一种特长公路隧道开式循环通风系统的制作方法

本实用新型属于隧道防灾减灾技术领域，具体涉及一种特长公路隧道开式循环通风系统。

背景技术：

公路隧道是半陷或者浅埋的狭长空间，治理隧道内行驶的汽车所产生的烟尘等污染物，一直是业界关注的重要问题。一般采用机械通风的方法，稀释烟尘和CO等污染物，污风排至隧道外环境，并且属于直流式系统方案。长距离或者特长距离公路隧道的通风系统，必须配合通风竖井，才能满足隧道内的用风需求。特长隧道通风具体涉及竖井开挖、通风机、风道等因素的优化，是行业内的前沿问题。

目前，将外界新鲜空气引入隧道，稀释车辆排放的污染物，然后将污风排出洞外，这是能耗高的传统隧道通风。采用竖井分段送风，引入外界新鲜空气，稀释特长隧道内的污染物，并确保其浓度在安全值以内，最后，通过分段竖井排出污风；Kwa G S和夏永旭等实践了常用的竖井分段送排风隧道通风系统。对于隧道中行车形成的交通风，方磊和Wang等应用模型试验的方法，得出了送风口与隧道行车方向宜取6°，而排风口与隧道行车方向的夹角应不大于30°；继而，方磊等明确指出通风井送排式纵向通风系统一直存在土建费用及运行能耗大的问题。针对通风井工程造价高或者无设置条件的特长隧道，利用上下行线通风负荷不均匀特性，Berner等首次提出了双洞互补通风；利用模型实验和数值仿真，张光鹏验证和校核了设计参数，并把双洞互补式通风应用于锦屏隧道中；通过实验实测，王亚琼等深入研究了双洞互补式通风下的隧道内流场，进一步论证了该通风方式的可行性，并且一般情况下双洞互补通风方式适用于4km~7km的公路隧道。但是，特长隧道通风成本高和竖井开挖位置受地质、城市规划制约等问题，依然突出。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单，能够减少排风竖井的污风排出量，降低排风风机装机容量和排风竖井断面尺寸，节约初投资和运营电费支出的特长公路隧道开式循环通风系统。

本实用新型采用的技术方案是：一种特长公路隧道开式循环通风系统，包括循环风道、排风竖井、除尘器及送风竖井；所述的循环风道和除尘器设置在隧道内，循环风道位于隧道的顶部，所述的隧道顶部设有排风竖井和送风竖井。

上述的特长公路隧道开式循环通风系统中，所述的除尘器设置在循环风道内。

上述的特长公路隧道开式循环通风系统中，所述的排风竖井的进口设置在循环风道引风段处，送风竖井的出口设置在循环风道的引射段处。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型结构简单，能降低循环风道的上游隧道引入风量，减小特长隧道通风系统规模；

（2）本实用新型减少了排风竖井的污风排出量，降低排风风机装机容量和排风竖井断面尺寸，节约初投资和运营电费支出；

（3）本实用新型减少了减少送风竖井的新风引入量，降低送风风机装机容量和送风竖井断面尺寸，节约初投资和运营电费支出。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型结构补充与流程图。

图中：1.隧道入口，2.循环风道的上游隧道，3.排风竖井，4.排风井口，5.循环风道，6.送风井口，7.送风竖井，8.循环风道的下游隧道，9.隧道出口，10.送风风机，11.除尘器出口，12.除尘器入口，13.排风风机，14.隧道短道；15.除尘器;A.污风，B.循环风道引风段，C.待再生的循环风，D.再生循环风，E.循环风道引射段，F.二次再生风，G.二次污风，H.隧道外环境的新风，I.排风竖井的污风，J.送风竖井的新风。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1和图2所示，本实用新型包括循环风道引风段B，排风风机13，排风竖井3，循环风道5，送风风机10，送风竖井7，循环风道引射段E。所述的循环风道5设置在隧道顶部，循环风道5的两端分别通过循环风道引风段B和循环风道引射段E与隧道连通，循环风道引风段B靠近隧道入口1设置，循环风道引射段E靠近隧道出口9设置。所述的隧道顶部设有排风竖井3和送风竖井7，排风竖井3的进口设置在循环风道引风段B处，送风竖井7的出口设置在循环风道引射段E处，排风竖井3和送风竖井7内分别设有排风风机13和送风风机10。所述的循环风道内设有除尘器15。

本实用新型使用时，通过隧道入口1引入隧道外环境的新风H，流经循环风道的上游隧道2，不断掺混和携带烟尘和CO等污染物，成为污风A。污风A中的一部分流入隧道短道14，继续稀释污染物，成为二次污风G。另一部分污风A经过循环风道引风段B，流入循环风道5与排风竖井3，流入循环风道5的一部分称为待再生的循环风C，流入排风竖井3的一部分称为排风竖井的污风I；在排风竖井3内排风竖井的污风I，在排风风机13的作用下，经过排风井口4，排至隧道外环境。待再生的循环风C在除尘器作用下，流入循环风道5，经过除尘器脱除了烟尘等颗粒类污染物，得到了净化处理，流出除尘器出口11，转化为再生循环风D。

在送风井口6外的隧道外环境的新风H，在送风风机10作用下流入送风竖井7，称为送风竖井的新风J。在送风竖井7与循环风道5的共用风道内，送风竖井的新风J与再生循环风D混合，混合得到混合风。在循环风道引射段E、隧道短道14和循环风道的下游隧道8之间的共用段，流经循环风道引射段E的混合风与流经隧道短道14的二次污风G完成掺混，转变为二次再生风F。在循环风道的下游隧道8，二次再生风F继续稀释污染物，并确保循环风道的下游隧道8内的污染物浓度保持在规定的安全值以内，确保用风需要。

经过除尘器脱除待再生的循环风中的颗粒类污染物，生产出了再生循环风。首先，待再生的循环风能减少排风风机体积流量，在限定的经济比摩阻技术规定下，能减少排风竖井3的断面面积，降低排风竖井3的土建成本，减小排风风机13设计装机功率或者运营时的体积流量，降低运营电费支出。其次，再生循环风能减少送风风机体积流量，在限定的经济比摩阻技术规定下，能减少送风竖井7的断面面积，降低送风竖井7的土建成本，减小送风风机10的设计装机功率或者运营时的体积流量，降低运营电费支出。再者，在特长公路隧道中，利用除尘器净化待再生的循环风而生产出的再生循环风，在相同用风需要的情况下，能降低循环风道的上游隧道引入风量，能减小特长隧道通风系统规模，能显著减少隧道断面开挖面积，节省土建费用，实现隧道通风系统节能运行，减少运营时的电费支出。从上述分析中可以看出，本实用新型解决了上面提到的不足，且节能效果好，节约了土建费用支出和运营电费支出。