定风量通风系统（精选6篇）
定风量通风系统 篇1
定风量阀, 是一种机械式自力装置, 适用于需要定风量的通风空调系统中。定风量阀风量控制不需要外加动力, 它依靠风管内气流力来定位控制阀门的位置, 从而在整个压力差范围内将气流保持在预先设定的流量上。
1定风量阀在通风空调系统中几种应用方式
1) 在新风系统中的应用。目前在国内, 风机盘管加新风系统的空调方式还是较普遍, 尤其是宾馆客房部分, 大部分写字楼、办公楼都采用这种方式。通常做法是每层设新风机组, 走道敷设新风干管, 几十根支管分别从总管上接入各房间。
在高层建筑内居住、办公的人常常抱怨新风量不足, 而设计师往往感到很委屈。因为从图纸上看, 新风量标准的取值并不低, 但我们往往忽略了一个问题, 如何从设计角度来保证实际效果, 而定风量阀在新风系统中的应用, 就是一个有力的措施。
因目前定风量阀主要还是依靠进口, 价格较贵, 笔者建议在四、五星级宾馆, 高档写字楼运用比较合适。
2) 在排风系统中的应用一个好的空调系统设计, 它的排风系统必须很合理, 而这一点往往得不到。
3) 在变风量空调系统中的应用在变风量空调系统中, 一般外区采用变风量方式, 内区采用定风量方式, 在一个风量、风压不断变化的送风系统中, 内区定风量设计是离不开定风量阀的。
4) 在净化空调系统中的应用在净化空调系统中维持洁净房间的正压值至关重要, 在排风或送排风系统中加设定风量阀, 就能有效保证洁净房间的正压值。洁净手术室手术进行时与不进行时均需保持手术室正压, 手术进行时新风量为保证正压所需的新风量加人员所需新风量, 手术不进行时新风量为只保证正压所需的新风量, 所以新风管上需要设双位定风量阀。
5) 在风管管路平衡上的应用在全空气系统中, 由于受建筑条件的影响, 各支管之间阻力肯定不均衡, 一般采用三通调节阀或对开多叶调节阀来完成风量分配。为保证重要房间或主要支管上的风量不致于过大或过小, 减少调试的盲目性, 可适当加设定风量阀来取代三通调节阀或对开多叶调节阀。
正如平衡阀在空调水系统中越来越被广大设计师所采用一样, 定风量阀由于它能精确可调, 自动平衡的特点, 也将会在送、排风系统中得到了广泛运用。
2通风空调安装工程的质量控制
1) 通风空调安装工程是建筑工程中一个重要的分部工程, 通风空调安装应严格按规范和验评标准要求, 采用必要的技术手段和安装工艺, 对各分项、系统进行安装和调试, 经过试运行考核是否能满足预期的功能需要。
2) 风管制作及安装
(1) 风管加工的划线方法可用直角线法。展开方法采用平行线法。根据大样图风管不同的几何形状和规格, 分别划线展开, 并进行剪切。
(2) 风管外观质量应达到折角平直, 圆弧均匀, 两端面平行, 无翘角, 角钢加固筋应排列整齐、均匀对称固定牢固。
(3) 风管直角弯头或边长大于500mm时应在弯头处增加导流片, 使气流能够顺利通过, 降低风阻。
(4) 先按设计图纸提前放好安装线, 支、吊架的标高必须正确, 支、吊架膨胀螺栓埋人部分不得油漆, 并应去除油污。
(5) 风管与部件和设备的连接主要用软管连接, 材质应为不燃或阻燃材料。
3) 竖井内管道的安装
空调冷冻和空调热水向高层供水的立管主要集中于几个管道竖井内, 因此施工前应进行认真图纸纸面放样, 进行调整, 以便于安装各工序的完成, 也为将来业主进行维护管理创造条件。竖井内立管安装应在井口设型钢支架, 上下统一吊线安装卡架, 暗装支管应画线定位, 并将预制好的支管敷设在预定位置, 找正位置后用勾钉固定。管道的支架应进行核算和重新设计, 并在土建专业支模时将预埋件埋设就绪。为保证系统运行安全, 按设计要求在管道竖井中设置伸缩节和固定支架。
