廠用大优彩票官网、礦用防爆風機·消防風機
服務熱線:13506676230 網址:www.巨風.com www.84-guinness.com
 
產品列表
客服中心
客服1
客服2
電話:0577-27863198
傳真:0577-27895855
巨風大优彩票官网 > 行業資訊

地鐵和隧道風機的前景、現狀及發展

作者: 來源:中國風機技術網 時間:2015/1/6 9:11:42

1  地鐵風機的系列品種、特點和應用范圍

1.1  目前國內地鐵通風排煙系統概況

  地鐵的通風排煙系統大致分為兩類[1]大优彩票官网。

  第一類是通風和排煙同為一個系統,即通風和排煙系統共用風機、消聲器大优彩票官网、風口、風道和風亭大优彩票官网。通過風機的正轉或反轉大优彩票官网,開啟或關閉各種管網上的閥門來實現系統對某一地點(如車站、隧道、設備管理用房)的送風或排煙,使系統對正常狀態或事故狀態運行模式的切換。當然風機的正反轉、閥門的切換都是通過遠程遙控實現的。北京的地鐵采用此類通風排煙系統。

  第二類是通風系統和排煙系統分開設置,各自分別形成相對獨立的系統。即通風系統和排煙系統是由各自獨立的風機、消聲器、風道、風口和風亭組成。排煙口設置在站臺頂部,站臺內煙氣流動為垂直向上由風機抽出至風亭排出。

  上海大优彩票官网、廣州地鐵的通風排煙系統是上面兩種方式的結合大优彩票官网,即隧道內采用第一種方式,站臺上采用第二種方式。

  由于地鐵通風排煙和空調系統耗電量占整個地鐵耗電量的1/2~1/3,因此從節能、安全考慮,對地鐵通風排煙和空調系統不斷進行改造更新,所以除以上兩種方式外還可能有其它方式不斷出現。

1.2  地鐵風機的分類

  根據我國地鐵風機用戶的需要和我國地鐵風機生產廠家目前已有的產品情況,我國地鐵風機可以分為三類:第一類是雙向軸流風機(可逆轉軸流風機);第二類是單向軸流風機;第三類是射流風機。

1.2.1  雙向軸流風機

  此類風機適用于需要通過葉輪正、反轉來實現通風排煙系統運行模式的切換,如 2.1 所述的第一類通風排煙系統中應用的風機大优彩票官网。風機應滿足以下用戶要求[2]。

 〈笥挪势惫偻(1)風機葉輪可以正、反轉運行,且其風壓、風量基本保持不變大优彩票官网,風機正、反轉運行效率要高,達到節能降耗的目的。

 大优彩票官网。2)具有耐高溫的特點:安裝于車站通風排煙系統中要求風機能在250℃介質通過時連續工作1h,在280℃介質通過時連續工作0.5h大优彩票官网。安裝于隧道通風排煙系統中要求風機能在150℃介質通過時連續工作1h。

 。3)風機正大优彩票官网、反轉切換應在60s內完成。

 。4)噪聲低,地鐵設計規范GB50157-92《地下鐵道設計規范》規定:隧道通風設備傳至車站的噪聲不得超過70dB(A),傳至地面風亭的噪聲應符合國家“城市區域環境噪聲標準”(GB3096-93),對地鐵一般屬于4類區域,噪聲不能超過55~70dB(A)。

 〈笥挪势惫偻。5)在各種運行工況下不發生喘振大优彩票官网。

 。6)裝備比較完善的監控和安全保護系統。

 。7)安裝簡便,體積不和質量輕。

1.2.2  單向軸流風機

  此類風機適用于通風排煙系統在任何模式運行只要求風機單向運行,應用于如2.1所述的第二類通風排煙系統。

  對單向軸流風機的要求除2.2.1(1)、(3)以外,其余要求與雙向軸流風機相同。

1.2.3  射流風機

  此類風機在地鐵中應用較少大优彩票官网,只在折返線和盡端線隧道中應用。

1.3  國內地鐵風機的系列品種和調節方式

1.3.1  系列品種

    收集到的國內地鐵風機系列品種、規格和主要參數見表2。   

表1   國內地鐵風機產品情況

生產廠家

產品用途

機號

電機極數

風量×104/(m3/h)

