huán)境檢測器：一氧化碳(co)／透過率(能見度)檢測器和風速風向檢測器。由隧道監(jiān)控站工作站根據(jù)檢測到的co濃度和隧道內(nèi)的能見度情況及風速風向調(diào)節(jié)風機的運轉，實現(xiàn)節(jié)能和保持風機較佳壽命的運行。
通風控制分為自動控制和手動控制兩種方式。對于自動控制方式，系統(tǒng)在每天設置幾個時段對風機進行啟?？刂?，實現(xiàn)自動隧道通風效果，讓隧道內(nèi)保持良好的空氣，為行車安全創(chuàng)建良好的條件。在自動控制的同時也輔|考試大|助人工手動控制，比如：系統(tǒng)中帶有火災發(fā)生后排煙控制方案提示，經(jīng)人工修正后可以對風機實行控制，也可以進行人工控制；操作員也可以觀察隧道環(huán)境檢測界面直觀顯示隧道內(nèi)co／vI值，以及各個風機的狀態(tài)(啟停、轉向)，可根據(jù)co／vI值對風機進行控制，直接于界面對應位置風機處點擊右鍵即可控制風機的啟停；報警信號記錄當有co值或煙霧濃度超高報警信息進入監(jiān)控系統(tǒng)時，會由操作員進行確認以及信息記錄備案。
隧道環(huán)境檢測軟件共分為隧道環(huán)境檢測、報警信號記錄、系統(tǒng)參數(shù)設置幾個界面。
隧道風機的應用展望
本文概述了銅湯高速公路紫銅隧道的通風方案設計和應用，對于公路隧道通風方案的設計，除了要滿足交通運營通風外，還必須詳細研究火災發(fā)生時的通風需求，即把正常運營和火災時的通風看作是整個通風系統(tǒng)的兩種工況。在研究通風方案時，對于隧道防火區(qū)段的劃分、橫通道的設置、火災時的風機控制、煙流排出的路徑與速度、橫通道的開啟與關閉、逃生通道的空氣補給、避難洞的新風需求、部分風機損壞時的風機控制等，要逐一詳細研究。
在隧道通風的發(fā)展過程中通常有兩種換氣方式。長距離隧道一般采用橫向通風，即選用立式軸流通風機排除道內(nèi)污氣，由豎井輸入新鮮空氣。中短距離隧道大都采用縱向通風，即選用射流軸流通風機沿隧道縱向布局，靠射流風機|考試大|出口氣流的強勁推力， “接力”似地排除污氣。實際發(fā)生災情時還應配合其他管理措施才有可能防患于未然，使災情造成的損失減至最小，創(chuàng)造一個安全、方便、快捷、有效的交通與生活環(huán)境。
