一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法技术

本发明专利技术公开了一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法，远程管理后台将实际风量与S1得到的最大风量进行比较，同时将S3中的有害气体浓度与设定的浓度值进行比较，如果检测风量大于S1得到的最大风量，同时检测有害气体浓度低于设定的浓度值，则风机按照最大风量供风；如果检测风量大于S1得到的最大风量，且同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值，则增大风机的供风量，直至检测的有害气体浓度小于设定的浓度值；如果检测风量小于S1得到的最大风量，同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值，则增大供风量。在保障隧道掌子面空气质量的同时也降低隧道通风成本。

A tunnel energy-saving ventilation method based on fan volume and power

【技术实现步骤摘要】
一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法
本专利技术属于隧道施工通风
，尤其涉及一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法。
技术介绍
隧道施工通风是隧道施工过程中的关键环节，通风效果的好坏直接影响了施工进度的快慢。在目前的隧道通风方案设计时，通风机的容量是按通风最困难时期的供风要求进行选择的，普遍选用的风机功率较大，造成了风机投入成本的增加；其次，在隧道施工过程中，风机普遍以一个比较高的频率的运行，现场人员缺乏必要的理论知识，完全根据经验增减风机风量，经常出现“一风吹”的现象，不能根据各施工工序情况及时调整风机频率，造成了很大的能耗浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法，在保障隧道掌子面空气质量的同时也降低隧道通风成本。本专利技术采用以下技术方案：一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法，在隧道内，且沿其开挖走向水平架设有一风管，风管的出风口位于隧道掌子面处；在隧道外，且位于风管进风口处设置有一风机，用于向隧道内送风；该方法如下：S1.计算作业工序下隧道掌子面(6)处所需要的最大风量，确定出所需风机的功率；同时，将所需要的最大风量传输至远程管理后台(12)；S2.由通风专用测试仪实测隧道施工过程中各作业工序掌子面风管出风口的检测风压和检测风量，计算出风机出风口的风压、风量，计算得到风机运行过程中消耗的实际功率，并将实际功率传输至远程管理后台(12)；S3.由监测仪器检测掌子面处有害气体浓度，并传输至远程管理后台；S4.远程管理后台将实际风量与S1得到的最大风量进行比较，同时将S3中的有害气体浓度与设定的浓度值进行比较，如果检测风量大于S1得到的最大风量，同时检测有害气体浓度低于设定的浓度值，则风机按照S1得到的最大风量供风；如果检测风量大于S1得到的最大风量，且同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值，则增大风机的供风量，直至检测的有害气体浓度小于设定的浓度值；如果检测风量小于S1得到的最大风量，同时检测出有害气体浓度低于设定的浓度值，则按照检测风量供风；如果检测风量小于S1得到的最大风量，同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值，则增大供风量，直至有害气体的浓度值达到设定的浓度值。进一步地，在S4后，还包括如下：S5.利用电能表实时采集风机各作业工序下消耗的电能值，并发送；S6.远程管理后台接收各作业工序下消耗的电能值，将各电能值按工序作业时间换算成对应的功率值；S7.将功率值与理论的风机风量-功率性能曲线进行对比，若工序作业下下风机实际工况点对应的功率未超过理论工况点20％的变化，则通过电能表对风机电能信息进行实施监测，并按S2的检测风量对风机进行控制；若工序作业下风机实际工况点对应的功率超过理论工况点20％的变化，则判断风机运行状态不稳定，发出报警，并加大或减小风机供风量；重复S2-S7。本专利技术的有益效果是：通过对一定通风距离下各工序作业时需风量的计算，然后以此为标准对风机进行按工序实时控制，并对现场的通风效果进行监测，有效解决了在施工过程中“一风吹”、凭经验升降风机频率等问题，保证了隧道施工作业面环境空气质量，降低了隧道施工通风成本。【附图说明】图1是本专利技术所采用的风量检测及有害气体(CO)浓度检测仪安装示意图，图2是本专利技术所采用的风机运行理论工况点和实际工况点示意图。其中：1、风机；2、风管；3、毕托管；4、手持式差压计；5、衬砌台车；6、掌子面；12、远程管理后台；14、通风机理论工况点；15.实际工况点。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术实施例公开了一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法，在隧道内，且沿其开挖走向水平架设有一风管2，风管2的出风口位于隧道掌子面处；在隧道外，且位于风管2进风口处设置有一风机1，用于向隧道内送风，如图1所示；其特征在于，该方法如下：S1.计算作业工序下隧道掌子面6处所需要的最大风量，确定出所需风机1的功率；同时，将所需要的最大风量传输至远程管理后台12；S2.由通风专用测试仪实测隧道施工过程中各作业工序掌子面风管出风口的检测风压和检测风量，计算出风机1出风口的风压、风量，计算得到风机1运行过程中消耗的实际功率，并将实际功率传输至远程管理后台12；S3.由监测仪器检测掌子面处有害气体浓度，并传输至远程管理后台12；S4.