風壓/Pa

1

單向

№4~№20

2P,4P,6P,8P

0.26~42

100~1740

雙向

№16~№22.4

6P,8P

2.3~50

180~1800

2

雙向

№11.2~№38

4P,6P,8P,10P

4.5~150

150~2800

單向

№12.5~№28

6P,8P,10P

3.5~75

300~2000

3

單向排熱

№10~№24

4P,6P,8P,10P

3~55

280~1500

單向排煙

№8 ~№24

4P,6P,8P,10P

2~55

250~1500

單向新風

№5 ~№28

4P,6P,8P,10P

0.6~75

100~2000

雙向

№12.5 ~№28

4P,6P,8P,10P

3.5~75

300~2000

4

雙向

№10~№25

4P,6P,8P,10P

4~56

280~1600

5

雙向

№20

6P

21.6(設計點)

1000(設計點)

雙向

№14

4P

21.6(設計點)

600(設計點)

  注:最大葉尖速度控制在136m/s大优彩票官网。  

  其中用量最大的品種是雙向可逆風機,機號№18~№20,轉速985r/min,全壓800~1200Pa,風量55~65m3/min,電機75~90kW。

1.3.2  調節方式

  國內地鐵風機目前主要的調節方式有機械式靜態動葉可調,動態動葉可調和變頻調速。動態動葉可調結構復雜、成本高大优彩票官网;靜態動葉可調人工操作大优彩票官网,雖簡單可靠但不能遠程遙控大优彩票官网;而變頻調速快捷、可遙控,且成本可以接受,因此,目前廣泛采用變頻調速系統。

1.3.3  地鐵風機葉片葉型分類

1.4  地鐵風機的無量綱參數、效率和反風量

  收集到的一些生產廠家地鐵風機的無量綱參數、效率和反風量見表3。

表2   單向地鐵風機最高效率點處無量綱參數

生產廠家

壓力系數

ψT

比轉數

ns

是否加

防喘振環

數據來源

1

0.107

257

廠家樣本

2

0.098

240

廠家樣本

3

0.098

240

廠家樣本

注:ψT,ns為最高效率點處,樣本上最高全壓效率為82.7%~88%,反、正風量之比不詳。 

表3   雙向(可逆)地鐵風機最高效率點處無量綱參數

生產廠家

 

壓力系數

ψT

 

 

比轉數

ns

 

最高全壓效率

ηmax(正向)

 

Q/Q

是否加

防喘振環

數據來源

1

0.070

275

75

一致

廠家樣本

2

0.069

287

80

基本相等

廠家樣本

3

0.069

287

80

基本相等

廠家樣本

4

0.0940

239

78

接近100%

廠家樣本

德國Voith

0.111

244

77

70%

實測

  由表2和表3可見:國內單向地鐵風機的全壓力系數為0.10 左右大优彩票官网,比轉數ns為240~260。廠家樣本最高全壓效率82.7%~88%。而雙向(可逆)風機的ψT為0.07左右大优彩票官网,比轉數ns為240~290左右。廠家樣本最高全壓效率75%~80%大优彩票官网。

2  我國地鐵風機目前狀況和對今后發展的建議

  地鐵風機與其它風機相比大优彩票官网,既有共性也有其特殊性,在1.2.1中敘述了地鐵用戶對地鐵風機的要求。其中要求風機具有耐高溫的特性,電機廠應用耐高溫的絕緣漆和電纜已獲得很好的效果,風機正、反轉的快速切換,通過采用與控制中心聯網的PLC可編程序控制器,可在45s內完成。