4) 风机盘管等设备的安装
(1) 风机盘管进场前应进行进场验收, 做单机三速试运转及水压试验。卧式机组应由支吊架固定, 并应便于拆卸和维修;排水管坡度要符合设计要求, 冷凝水应畅通地流到设计指定位置, 供回水阀及水过虑器 (宜设置以防堵塞) 应靠近风机盘管机组安装。风机盘管与管道的连接宜采用弹性接管或软接管 (金属或非金属软管) 连接, 其耐压值应高于l.5倍的工作压力, 软管连接应牢靠、不应有强扭或瘪管。
(2) 空调 (新风) 机组新风人口应设电动风阀并与风机连锁, 以防止冬天因温度太低而冻坏换热器, 机组进、出水管道前 (尤其有电动阀时) 应设旁通支路以便运行使用前冲洗管路及维修管路用;积水盘必须严密不漏水;换热器应律意要设有冻坏后可检修的空间。
(3) 两台冷却塔并联时集水盘中间最好设一根均压管, 管径与进水管相同, 中间设阀门。
(4) 主机等设备的减震基础一定要做好, 并保证水平度等在允许偏差之内。
5) 管道的冲洗试验
空调水管道按规定坡度安装好后, 使用前的冲洗应以系统最大的流量进行, 要求冲洗的出水口水质透明度与进水口一致。冲水前应将管道安装好的流量孔板、过滤网等拆除, 各机组入口前设旁通管路直接连通, 待冲洗合格后再安装好。不得用试压水排放做冲洗试验, 冲洗应分系统、分段进行。机组冲洗干净后应打开顶部放气阀把水全部泄净以防冬季存水冻裂换热器。
6) 风管检测
风管系统安装完毕后, 应按系统类别进行严密性检验, 风管的强度应能满足在1.5倍工作压力下接缝处无开裂。矩形风管的允许漏风量应符合规范要求。低压系统风管的严密性检验在加工工艺得到保证的前提下, 采用漏光法检测。
7) 通风空调系统调试
(1) 风管系统的风量平衡
系统各部位的风量均应调整到设计要求的数值, 可用调节阀改变风量进行调整。调试时可从系统的末端开始, 即由距风机最远的分支管开始, 逐步调整到风机, 使各分支管的实际风量达到或接近设计风量。
最后当将风机的风量调整到设计值时, 系统各部分的风量仍能满足要求。
(2) 新风系统的测试
新风系统主要由风管、新风调节阀和新风处理机等组成。其测试方法与送风系统相同, 在调整新风量时。一定要符合设计要求.否则可能产生种种弊端。如果新风量太多, 会增加制冷压缩机的热负荷, 影响室内的空调效果;如果新风量太少, 则不符合国家的卫生标准, 使人感到闷气、不舒服, 因此, 要保证室内的正压或负压, 新风量的调节一定要合适。
(3) 空调水系统的调试
冷水系统的管路长且复杂, 系统内的清洁度要求高, 因此, 在管清洗时要求严格、认真。在清洗之前先关闭风机盘管等设备的进水阀。开启旁通阀, 使清洗过程中管内的杂质, 通过旁通阀最后排出管外。
(4) 空调系统带冷热源的正常联合试运转不少于8h, 在试运转时应考虑到各种因素, 如建筑装修材料是否干燥, 室内的热湿负荷是否符合设计条件等。同时, 在无生产负荷联合试运转时, 一般能排除的影响因素应尽可能排除, 如室温达不到要求, 应检查盘管的过滤网是否堵塞, 新风过滤器的集尘量是否超过要求, 或者制冷量达不到要求。检查出的问题由施工、设计及建设单位共同商定改进措施。如运转情况良好, 试运转工作即告结束。
