一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统技术方案

本发明专利技术涉及隧道通风控制技术领域，具体涉及一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统。该系统包括：风筒通风单元、数据采集单元、漏风测量单元、和通风控制单元；所述风筒通风单元包括近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒；数据采集单元，包括风速传感器和甲烷传感器，用来采集数据；漏风测量单元，用于计算近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒的漏风量，获得总漏风量；通风控制单元包括空压机控制装置、电动风门、电动风门控制器和数据传感器；其中电动风门控制器与电动风门相连；并基于所述总漏风量对风量进行调节。本发明专利技术能够精准计算风筒的漏风量，进而提高对于风量调节时的精准度。风量调节时的精准度。风量调节时的精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统


[0001]本专利技术涉及长隧道压入式通风
，具体涉及一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统。

技术介绍

[0002]对于通常高原地区环境严寒且缺氧，气压偏低，环境极其恶劣，高原隧道施工中通风问题是隧道施工的关键，更是一项世界性技术难题。长距离施工通风受到多方面因素制约，施工通风难度偏大，导致施工效果难以保障。隧道施工过程中的主要污染源包括爆破所产生的炮烟及柴油工程机械排放的有害气体，并且高原地区空气中含氧量偏低，环境温度及湿度与大气压力都有着很大的变化，氧气进气量不充分，会降低柴油的运作功率，有害气体的排放量会有显著的提升，会对工人的健康造成威胁，同时还会对环境造成污染。在通风的过程中，由于是长距离通风，风量损失比较严重，因此要做好长距离漏风的精准测算。
[0003]传统的隧道长距离通风过程中，对于风筒的漏风量，都是按照风筒出厂时标注的标准计算的，但在实际的过程中，由于风筒的不同组合，以及环境的影响，出厂时标准的漏风量并不适用于实际的应用，且传统的隧道的长距离通风系统中，对于距离不同的工作面的通风控制不够精细，造成能量的损失。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统，所采用的技术方案具体如下：
[0005]本专利技术一个实施例提供了一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统，系统包括：风筒通风单元、数据采集单元、漏风测量单元、和通风控制单元；
[0006]所述风筒通风单元包括近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒；近距离工作面风筒、远距离工作面风筒分别与主通风风筒连通形成F型风筒；风筒通风单元还包括空压机，空压机与主通风风筒相连、用于输送风量；
[0007]数据采集单元，包括风速传感器和甲烷传感器，用来采集数据；其中风速传感器分别安装在近距离工作面风筒和远距离工作面风筒的出风端口处；甲烷传感器分别安装在近距离工作面和远距离工作面内；
[0008]漏风测量单元，用于计算近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒的漏风量，获得总漏风量；
[0009]通风控制单元包括空压机控制装置、电动风门、电动风门控制器和数据传感器；其中电动风门控制器与电动风门相连；并基于所述总漏风量对风量进行调节。
[0010]优选地，风速传感器和甲烷传感器，包括，风速传感器分别为风速传感器C1和风速传感器C2；风速传感器C1安装在近距离工作面风筒的出风端口处；风速传感器C2安装在远距离工作面风筒的出风端口处；甲烷传感器包括甲烷传感器T1和甲烷传感器T2，甲烷传感器T1安装在近距离工作面风筒的出风口端外，与工作面的距离在预设范围内；甲烷传感器
T2安装在远距离工作面的风筒的出口端外，与工作面的距离在预设范围内。
[0011]优选地，数据采集单元还包括第一安全监测分站和第二安全监测分站；风速传感器C1与第一安全监测分站连接，第一安全监测分站与第二安全监测分站相连接；风速传感器C2与第二安全监测分站相连接；第二安全监测分站分别与电动风门控制器、空压机控制装置相连接。
[0012]优选地，空压机控制装置与空压机机械连接，电动风门与电动风门控制器电性连接。
[0013]优选地，通风控制单元中还包括第一断电仪和第二断电仪；甲烷传感器T1和甲烷传感器T2分别与第一安全监测分站和第二安全监测分站相连接；第一安全监测分站和第二安全监测分别通过第一断电仪和第二断电仪与低压馈电开关相连接，低压馈电开关与空压机相连接。
[0014]优选地，计算距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒的漏风量，包括：
[0015]获取所述近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒中的直线区段、弯角区段和电控风门区段；其中近距离工作面风筒包括一个直线区段、弯角区段和电控风门区段；远距离工作工作面风筒包括一个直线区段和弯角区段；主通风风筒包括一个直线区段；基于获取的所述直线区段、弯角区段、电控风门区段的风筒分别计算距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒的漏风量。
[0016]优选地，基于获取的所述直线区段、弯角区段、电控风门区段的风筒分别计算距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒的漏风量，包括：
[0017]将距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒各自对应的直线区段、弯角区段分别微分为n等份，得到n个微分风筒段和n个漏风节点；获取直线区段中每个微分风筒段的风阻系数以及弯角区段中每个微分风筒段的局部风阻系数；