  筆者對地鐵風機一些其它要求的目前狀況作一些分析,并對這些要求今后的發展提出一些建議大优彩票官网大优彩票官网。

2.1  風機的效率

2.1.1   3種葉型風機的效率評估

  根據已掌握的資料和信息,在地鐵風機運行工況范圍內單向地鐵軸流風機的最高全壓效率為75%~80%,反、正風量之比為70%左右。最近有文章報道最高全壓效率能達到82%大优彩票官网大优彩票官网,這是乞今為止此類風機報道的最高效率。

  對于雙向可逆非對稱葉型風機,達到的最高全壓效率要比單向風機的低一些大优彩票官网,反大优彩票官网、正風量之比要高一些大优彩票官网。德國Voith №18地鐵風機實測的最高全壓效率為77%(按GB/T1236-2000《工業通風機 用標準化風道進行性能試驗》),反、正風量之比為60%~70%。

  對于雙向可逆完全對稱葉型,此類風機的氣動力學原理決定其效率較低大优彩票官网,一般只有50%~65%。但正、反風量之比為100%,正反風性能曲線完全一樣。

2.1.2  影響效率的測試因素

2.1.2.1  測試標準

  20多年前的老標準(GB1236-76《通風機性能試驗方法》)曾用風機葉輪環形面積計算風機出口動壓,從1985年開始(GB1236-85《通風機空氣動力性能試驗方法》)到現在的GB/T1236-2000,規定用風機出口圓形面積計算風機動壓大优彩票官网,二者效率相差6%~10%,應該統一用GB/T1236-2000的標準來測試計算風機的效率,有些生產廠樣本上風機效率達到88%大优彩票官网,可能是按老標準,按新標準是不可能達到88%的大优彩票官网大优彩票官网。

2.1.2.2  效率的定義

 。1)風機進口—葉輪出口定義為風機級效率(嚴格說還要減去進風口損失)。

 。2)風機進口—擴壓器出口定義為風機效率大优彩票官网大优彩票官网。

 。1)大优彩票官网、(2)的效率一般相差6%~10%。

 地鐵風機一般用風機進口—擴壓器出口的全壓效率來衡量風機的節能水平。

2.1.2.3  測試誤差大优彩票官网大优彩票官网,尤其是流量測量的誤差較大大优彩票官网。

2.2 對提高地鐵風機效率大优彩票官网、節能降耗的建議

2.2.1  繼續在氣動設計優化方面進行探討,例如環量沿葉高分布,最優輪轂比等大优彩票官网。

2.2.2  單向軸流風機可以采用R+S(轉子+后導葉),后導葉葉型為機翼型,效率可提高3%~5%。后導葉兼做電機支撐大优彩票官网。

2.2.3  風機用戶在選型時不要過分強調正、反風性能100%完全一致大优彩票官网。實踐和理論證明:正、反風性能完全一致的對稱葉型風機效率低,與非對稱葉型風機相比,低8%~10%,這對耗能是一個十分可觀的數字。德國Voith地鐵風機大优彩票官网,作為地鐵事故抽/排風兩用風機的主力產品,其反、正風之比為70%左右。我國援建伊朗地鐵用的200多臺地鐵風機,其反大优彩票官网大优彩票官网、正風量之比為60%~70%。

  按國內地鐵風機樣本選型,達到全壓1000Pa,風量60m3/s,若按單向風機選型大优彩票官网,選№18即可,但按可逆風機選型,需選№20,效率降低8%。

  為了解決可逆風機效率低的問題,最近有人設計將整臺風機旋轉180°[3],但旋轉機構比較復雜大优彩票官网。

2.2.4  提高風機運行效率

  風機的實際運行效率并不等于風機的最高效率,為使風機實際運行工況處于風機的高效區大优彩票官网,必須精心做好選型工作,準確計算風機的常用風量大优彩票官网、風壓和變工況范圍,防止大馬拉小車現象大优彩票官网。