8) 工程资料:工程资料是反映工程在施工过程控制的重要资料和原始记录。内业资料应真实、及时。内业资料是控制工程质量的依据, 工程完后, 应验收编制内业资料, 各道检查人员签字要齐全。如管道水压试验记录、系统调试记录等。及时检查认证、认真填写, 这样才能体现工程的真实质量情况。
定风量通风系统 篇2
关键词：定风量阀,变风量阀,空调系统中的应用
定风量阀是一种机械式自力装置, 适用于需要定风量的通风空调系统中。定风量阀风量控制不需要外加动力, 它依靠风管内气流力来定位控制阀门开启度, 从而在整个压力差范围内将气流保持在预先设定的流量上。适用于要求风量恒定的通风空调系统中, 用来作为控制各送、回风支路系统的风量。
变风量阀是一种通过改变送风量来调节室内的温湿度或压差的空调末端装置, 采用DDC控制, 可根据温度或压差信号, 自动精确调整送风或排风风量, 并实现动态测定风量适时调整。也可实现风量范围内任意某一指定风量的恒定控制。关闭时, 可完全切断气流。
一、定风量阀在空调系统中的应用
在风机盘管加新风的空调系统中, 设计师往往会在新风支管上加设一只风量调节阀, 期望通过后期调试手段来完成风量的分配。由于风量调节阀调节既不直观, 调节精度又不理想, 况且房间新风量很小, 这样的调试几乎是无法达到设计要求。施工单位只能做到测一下总管的送风量达到设计的要求, 保证各送风支管有风感这样的地步。在这种环境下居住、办公的人常常抱忧新风量不足, 但从设计图纸上看, 新风量标准的取值并不低。我们忽略了一个非常重要问题, 如何从设计角度来保证实际效果。为了能保证各房间所送新风量能达到设计值, 我们在每支新风支管上增加一只定风量阀, 问题解决了, 系统调试也很容易。
二、变风量阀在空调系统中的应用
在全风道空调系统中, 设计师往往会设计成空调送风机全负荷运行, 通过调节电动阀开度来调节冰水水量, 进而控制盘管的离风温度 (送风温度) , 达到调节房间温度之目的。这套系统在大空间上使用还马马虎虎, 如果几个房间同时使用这套系统, 单靠送风支管上的几个风量调节阀的手动调节是无法达到设计要求的。如果我们在每支送风支管上增加一只变风量阀, 同时空调送风机采用变频控制。用各房间的温度、压差等信号, 控制送入各房间的送风量, 同时调节冰水水量、总送风量。这样的系统就能完全满足设计的要求了, 同时这套系统在节能降耗方面非常明显, 经济性性也很高。
三、定风量阀、变风量阀在空调工程中应用实例
我公司负责施工的南京伊晶能源有限公司高亮度发光二极管 (LED) 蓝宝石衬底改造项目中的切抛磨车间空调工程中就同时使用了定风量阀和变风量阀。该车间分为黄光区、湿法清洗区、刻蚀区、单面研磨、一次清洗、二次清洗及检测包装、更衣室、洁净走道等八个空调区域, 各区域的温湿度、洁净度、正压值都不尽相同, 传统的全风道空调系统及控制调节方式是无法达到使用要求的。
如何设计一套既能没足洁净车间不间断运行的需要, 又能满足各空调区域不同要求的空调系统呢?设计院设计了由两台新风空调机组、两台循环空调机组 (一备一用) 组成的一套空调系统。并在各区域的送风支管上增设定风量阀控制送风量, 在回风支管上增设了变风量阀调节回风量。再根据各区域洁净度的不同, 设置不同布置密度及过滤等级的风机过滤单元。
