一种隧道送排式通风、净化和排烟集成系统及运行方法与流程

本发明涉及隧道通风，更具体的说，本发明涉及一种用于特长道路隧道送排式通风、净化和排烟的集成系统及运行方法。

背景技术：

1、目前，随着城市地下空间的开发，长度超过3000m的特长城市隧道日益增多，且交通量较大，计算需风量与隧道断面风速较高。为解决特长隧道纵向通风风速过高问题，通常采用通风井送排式纵向分段通风方式。

2、同时，为满足城市建设需要，城市隧道多采用盾构+明挖的形式解决项目建设环境影响及工程造价的问题。一般情况下，盾构段通常采用重点排烟方式，与隧道纵向通风系统相对独立，不仅浪费设备资源，而且土建的投资费用也较高。

3、随着人们环保意识的不断增强，隧道工程建设对环境的影响以及隧道污染物排放等问题已越来越广泛的引起社会公众的关注与重视，尤其对于建设在中心城区的城市隧道，往往需要采用空气净化系统对隧道废气进行处理，以满足环境影响评价的要求。然而，由于隧道交通并非时刻处于高负荷度状态，一直开启净化系统将增加电能消耗和运营成本。

4、因此，申请人考虑到隧道更为经济合理的建设方案和运营管理模式，研究了一种集隧道送排式通风、净化通风、重点排烟、纵向排烟四项功能于一体的设备系统，通过合理设计运行模式，充分利用设备资源，以期解决现有技术存在的以上问题，从而实现隧道通风工程的集约化设计和精细化管理。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对以上现有技术的情况，提供一种隧道送排式通风、净化和排烟集成系统及运行方法，完成隧道送排式通风与净化通风和重点排烟、纵向排烟共用系统设备的集约化设计，通过对空气净化装置、送排风道、送排风机、送排风井、组合风阀的合理布置及智能控制系统的建构，实现隧道送排式通风与净化通风和重点排烟、纵向排烟系统的精细化和智能化管理。

2、本发明的技术方案之一是：

3、一种隧道送排式通风、净化和排烟集成系统，由隧道送风通道、隧道排风兼纵向排烟通道、隧道净化排风通道以及隧道重点排烟通道集约构成。

4、所述的隧道送风通道，包括设置在明挖隧道顶部的加压送风口、送风道、送风机连锁风阀、送风机和送风竖井，所述的送风道通过加压送风口连通盾构隧道，并通过所述的送风机连锁风阀和送风机连通所述的送风竖井；

5、所述的隧道排风兼纵向排烟通道，包括设置在明挖隧道顶部的兼排烟风阀、转换风室、排风机连锁风阀、排风机和排风竖井，所述的转换风室通过所述的兼排烟风阀连通明挖隧道，并通过所述的排风机连锁风阀和排风机连通所述的排风竖井；

6、所述的隧道净化排风通道，包括设置在明挖隧道顶部的排风阀、前置过滤器、静电净化装置、后置过滤器、吸附装置、第二组合风阀、转换风室、排风机连锁风阀、排风机和排风竖井，所述的前置过滤器、静电净化装置、后置过滤器以及吸附装置构成净化段，所述的净化段通过排风阀连通前述的明挖隧道，并通过所述的第二组合风阀连通转换风室，所述的转换风室通过所述的排风机连锁风阀和排风机连通所述的排风竖井；

7、所述的重点排烟通道，包括设置在盾构隧道顶部的排烟风阀、重点排烟风道以及设置在明挖隧道顶部的夹层排烟风道、第一组合风阀、转换风室、排风机连锁风阀、排风机和排风竖井，所述的重点排烟风道通过所述的排烟风阀连通盾构隧道，并通过所述的夹层排烟风道和第一组合风阀连通所述的转换风室，所述的转换风室通过所述的排风机连锁风阀和排风机连通所述的排风竖井。

8、本发明的技术方案之二是：

9、一种隧道送排式通风、净化和排烟集成系统的运行方法，包括实现隧道送排式通风、隧道净化通风、盾构隧道重点排烟和明挖隧道纵向排烟的四种模式：

10、在隧道送排式通风模式下，排烟风阀、第一组合风阀、第二组合风阀、排风阀关闭，兼排烟风阀、排风机连锁风阀、排风机、送风机连锁风阀、送风机开启。系统的运行过程是：室外新风经送风竖井进入送风机，经送风机连锁风阀进入送风道，经加压送风口为下游的盾构隧道加压送风，此时，上游明挖隧道内的污染空气通过兼排烟风阀进入转换风室，经排风机连锁风阀进入排风机，再经排风竖井排出隧道。