2.2.5  加裝集流器和擴壓器

  在空間場地允許的條件下,在風機前加裝集流器,風機后加裝擴壓器。集流器大优彩票官网、擴壓器需要精心設計。集流器使進入風機的氣流平整光滑,減少渦流,可增加風機的效率,降低噪聲;后加擴壓器可回收動壓大优彩票官网,使風機出口速度降低,射出的氣流與空氣混合時減少噪聲,并可在以后風道或風管的流動中減小損失。

2.3  噪聲

  如1.3.1所述,對地鐵風機噪聲的要求是很高的,從氣動力學設計可以降低一些噪聲,但目前的水平不可能解決根本問題。加裝消聲器是最好的選擇,并且效果明顯大优彩票官网,完全可以達到國家有關規定。

2.4  防喘振

  防止喘振目前最常用的方法是設置放空閥門,一旦發生喘振,打開放空閥?梢栽O置自動化系統大优彩票官网,當風機運行接近喘振點時,發出警報并自動打開放空閥,這是最簡單、可靠大优彩票官网、成熟的方法大优彩票官网。目前在軸流風機上獲得廣泛應用。

  還有一種方法是風機葉片頂部前后加裝“防喘振環”大优彩票官网,防喘振環是一個內裝分流小葉片的短圓環。由于防喘振環的存在,葉尖和機殼之間的徑向間隙大為增加大优彩票官网,在風機正常運行時,導致葉片壓力面流向吸力面大量的二次流大优彩票官网;并且防喘振環破壞了進入葉片氣流的均勻性和光滑性大优彩票官网。風機接近喘振時大优彩票官网,葉尖邊界層發生嚴重分離并產生渦流,防喘振環可以吸吮邊界層,環內分流小葉片可破碎渦流大优彩票官网,并對氣流整流,使氣流均勻流入葉片大优彩票官网大优彩票官网,延遲喘振或不發生喘振。在正常運行時, 裝有防喘振環風機的效率可降低3%~4%大优彩票官网,如果防喘振環設計不好或加工粗糙,效率降低得更多。

  風機發生喘振,本身是一個事故。風機偏離設計點,在喘振點附近運行大优彩票官网,說明管網阻力嚴重,遠遠偏離設計值,有兩個原因:一是實際管網阻力與設計計算值相差較大,風機選型不當;二是發生突發事故使管網阻力驟然增大。對于第一個原因,要檢查風機廠家提供的樣本上的流量——壓力曲線和喘振線是否準確(包括反風曲線);二是地鐵設計者計算的管網阻力是否有誤;對于第二個原因大优彩票官网,當突然事故發生后,對于風機來說大优彩票官网,應保證風機繼續運行大优彩票官网,輸送盡可能多的風量。打開放空閥雖然能保持風機繼續運行,但送風量很小甚至沒有,而加有防喘振環的風機既能做到保持風機運行,還可輸送一些風量。

  最理想的是在葉輪前后設置可自動控制閥門開度的旁通管路,這樣效果更好。在不發生事故時大优彩票官网,關上旁通閥門大优彩票官网,使風機處于高效運行大优彩票官网,事故發生時,調節閥門打開使風機不發生喘振。筆者認為:對于地鐵風機設置防喘振環,弊大于利大优彩票官网。國外地鐵風機,如徳國Voith地鐵風機也未加防喘振環。煤礦風機應用的歷史也可借鑒大优彩票官网,煤礦風機在保證煤礦安全上所起的作用和重要性不亞于地鐵風機大优彩票官网。在防止煤礦風機喘振問題上大优彩票官网,也曾有過在風機上是否要加防喘振環的爭論,后來經過實踐,逐漸統一了認識大优彩票官网。目前大优彩票官网,煤礦風機已很少加有防喘振環大优彩票官网,而采用簡單實用的放空閥方法大优彩票官网。