在这种设计理念下, 系统调试过程变得易常简单。根据设计要求, 调节各空调区域送风管上的定风量阀, 阀体上有风量读数值, 直接调至设计值, 就可以直接开机运行了。其控制原理:1) 正压值的控制:DDC根据洁净室黄光区的压力信号, 通过变频器调节新风机组送风机转速, 保证黄光区的压力在设定值, 其它房间由回风支管上的变风量阀调节来控制其正压值 (当区域内的排风量变化时可做到适时调节) 。2) 温度的控制:DDC根据洁净室黄光区的温度信号, 调节循环空调机组冷却盘管电动阀的开度, 保证房间温度的设定值, 当温度低于房间设定值时, 关闭冷却盘管电动阀, 启动电加热。3) 湿度的控制:DDC根据室外空气温度和相对湿度参数, 将整个空气处理过程分为三个区域:1) 当室外空气含湿量大于7.4g/kg干空气时, 空气处理过程为开冷却盘管进行除湿, 根据冷却后的温度调节电动二通阀的开度, 保证出风露点的恒定。2) 当室外空气含湿量小于7.4g/kg干空气且干球温度大于14.6℃时, 空气处理过程为冷却加湿, 根据出风露点温度控制表冷盘管电动阀开度, 根据出风含湿量, 控制高压喷雾加湿量。3) 当室外空气含湿量小于7.4g/kg干空气且干球温度小于14.6℃时, 空气处理过程为加热加湿, 根据出风露点温度控制加热器加热量, 根据出风含湿量, 控制高压喷雾加湿量。
定风量通风系统 篇3
显德汪矿历年瓦斯鉴定均为低瓦斯矿井, 矿井绝对瓦斯涌出量最小为1.34m3/min, 最大为14.86m3/min;相对瓦斯涌出量最小0.85m3/t, 最大7.26m3/t, 随着开采深度的增加, 矿井绝对瓦斯涌出量总体显示不均衡逐年增大趋势。鉴定结果虽为低瓦斯矿井, 但是矿井存在瓦斯异常区, 尤其是2#煤层局部表现瓦斯异常。
1923采煤面位于九采区中部, 其北部为1921工作面采空区, 东至1923边眼, 西为小煤窑破坏区, 南为设计1925工作面。1923面走向长1270m～1320m, 倾向长135m。煤厚0.1m～3.2m, 平均1.8m, 煤层倾角3°～16°, 平均6°。工作面煤层呈黑色, 落煤成粉末状或碎快状。工作面处于栾卸向斜与显德汪向斜的复合部, 该地段发育一次级小背斜且断裂构造发育, 断层走向近南北向, 倾向近西, 断层延长度较短, 尖灭快, 发育密集。工作面煤层伪顶为砂质泥岩, 直接顶为粉砂岩, 老顶为中细粒砂岩, 直接底为砂质泥岩或粉砂岩, 老底粉细砂岩互层。
1923采煤面于2007年10月开始回采, 采用后退式U型通风方式, 工作面下行通风, 回采初期风量780m3/min, 回风流中瓦斯浓度 (0.6%～0.8) %。随着工作面推进, 瓦斯涌出量逐渐增大, 最大涌出量达10.12m3/min, 生产期间回风流中瓦斯浓度达0.8%～1.1%, 造成工作面断电频繁, 影响安全生产和稳产。
2 通风系统调整方案及效果
1923工作面原配备风量780m3/min, 为提高工作面风量做调整方案及实施效果如下。
2.1 九轨道系统风量调整
(1) 1921面支架撤完后, 原临时设施密闭的回风路线走风达400m3/min以上, 虽然后来通过对采空区进行永久性封闭, 共构建4道密闭墙, 1道调节墙, 减少漏风200m3/min, 但发现系密闭墙 (砖砂灰材料) 漏风高达200m3/min左右, 经过采用化学浆喷涂, 达到基本不漏风的效果。
(2) 1913沿空留巷使用消耗九轨道风量, 通过调整, 将1913沿空留巷改用2712泄水巷 (无人施工地点) 的回风, 制定专项安全措施, 从而减少从九轨道用风200m3/min以上;
(3) 九采回风巷贯通九轨道, 形成九采区两路进风, 大大增加进风断面, 减少了通风阻力。