11、在隧道净化通风模式下，排烟风阀、第一组合风阀、兼排烟风阀关闭，排风阀、第二组合风阀、排风机连锁风阀、排风机、送风机连锁风阀、送风机开启。系统的运行过程是：室外新风经送风竖井进入送风机，经送风机连锁风阀进入送风道，经加压送风口为下游的盾构隧道加压送风；此时，上游明挖隧道内的污染空气通过排风阀进入净化段，经前置过滤器、静电净化装置、后置过滤器、吸附装置净化处理后进入转换风室，经排风机连锁风阀进入排风机，再经排风竖井排出隧道。

12、在盾构隧道重点排烟模式下，排风阀、兼排烟风阀、第二组合风阀、送风机、送风机连锁风阀关闭，排烟风阀、第一组合风阀、排风机连锁风阀、排风机开启。系统的运行过程是：所述的盾构隧道发生火灾后，烟气经排烟风阀进入重点排烟风道，经夹层排烟风道、第一组合风阀进入转换风室，通过排风机连锁风阀进入排风机，再经排风竖井排出隧道。

13、在明挖隧道纵向排烟模式下，排烟风阀、第一组合风阀、第二组合风阀、排风阀、送风机连锁风阀、送风机关闭，兼排烟风阀、排风机连锁风阀、排风机开启。系统的运行过程是：上游的明挖隧道发生火灾后，烟气经兼排烟风阀进入转换风室，通过排风机连锁风阀进入排风机，再经排风竖井排出隧道。

14、本发明的设置方式适用于明挖隧道位于行车方向上游、盾构隧道位于行车方向下游的情况。

15、在本发明的设置中：

16、所述的送风机、送风机连锁风阀以及排风机、排风机连锁风阀均设置为两套。

17、所述的夹层排烟风道设置于机房的上方或机房的侧面；机房底部结构的标高与所述重点排烟风道底部结构的标高一致。

18、在所述送风机及排风机的前后设置金属外壳阵列式消声器，并在所述盾构隧道和明挖隧道设置射流风机辅助隧道的通风升压。

19、所述排风机的风量、风压、耐火极限应同时满足空气净化及重点排烟、纵向排烟的要求；所述送风机的风量、风压应与所述排风机相匹配，且送风口的断面尺寸及风速应满足隧道分段纵向通风所需升压力的要求。

20、所述重点排烟系统的风量应满足所述盾构隧道对应火灾规模的排烟量要求，其风压应能克服重点排烟通道沿程的阻力及局部阻力；所述纵向排烟系统的风量应满足所述明挖隧道对应火灾规模的临界风速要求。

21、由所述前置过滤器、静电净化装置、后置过滤器、吸附装置构成的净化段能够处理的风量应满足所述排风竖井及隧道洞口周边环境敏感点污染物的浓度要求。

22、所述送风道、重点排烟风道、夹层排烟风道、送风竖井以及排风竖井的过风面积均应保证风速的限值要求。

23、隧道送排式通风与净化通风的切换，应根据净化段入口处及排风竖井井口部污染物的浓度值进行判定。

24、本发明克服了现有技术所存在的诸多弊端，其有益效果在于：

25、(1)采用了隧道送排式通风、净化和排烟系统的集约式布置，仅用一套装置即可实现隧道送排式通风、隧道净化通风、盾构隧道重点排烟和明挖隧道纵向排烟四项功能的有机结合，相比于现有技术的单一送排式通风、单一空气净化、单一排烟等多个系统，具有合理布局和精细控制、管理的优点，不仅减少了工程投资及运营费用，而且还节约了土建占地面积。

26、(2)针对隧道交通低负荷度运行工况、高负荷度及阻塞运行工况、盾构隧道火灾工况和明挖隧道火灾工况的四种不同场景，仅用一套装置即可实现隧道送排式通风、隧道净化通风、盾构隧道重点排烟和明挖隧道纵向排烟四种运行模式，不仅充分利用了设备资源，有效提高了设备使用频率，降低了电能消耗和运营成本，也为实现隧道通风工程的智能化管理创造了条件。