  采用完全可逆風機和防喘振環這兩項大优彩票官网,使地鐵風機在正常運行狀況下的最高效率降低10%~15%大优彩票官网,多耗電是明顯的,例如:地鐵風機最常見的1000Pa,60m3/s參數大优彩票官网,如風機效率按70%計算大优彩票官网,耗電85.7kW大优彩票官网,效率按80%計算大优彩票官网,耗電75kW大优彩票官网,每天按20h運行,一年下來一臺風機就多耗電7.7萬kW﹒h。

2.5  風機監控和安全保護系統

  用戶希望提供完善大优彩票官网、可靠的風機監控和安全保護系統大优彩票官网,包括對電機前后軸承溫度大优彩票官网、三相繞組溫度、電機電流、電壓、功率,風機的風量、風壓大优彩票官网、效率,接近喘振點風壓,風機裝置的振動等。將這些參數進行動態實時監控大优彩票官网,用計算機進行顯示、記錄、報警、遠程遙控,形成一個完整、可靠的安全保護系統大优彩票官网。從目前的發展情況,這些技術已相當成熟。其中風機風量和效率的遠程監控比較麻煩大优彩票官网,但目前也已成功解決。對于溫度大优彩票官网、壓力和電機參數的監控可以說已經非常成熟大优彩票官网大优彩票官网,并且成本也非常低廉大优彩票官网,完全有條件建立比較完善的安全保護系統。

2.6  風機的外觀質量

  用戶反映國產地鐵風機外觀質量較差大优彩票官网,國外風機工藝精美。用戶還反映國外風機體積小、質量輕;而國產風機比較笨重,這要從工藝上下功夫。另外是選配電機的問題,例如對壓力1000Pa,風量60m3/s的地鐵常用參數,徳國Voith選用的風機是№18,電機為6極,90kW,而我國一些風機廠選用的是№20風機大优彩票官网,6極電機,110kW甚至132kW。

3  隧道通風系統類型和風機選型

3.1  縱向通風系統

  通風氣流從隧道進口流向隧道出口,不需要安裝通風管道或設置土建通風道大优彩票官网?v向通風由射流風機來完成,通常以一定數量的射流風機(一臺或者兩臺并聯)和一定的間距吊掛在隧道頂部,風機之間的間隔為隧道橫截面的當量水力直徑的 10倍以上。新風由射流風機進口吸入大优彩票官网,氣流經葉輪加功以25~30m/s的速度從風機出口噴出大优彩票官网,噴射氣流的動能傳遞給隧道內的空氣,從而產生隧道內空氣壓差大优彩票官网,克服阻力使空氣沿著噴射方向向前運動,經一定距離空氣動能耗盡時大优彩票官网大优彩票官网,又被下一臺射流風機吸入大优彩票官网,經葉輪加功,繼續前進大优彩票官网,這樣“接力”似的最終將廢氣排出洞口大优彩票官网。不難看出,用射流風機來完成縱向通風大优彩票官网,隧道中的廢氣濃度是從進口端向出口端增加的[4]。射流風機縱向通風系統只適合中等長度的隧道通風(5~6km),對隧道較長,必須在隧道中間開設進、排風豎井,組成縱、橫向混合通風系統?赡孢\轉的射流風機可使隧道通風工況具有較大的選擇性,單洞雙向隧道可以雙向通風大优彩票官网,在發生火災事故時可反轉排煙。射流風機縱向通風系統的設備費用和運營費用較低。

3.2  全橫向通風系統

  沿隧道方向設置送大优彩票官网、排風道,新風集中從進風亭采集,排風集中從排風亭排出。一般將送風道設置在道路下面,排風道設置在車道上部大优彩票官网,送風道與排風道每隔一定間距設有送大优彩票官网、排風口。在事故工況下沿隧道橫斷面及時排風大优彩票官网,由此抽出煙霧。此種通風方式適合于長隧道,是各種通風方式中最可靠、最舒適的一種通風方式。全橫向通風能保持整個隧道全程均勻的廢氣濃度和最佳的能見度大优彩票官网,但設備投資和運行費用最高。