2.2 外围通风系统风量调整
(1) 1195两巷贯通, 形成了正规的准备工作面通风系统, 因巷道断面大, 工作面走风达800m3/min, 通过在1195运煤巷构筑2道永久性调节风门, 准备面风量控制在300m3/min, 减少富裕风量500m3/min;
(2) 对二采东翼1215准备面, 使用风量达400m3/min以上, 通过构建2道通风设施, 减少用风200m3/min以上。
2.3 巷道断面调整减少通风阻力
通过积极查找确定回风路线中造成巷道通风阻力大、风速超标的区段, 分别对工作面进、回风路线中巷道断面过小的巷道进行扩巷减阻;对九采区运输下山、1923边眼、六采运输上山等风速超标区段进行了扩卧;对一采九煤运输上山风速超标区段进行了扩卧, 降低了矿井通风阻力。
2.4 系统风量及效果影响
通过以上工作, 使得1923工作面的有效风量由回采初期调风前的780m3/min增至调风后的1424m3/min, 创我矿建矿以来综采工作面配风最高纪录, 工作面回风瓦斯由平时的0.8%～1.1%, 减少到现在的0.5%～0.8%, 为工作面安全产煤创造了有利条件, 奠定了坚实的基础。
3 结语
(1) 增加综采工作面的有效风量途径。
对系统中各处进行风量控制, 采取必要措施, 改临时设施为永久设施, 永久设施通过采取措施减少漏风, 可以有效改变通风状况, 增加综采工作面的有效风量。
减少不必要的风量使用, 按照《规程》规定的范围, 采取合理的串联通风措施, 优化通风系统, 减少风量消耗。
增加通风断面, 由于巷道变形快, 断面小为主要通风阻力原因, 围绕工作面进风、回风巷道等回风路线地点进行扩卧, 通过增加断面, 可以有效地改变通风效果, 同时也避免风速超限。
(2) 增加工作面风量是降低回风流中的瓦斯浓度的有效途径。
(3) 对我矿遇到瓦斯异常区时怎么合理优化通风系统提供了宝贵的经验, 消除瓦斯超限的隐患, 增加了生产的安全度。
定风量通风系统 篇4
那么对于全空气系统,又是如何规定的呢?
1相关规范对全空气定风量系统的可调新风比要求
在《公共建筑节能设计标准》第5.3.6条规定:“设计定风量全空气空气调节系统时,宜采取实现全新风运行或可调新风比的措施,同时设计相应的排风系统。新风量的控制与工况的转换,宜采用新风和回风的焓值控制方法。”
根据5.3.6条文解释,主要是因为考虑过渡季运行。过渡季指的是与室内、外空气参数相关的一个空调工况分区范围,其确定的依据是通过室内、外空气参数的比较而定的。条文解释强调:不要将过渡季理解为一年中自然的春、秋季节。
而在北京市《公共建筑节能设计标准》中第4.3.6条规定:“空调系统可调新风比的设计应符合下列要求:①对一般公共建筑,整个建筑所有全空气定风量系统,可达到的最大总新风比,应不低于50%;②人员密集的大空间和内区的所有全空气定风量系统,可达到的最大总新风比,应不低于70%;③排风系统应与新风量的调节相适应。”
由此可以看出,相比国家标准的“宜”,北京市地方标准用的是“应”,而且提出新风比的具体数据,显然比国家标准严格。而这样的严格要求是否合理呢?
2可调新风比的必要性
可调新风比主要针对定风量系统提出,《公共建筑节能设计标准》5.3.6条的条文解释这样说:“在过渡季,空调系统采用全新风或增大新风比运行,都可以有效地改善空调区空气的品质,大量节省空气处理所需消耗的能量,应该大力推广应用。”
加大新风可以有效地改善空调区空气品质吗?过渡季加大新风比节省能量吗?为什么?