[0018]根据工作面风筒、远距离工作面风筒出口处的压强和风量依次计算前一个漏风节点处的静压，以此类推，获得直线区段和弯角区段每个漏风节点的静压，计算公式为：
[0019][0020]其中，P
i
表示直线区段第i个漏风节点的静压；P
i+1
直线区段第i+1个漏风节点的静压；R1表示直线区段每个微分风筒段的风阻系数；Q
i
表示直线区段从第i个漏风节点流向第i+1个漏风节点的风流量；表示弯角区段第i个漏风节点的静压；表示弯角区段第i+1个漏风节点的静压；R2表示弯角区段每个微分风筒段的局部风阻系数；表示弯角区段从第i个漏风节点流向第i+1个漏风节点的风流量；
[0021]获取漏风风阻系数，根据直线区段和弯角区段每个漏风节点的静压和漏风风阻系数计算直线区段和弯角区段中每个漏风节点处的漏风量，计算公式为：
[0022][0023]其中，
△
Q
i
表示直线区段第i个漏风节点的漏风量；表示弯角区段第i个漏风节点的漏风量；r表示漏风风阻系数；
[0024]获取电控风门区段的漏风量；近距离工作面风筒的漏风量为该风筒对应的直线区段的漏风量、弯角区段的漏风量、电控风门的漏风量相加获得；远距离工作面风筒的漏风量
由其对应的直线区段的漏风量、弯角区段的漏风量相加获得；主通风风筒的漏风量为其对应的直线区段的漏风量。
[0025]优选地，获取电控风门区段的漏风量，包括：
[0026]根据直线区段以及弯角区段静压计算公式依次计算，求出近距离工作面到电控风门区段下风段的静压，求出远距离工作面到电控风门上风段的静压，得出电控风门区段两端压差，根据所述压差获取电控风门区段的漏风量。
[0027]优选地，基于所述总漏风量对风量进行调节，包括：
[0028]根据所述总漏风量和系统所需风量调节空压机的转速和电动风门的夹角，对近距离工作面和远距离工作面进行供风。
[0029]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：本专利技术中的风筒通风单元包括近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒，在通风时，利用主通风管道向近距离工作面和远距离工作面进行通风，同时在近距离工作面风筒中安装有电动风门，能够实时调节输入近距离工作面的风量，进而能够更加方便的调控远距离工作面和近距离工作面的供风；风速传感器和甲烷传感器能够实时的通风系统内的通风情况和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统，其特征在于，该系统包括：风筒通风单元、数据采集单元、漏风测量单元、和通风控制单元；所述风筒通风单元包括近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒；近距离工作面风筒、远距离工作面风筒分别与主通风风筒连通形成F型风筒；风筒通风单元还包括空压机，空压机与主通风风筒相连、用于输送风量；数据采集单元，包括风速传感器和甲烷传感器，用来采集数据；其中风速传感器分别安装在近距离工作面风筒和远距离工作面风筒的出风端口处；甲烷传感器分别安装在近距离工作面和远距离工作面内；漏风测量单元，用于计算近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒的漏风量，获得总漏风量；通风控制单元包括空压机控制装置、电动风门、电动风门控制器和数据传感器；其中电动风门控制器与电动风门相连；并基于所述总漏风量对风量进行调节。2.根据权利要求1所述的一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统，其特征在于，所述风速传感器和甲烷传感器，包括，风速传感器分别为风速传感器C1和风速传感器C2；风速传感器C1安装在近距离工作面风筒的出风端口处；风速传感器C2安装在远距离工作面风筒的出风端口处；甲烷传感器包括甲烷传感器T1和甲烷传感器T2，甲烷传感器T1安装在近距离工作面风筒的出风口端外，与工作面的距离在预设范围内；甲烷传感器T2安装在远距离工作面的风筒的出口端外，与工作面的距离在预设范围内。3.根据权利要求1所述的一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统，其特征在于，所述数据采集单元还包括第一安全监测分站和第二安全监测分站；风速传感器C1与第一安全监测分站连接，第一安全监测分站与第二安全监测分站相连接；风速传感器C2与第二安全监测分站相连接；第二安全监测分站分别与电动风门控制器、空压机控制装置相连接。4.根据权利要求1所述的一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统，其特征在于，所述空压机控制装置与空压机机械连接，电动风门与电动风门控制器电性连接。5.根据权利要求1所述的一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统，其特征在于，所述通风控制单元中还包括第一断电仪和第二断电仪；甲烷传感器T1和甲烷传感器T2分别与第一安全监测分站和第二安全监测分站相连接；第一安全监测分站和第二安全监测分别通过第一断电仪和第二断电仪与低压馈电开关相连接，低压馈电开关与空压机相连接。6.根据权利要求1所述的一种可测漏风量的F型风筒风量调节系统，其特征在于，所述计算距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒的漏风量，包括：获取所述近距离工作面风筒、远距离工作面风筒和主通风风筒中的直线区段、弯角区段和电控风门区段；其中近距离工作面风筒包括一个直线区段、弯角区段和电控风门区段；远距离工作工作面...

【专利技术属性】
技术研发人员：方祥，安刚建，储巨球，何灿灿，刘泽功，袁正璞，刘亮，王志伟，杨应迪，
申请(专利权)人：中铁四局集团第四工程有限公司安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：