  全橫向通風系統選用的送風機和排風機根據隧道通風系統設計者對風機的全壓、風量的要求選配大优彩票官网,一般選配軸流風機,也有選配離心風機的。

  軸流風機的調節方式可選用動葉可調大优彩票官网,動葉固定大优彩票官网;電機可選用雙速或三速大优彩票官网大优彩票官网。

3.3  半橫向通風系統

  該系統又可分送風型和排風型兩種通風方式。送風型是指新風由風機經新風道送至沿隧道長度布置的各個通風口,廢氣則由隧道兩端逸出大优彩票官网;排風型則相反,新風從兩端洞口吸入,排風由布置在隧道不同長度的各個排風口抽出至排風亭排出。

  半橫向通風系統選配的風機與全橫向通風系統相同。

  以上3種通風系統的特點見表4。

表4  隧道通風方式比較

通風方式

縱向通風

全橫向通風

半橫向通風

選配風機

射流風機

軸流風機

軸流風機

通風質量

一般

設備和運營費用

應用場合

中距離隧道

長隧道

中距離隧道

4  射流風機

4.1  射流風機的特點

  射流風機是一種特殊的軸流風機,在性能方面,一般軸流風機用戶關心的是風機的流量Q,壓力p(全壓pt或靜壓ps),表征其經濟性是用效率ηηtηs)作指標大优彩票官网大优彩票官网,風機的特性曲線是用Qp,QP(功率),Qη來表示,但是對射流風機大优彩票官网,用戶關心的是風機的流量Q和推力F大优彩票官网,評價風機性能優劣是用推力—功率比ζ=F/P大优彩票官网,射流風機的特性曲線是用QF大优彩票官网,QP來表示。在射流風機的全壓pt中,靜壓ps所占比例較。20%左右),動壓pd占絕大部份(80%左右)。從結構方面來看大优彩票官网,射流風機的輪轂比較小,ν=0.4左右,葉片數4~8大优彩票官网,安裝角大。

  試驗方法:一般軸流風機按GB1236-2000檢測,射流風機按ISO 13350:1999《工業通風機射流風機的性能試驗》在推力試驗臺上進行檢測。

4.2  射流風機的規格品種和參數

  射流風機分單向和雙向(可逆)兩大類,收集到兩個生產廠家產品的主要規格和參數見表5。

表5  射流風機的規格和參數

生產廠家

機號

電機極數

(轉速)

風量/(m3/s)

出口風速/(m/s)

推力/N

噪聲/dB(A)

推力—功率比 ζ

配電機

功率/kW

廠家 1

單向

№6.3

~№16

2P,4P,

6P,8P

8.1~71.8

20.5~45.5

247~3046

52~75

7.5~90

雙向

7.9~69.6

19.9~44.1

232~2864

52~75

7.5~90

廠家 2

單向

№4~

№16

2P,4P,

6P,8P

2.1~60.7

16.7~43.3

40~1988

54~72

24.6~66.8

0.75~55

雙向

2.0~60.7

15.9~41.7

36.8~1989

55~77

25.3~63.3

0.75~55

  風機前后消聲器長度:D或2DD為葉輪直徑);電機耐溫:-25~50℃或250℃ 1h兩種;正反切換方式:電子式(PLC)和機械式兩種大优彩票官网。

 
 

Copyright © 2008 浙江巨風 版權所有
地址:浙江省樂清市柳市鎮呂岙工業區巨風路1-5號
電話:0577-27863198  手機:13506676230
傳真:0577-27895855  手機:13506676236
網址:www.84-guinness.com 或 www.巨風.cn 
E-mail:3216337248@qq.com

備案號:浙ICP備09024879號

大优彩票官网