首先,如果室外空气温湿度适宜、品质优良,那么增大新风比的确能改善室内空气品质。但是,是否有必要呢?在设计过程中,计算最小新风量时,都是按照最不利情况考虑的,而室内人员经常达不到设计值,所以最小新风量已经能够满足人员的需要。
另外,近年来,各城市频频出现雾霾、沙尘天气,空气品质很差,威胁到人的健康。雾霾天气人们尽可能不出门,在家里也要关紧窗户。在这样的天气下,引入的新风必须要经过多级过滤、杀毒,必要时甚至关断新风。
其次,对于热负荷特别大的内区和阳光直射的区域,过渡季节加大新风比,能够消除室内余热,这个是非常节能,非常合理的,尤其适用于北方寒冷、严寒地区及西部干燥地区。
对于外区且没有阳光直射的区域,全空气定风量系统之所以运行,主要是为了保证新风的需求,而不是冷热负荷的需求。如果对这些区域如果也加大新风比,并为之配套相应的井道、设备、自控系统显然是不合理也不节能的。
综上所述,当需要新风在过渡季节负担室内余热时,加大新风比是合理的,其余的情况,加大新风比存在不合理性。
3加大新风比带来的问题
3.1新风竖井、排风竖井占用面积加大
在公共建筑中,为满足安装、净高要求,一般要求空调系统总风管尺寸不大于1600mm×400mm,这个规格的风管一般送风量可达16000～18000m3/h,核算下来每套系统即每个空调机房可负担1000～1200m2,而每个机房都要配新风井和排风井。
对于每套空调系统,新风所占总风量比例根据室内冷负荷及人员数量都有不同,除了人员特别密集的以外,新风比大体在10%～40%,可见如果要求新风比调整到50%,则新风井及排风井相应扩大1.25～5倍。
另外,新风井、排风井经常负责多个楼层(一般为6～8层)的空调系统。以一个18000m3/h的空调系统,新风比为10%,每8层集中处理新风为例:最小新风量14400m3/h,新风竖井面积0.5m2,如果新风比增到50%,那么一个竖井就要2.5m2左右,相应的排风竖井也要扩大5倍。
随着新风比加大,风井、新风管道、排风管道也要相应加大,空调机房面积随之增加。
3.2新风集中处理机房面积加大
过渡季节加大新风比,则新风量、排风量随之加大。而此时,因为室外空气的温湿度接近室内,所以不必进行热回收,所以为了减小新风(带热回收)机组的装机容量,往往需要再设新风机、排风机与新风(带热回收)机组并联。因为风量较大,增设的新风机,相排风机及相应风管、阀门占用面积较大,所以新风集中处理机房的面积要加大。
4结语
公共建筑全空气定风量系统,根据最新暖通规范规定,宜用在下列空调区:
①空间较大、人员较多;②温湿度允许波动范围小;③噪声或洁净度标准高。
目前,定风量系统一般用于会议室、餐厅、多功能厅等人员和冷热负荷相对稳定的场所,而且是短时间运行。针对这种情况,新风比是没必要进行调节的。
综上所述,对全空气定风量系统要求可调新风比,有的工程是合适的,有的工程是没有必要的。对于没有必要加大新风比的工程,新风以最小新风量运行,不仅不影响室内空气品质,还可以节省风井、机房面积、减少不必要的设备、管道及阀门的投资。
矿井通风风量的测定 篇5
矿井通风的主要参数之一就是风量, 即单位时间内通过井巷空气的体积。a) 测风站要求。 (a) 必须设在直线巷道中; (b) 测风站长度不少于4 m; (c) 测风站前后10 m内没有拐弯和其它障碍; (d) 测风站应挂有记录牌, 注明编号、地点、断面积、平均风速、风量、测风日期、测风点; (e) 测风站应设在没有漏风、支架齐全、断面变化不大的巷道内;b) 测风方法。测风采用定点法、九点法和线路法, 求出平均风速。在同一断面测风次数不少于3次, 每次测量结果的误差不应超过5%, 然后取3次的平均值。测得平均风速后通过测风站的断面积计算出巷道风量。《煤矿安全规程》规定, 至少每10 d要进行一次全面风量测定。
