隧道风机原理及维护保养

隧道风机系统能满足高速公路大车流量的通风要求， 为隧道内提供所需要的新鲜空气， 并且在隧道内发生火灾或危险品泄露时及时提供所需要的风流速度， 以减少经济损失及人员伤亡； 风机系统由主控制器、 区域控制器、 风机消音器、 风机（ 包括轴流风机和射流风机） 、 CO/VI 检测器、 风速风向检测器等组成。

1 隧道风机原理及结构

隧道射流风机根据动量定理， 高能量的喷射气流将能量传递给隧道内的空气， 产生克服空气流动阻力的压力， 推动隧道内的空气顺着喷射气流方向运动， 实现通风目的。 隧道内风量可以通过隧道口射流风机台数控制， 同时射流风机必须能够反转， 且在反向额定状态下稳定运行。 整套风机由叶轮、 风机罩、 消声器、 电机、悬臂及附件构成。

2 隧道风机作用

2. 1 为隧道内设备降温除湿

在酷暑雨季， 隧道内聚集了大量潮气、 热气， 影响隧道内机电设备的正常运行， 隧道风机通过与洞外通风换气来降低洞内温度，赶走洞内潮气， 机电设备正常运转。

2. 2 为作业人员提供良好作业环境

受大车流量影响， 隧道内会逐渐聚集越来越多的热量和废气，人员进入这样的环境中， 不但会觉得闷热， 而且会让人觉得空气很窒息， 存在隐患； 开启风机可以为隧道降温并提供新鲜空气，为隧道内作业人员提供一个相对舒适的作业环境。

2. 3 紧急情况下提供通风和排烟功能

当隧道内发生火灾时， 适时正确开启隧道风机可以与通过洞外通风换气来有效排除洞内烟气， 洞人被困人员及时疏散， 方便救护人员及时营救。

3 通风控制子系统

根据隧道的通风方式， 在一氧化碳浓度比较高和烟雾透过率较低的进风口及隧道洞口附近， 设置 CO/VI 检测器， 用以快速、 准确、连续地自 动测定隧道内的一氧化碳浓度和隧道内全程烟雾透过率数据。 检测数据由区域控制器采集数据， 并传输给监控分中心， 监控系统将检测数据与标准值进行比较，对风机的启停控制提供参数依据，为操作人员远程或现场控制风机提供依据。

（ 1） 风速风向检测器设置在隧道口附近， 自动测定隧道内平行于隧道壁面的风向、 风速数据以检测风机的运行情况。

（ 2） 风机电气控制柜能完成地的人工控制。 区域控制器与通风控制柜通过中间继电器接点输出相连， 以对风机的远程控制，每组射流风机进行独立控制， 尽量减少相互之间的影响。

（ 3） 通风监控系统对射流风机的自动控制是将一个断面上的两台风机作为一组分别进行控制，由通风系统返回每台风机的状态信号，包换风机的正转、 反转、 停止、 故障等信号， 输入输出之间采取相应的电磁隔离措施。

4 隧道风机控制原则

风机的运行应根据 CO 浓度、 透过率值、 交通量状况、 火灾报警等综合情况进行控制， 具体原则如下：

（ 1） 根据隧道营运进行中的交通状况， 适时调整通风量， 在交通的前提下， 以经济的动力给隧道提供满足营运条件的通风量。

（ 2） 隧道内某一位置的 CO 或透过率值先达到风机启动值， 则靠近此检测器的风机首先启动。

（ 3） 因风机启动瞬间冲击电流很大， 应避免同时开启多台风机，各台风机的启动应有短暂的延时， 以减少对隧道变电所供电的冲击。

（ 4） 采用 CO/VI 检测器测量 CO 浓度和能见度， 由 PLC 的模拟量转换模块将被测模拟量转换成数字量， 经 PLC 程序处理、 判断，控制隧道射流风机的启停， 达到排除 CO 和烟雾， 满足大车流量的通风要求， 达到隧道空气标准要求。

5 隧道风机控制方式

通风系统的运行主要是根据各种通风监控设施提供的现场数据，通过对其进行分析， 然后与通风标准进行对比， 高于通风标准规定的浓度时， 需要进行机械通风。

5. 1 自动控制

当监控大厅调度员通过监控软件获得的数据大于通风标准规定的浓度时， 调度员通过远程控制信号来控制风机的启动； 并同时通知电工去隧道现场进行现场监控。

5. 2 手动控制

当监控大厅调度员通过监控软件获得的数据大于通风标准规定的浓度时， 调度员通知电工应该启动的风机数， 电工乘车前往隧道现场， 电工通过启动风机配电箱中的启动按钮来启动风机， 同时应在隧道现场进行监控。

6 隧道风机的日常保养

6. 1 风机保养须建立日常维修保养制度， 并做好维修记录若环境状况不良， 保养周期应相应缩短。 可以使用低压水对风机壳体的外表面进行冲洗， 但不可粗暴摩擦壳体表面。 消声器上的排水孔必须清理干净以便顺利排水。 应严格避免使用冲洗水直接冲向电机排水孔、 电机轴封及消声器填充材料。

6. 2 检查紧固件是否牢固

若无松动迹象， 尽量不要损伤原有锁定装置或油漆过的紧固件；同时须风机的所有固定件处于固定状态， 任何锁定装置在保养时若损伤均须报废并换上新的合格品。

6. 3 电机轴封、 绕组和轴承也须定期检查如果电机轴承采用外部润滑注油器， 则应按风机或电机铭牌上的要求， 选用相容形式的润滑油定期加注。 加注润滑油时， 应先清除油嘴上的水和赃物， 并用洁净油注入干净的油脂， 只需用较低

的压力来注油， 注油孔通常位于风机接线盒附件。

6. 4 风机运行过程中发现有异响

电机发热、 外壳带电、 开关跳闸、 不能启动等现象， 应立即停机检查。 为， 切记不允许在风机运行中进行维修； 检修后确认无异常现象再开机运转。

7 结束语

本文对高速公路隧道风机系统功能设计及保养维修进行了阐述。通过隧道监控管理平台软件与隧道现场关键硬件无缝衔接， 很好地实现了隧道风机系统的远程 / 现场控制， 通过多方面的管控， 使隧道风机能够更加健康、 顺畅运行， 有效减少隧道通行隐患。