远程管理后台12将实际风量与S1得到的最大风量进行比较，同时将S3中的有害气体浓度与设定的浓度值进行比较，如果检测风量大于S1得到的最大风量，同时检测有害气体浓度低于设定的浓度值，则风机1按照S1得到的最大风量供风；如果检测风量大于S1得到的最大风量，且同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值，则增大风机1的供风量，直至检测的有害气体浓度小于设定的浓度值；如果检测风量小于S1得到的最大风量，同时检测出有害气体浓度低于设定的浓度值，则按照检测风量供风；如果检测风量小于S1得到的最大风量，同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值，则增大供风量，直至有害气体的浓度值达到设定的浓度值。S5.利用电能表实时采集风机1各作业工序下消耗的电能值，并发送。S6.远程管理后台12接收各作业工序下消耗的电能值，将各电能值按工序作业时间换算成对应的功率值；S7.将功率值与理论的风机风量-功率性能曲线进行对比，如图2所示，若工序作业下下风机实际工况点15对应的功率未超过理论工况点14的20％的变化，则通过电能表对风机电能信息进行实施监测，并按S2的检测风量对风机进行控制；若工序作业下风机实际工况点15对应的功率超过理论工况点14的20％的变化，则判断风机运行状态不稳定，发出报警，并加大或减小风机供风量；重复S2-S7。采用本专利技术中的方法，对某段隧道供风，具体如下：步骤一、根据隧道的施工组织方案确定风量的计算参数，如表1所示，计算打钻、爆破排烟、装运出渣、喷浆的需风量分别为1062m3/min、1907m3/min、2162.4m3/min、1062m3/min，依据最大通风长度为3000m计算对应的打钻、爆破排烟、装运出碴风机供风量分别为1671m3/min、3000m3/min、3402m3/min，最终选取的变频风机型号为SDFP-182×200kW，匹配直径2m的风管给掌子面送风。在本案例中，对风管直径的选择过程中，尽量选用大直径风管，节能效果更加明显。表1步骤二、利用毕托管3配合压手持式差计4现场实测施工工程中各工序的变频风机1出风口的风量和风压，实例中在通风长度2000m时进行了测试，测得打钻、爆破排烟、装运出渣风机出风口的风量和风压分别为1503.5m3/min、651.8Pa，2541.3m3/min、1630.9Pa，3015.4m3/min、2544.1Pa，并计算出风机1的实际运行功率为16.3kW、69.1kW、127.9kW。步骤三、利用CO检测仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法，在隧道内，且沿其开挖走向水平架设有一风管(2)，所述风管(2)的出风口位于隧道掌子面处；在隧道外，且位于所述风管(2)进风口处设置有一风机(1)，用于向隧道内送风；其特征在于，该方法如下：/nS1.计算作业工序下隧道掌子面(6)处所需要的最大风量，确定出所需风机(1)的功率；同时，将所需要的最大风量传输至远程管理后台(12)；/nS2.由通风专用测试仪实测隧道施工过程中各作业工序掌子面风管出风口的检测风压和检测风量，计算出风机(1)出风口的风压、风量，计算得到风机(1)运行过程中消耗的实际功率，并将所述实际功率传输至远程管理后台(12)；/nS3.由监测仪器检测掌子面处有害气体浓度，并传输至远程管理后台(12)；/nS4.所述远程管理后台(12)将所述实际风量与S1得到的最大风量进行比较，同时将所述S3中的有害气体浓度与设定的浓度值进行比较：/n如果检测风量大于S1得到的最大风量，同时检测有害气体浓度低于设定的浓度值，则风机(1)按照最大风量供风；如果检测风量大于所述S1得到的最大风量，且同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值，则增大所述风机(1)的供风量，直至检测的有害气体浓度小于设定的浓度值；如果检测风量小于所述S1得到的最大风量，同时检测出有害气体浓度低于设定的浓度值，则按照检测风量供风；如果检测风量小于所述S1得到的最大风量，同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值，则增大供风量，直至有害气体的浓度值达到设定的浓度值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于风机风量及功率的隧道节能通风方法，在隧道内，且沿其开挖走向水平架设有一风管(2)，所述风管(2)的出风口位于隧道掌子面处；在隧道外，且位于所述风管(2)进风口处设置有一风机(1)，用于向隧道内送风；其特征在于，该方法如下：
S1.计算作业工序下隧道掌子面(6)处所需要的最大风量，确定出所需风机(1)的功率；同时，将所需要的最大风量传输至远程管理后台(12)；
S2.由通风专用测试仪实测隧道施工过程中各作业工序掌子面风管出风口的检测风压和检测风量，计算出风机(1)出风口的风压、风量，计算得到风机(1)运行过程中消耗的实际功率，并将所述实际功率传输至远程管理后台(12)；
S3.由监测仪器检测掌子面处有害气体浓度，并传输至远程管理后台(12)；
S4.所述远程管理后台(12)将所述实际风量与S1得到的最大风量进行比较，同时将所述S3中的有害气体浓度与设定的浓度值进行比较：
如果检测风量大于S1得到的最大风量，同时检测有害气体浓度低于设定的浓度值，则风机(1)按照最大风量供风；如果检测风量大于所述S1得到的最大风量，且同时检测出有害气体浓度高于设定的浓度值...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，吴元金，赵希望，刘石磊，裴真真，张文新，马国栋，赵军喜，朱俊峰，黎建平，邓小知，朱建国，朱行迁，周川川，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44