隧道掘进通风方式与风量计算 篇6
隧道工程在公路铁路中的应用有着悠久的历史, 隧道通风的研究也有比较丰硕的经验成果, 在隧道通风设计中也得到了应用。但是从整个交通行业来看, 我们对隧道施工阶段的通风设计重视不够, 实际施工中采取的通风方式不妥, 很多隧道施工通风效果不是很理想或不经济。
二、隧道掘进通风方法
隧道掘进通风方法分为用自然风压通风和采取动力设备的通风方法。自然风压通风在短隧道中采用较多, 一般通风时间较长, 但不产生任何安装维护费用。在实际施工中, 要采取措施检测工作面的空气质量。如果没有足够的风压, 需要较长的通风时间时不得采用。采取动力设备通风, 按照工作方式分为压入式通风、抽出式通风和混合式通风。
1. 压入式通风
如图1 (A) 所示, 工作面爆破后, 烟尘充满迎头, 形成了一个炮烟抛掷区。风流由风筒射出后, 按紊动射流的特性, 使炮烟被卷吸到射出的风流中, 二者掺混共同向前移动, 风流从风筒出口到转向点的距离叫有效射程Lj。为了能有效排出炮烟, 风筒出口与工作面的距离应≤Lj, 否则会在工作附近出现烟流停滞区。根据理论分析和实践经验, 压入式通风风筒出口到工作面的距离Lp为:Lp≤Lj= (4~5) S, m。式中:S为掘进隧道断面积, m2。
2. 抽出式通风
如图1 (B) 所示, 新鲜风流由巷道流入, 污风通过铁风筒排出。这种通风方式在风筒吸口附近形成一股流入风筒的风流, 离风筒越远速度越小, 这个距离即为有效吸程Ls, 有效吸程外的炮烟处于停滞状态。抽出式通风风筒口到工作面的距离Lc须满足:Lc≤Ls=1.5S, m。
上述两种方式各有利弊。压入式通风由于风机处于隧道口外新鲜风流中, 在有瓦斯的隧道运转安全;风筒出口有效射程长, 排烟能力强, 工作面的通风时间短。但这种通风方式的污风都沿隧道排出, 污染范围广。抽出式通风的优缺点与压入式相反, 可以解决大面积污染问题。另外, 其在机械化程度不断提高和光面爆破技术的推广、粉尘越来越严重的情况下尤其重要。
3. 混合式通风
它是由压入式和抽出式联合工作, 兼有二者的优点。这种通风效果好, 适用于大断面、长距离的隧道掘进。
混合式通风方式见图2, (A) 为长压短抽式, 以压入式通风为主, 靠近工作面一段用抽出式通风, 配备有除尘装置, 风筒重叠段风速V>0.5 m/s (排瓦斯) 或V>0.15 m/s (除尘) 。其优点是主要采用柔性风筒, 成本低;缺点是除尘器常随风筒移动, 且增大通风阻力, 除尘效果较差时使隧道受到一定程度的污染。 (B) 为长抽短压式, 以抽出式通风为主, 不需要配备除尘装置, 能够解决
隧道通风的污染问题。但抽出段要用带刚性骨架的柔性风筒或硬质风筒, 成本较高。
三、隧道掘进工作面所需风量计算
对于隧道开挖工作面所需要的风量, 除了考虑炸药消耗量外, 还要考虑通风时烟流流动和稀释过程的关系, 而这种关系又和通风方式有关。
1. 压入式通风
工作面所需风量或风筒出口的风量应为:
式中:t为通风时间, min;
A为一次爆破的炸药消耗量, kg;
S为隧道掘进断面积, m2。
Ld从工作面至炮烟被稀释到安全浓度的距离, 可按下式计算:Ld=400 A/S, m。
当掘进隧道的长度小于Ld时, 用隧道长度置换Ld。
2. 抽出式通风
工作面所需的风量为:
式中:lt为炮烟抛掷长度, m。它取决于起爆方式和炸药消耗量, 即电雷管起爆时, lt=15+A/5, m;
火雷管起爆时, lt=15+A, m
3. 混合式通风
在长抽短压的通风方式中, 应满足抽出式风筒入口的风量Qbc大于压入式风筒出口的风量Qbp, 以防止循环风和维持风筒重叠段内的隧道中具有排尘或稀释污风的最低速度。因此, 应先用 (1) 式计算Qbp, 再用下式计算Qbc:
式中:V为排尘的最低风速0.15~0.25m/s;或稀释污风的最低风速0.5m/s;
S为风筒重叠段的隧道面积, m2。一般应使Qbc:Qbp=3:1~5:1为宜。
在长压短抽的混合布置方式中, 为防止产生循环风和满足重叠段具有最低风速, 要求Qbp>Qbc。所以, 先用 (2) 式计算Qbc, 再用下式计算Qbp:
4. 用以上各式计算的风量都要进行验算
(1) 除尘最低风速0.15 m/s, 最低风量≥9 Sm3/min, 最大风速4 m/s (对最大风速的规定各种规范不统一, 公路工程施工安全技术规程并未做出规定, 可采用矿山岩巷掘进标准) ;
(2) 粉尘浓度≤2 mg/m3, O2≥20%, CH4或CO2≤0.5%, CO≤30 mg/m3, 隧道施工应保证每人每分钟供给新鲜空气1.5~3 m3。
二、隧道掘进通风设备的选择
1. 风筒的选择
(1) 风筒的种类
掘进通风采用的风筒有金属风筒和帆布、胶布、人造革等柔性风筒。柔性风筒重量轻, 易于储存和搬运, 连接悬挂简便, 胶布和人造革风筒防水性能好, 但柔性风筒只适用于压入式通风。为了满足抽出式通风的要求, 可以采用以金属整体弹簧钢丝为骨架的塑料布风筒。
(2) 风筒的风阻
风筒的风阻包括摩擦风阻Rf和局部风阻Rf, 金属风筒采用法兰盘连接可以不考虑接头风阻。实际施工当中, 风阻较难用公式进行精确计算, 一般都是根据实测百米风阻作为衡量风筒管理质量和设计的数据。我们在隧道施工通风选型时, 主要考虑的就是风筒的漏风。
(3) 风筒的漏风
一般情况, 金属风筒的漏风主要在接头处。胶布、帆布风筒不仅接头, 而且全长都存在漏风。所以, 漏风属于连续漏风。风筒漏风使风筒始端风量 (即风机工作风量Qf) 与风筒末端风量 (即工作面风量Q) 不等, 其差值即为风筒的漏风量Ql。风筒始末两端风量的几何平均值为风筒的平均风量, 即。
1) 风筒漏风率
La反映了风筒的漏风情况, 但不能作为比较的指标, 常采用百米漏风率La100;La100= (Qf-Q) / (Qf×L/100) , %。
式中:L为风筒的使用长度, m。
一般要求, 柔性风筒的百米漏风率应满足表1的数值。
2) 风筒的有效风量率Ef, 指工作面风量占风机工作风量的百分数, 即
3) 风筒漏风备用系数φ
φ也可以按以下方法计算。其中,
式中:K相当于直径1m的金属风筒每个接头的漏风系数, 须实测得出;
D为风筒的直径, m;
N为风筒接头数, 个;
R0为风筒延米风阻, N·s2/m8;
L为风筒全长, m。
柔性风筒φ=1/ (1-n Li)
式中:n为风筒接头数, 个;
Li是一个接头的漏风率, 插接时Li=0.01~0.02, 罗圈反边连接时Li=0.005。
在选择风筒直径时, 须考虑送风量、送风距离以及隧道断面的大小等因素, 经计算后综合考虑。
2. 风机选择
常用的风机有轴流式和离心式两种。轴流式风机体积小, 便于安装和串联运转, 效率较高, 但噪音较大。风机选型考虑的参数主要有风机工作风量Qf和风机工作风压hf。
(1) 根据掘进工作面所需的风量和风筒的漏风情况, 计算风机工作风量
Qf=φ×Q, m3/s。
(2) 风机工作风压hf
风机的工作风压用于克服风筒的通风阻力, 由于风筒漏风, 计算风筒通风阻力时应通过风筒的平均风量计算。压入式风机工作风压要用风机的全风压hft,
hft=Rp×Qa2=Rp×Qf×Q, Pa。
式中:Rp为压入式风筒的总风阻,
hfs=Rc×Qa2=Rc×Qf×Q, Pa。
式中:Rc为抽出式风筒的总风阻。
风机的选型可根据上面算得的Qf和hf值, 选择合适于相应隧道施工的风机。
参考文献
[1]黄元平.矿井通风[M].北京:中国矿业大学出版社, 1986.
[2]JTJ076-95, 公路工程施工安全技术规程[S].北京:人民交通出版社, 2002.