[發明專利]一種隧道通風動態排風方法和裝置

有效

• 申請號: 201610591028.6
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN106050291B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 車輪飛;肖明清;蔡崇慶;陳玉遠;甘甜;劉俊;唐凱;劉健
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21D9/14
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 張彩錦

技術領域

本發明屬于公路隧道通風領域，具體涉及的是一種組合型公路隧道機械排風的方法和裝置，更具體地，是涉及一種隧道通風動態排風方法和裝置。

背景技術

在公路隧道中，汽車行駛在隧道內時不斷排放尾氣，致使隧道內CO、NOx及顆粒物等有害物濃度顯著升高。目前，公路隧道內廢氣排放最常用的方法是洞口直接排放和風塔高空排放。其中，洞口直接排放適用于山嶺隧道和長度較短的城市交通隧道；風塔高空排放在城市交通隧道中應用廣泛，由于城市隧道洞口往往為商業和居民區等環境敏感區，采用風塔高空排放的方式可以有效保護周圍環境敏感點，總體造價低，是一種簡單可靠的排風方式，也是目前國內城市隧道采用的主要排風方式。

目前對于風塔高空排放方式，通常首先根據城市規劃、景觀、環評等要求確定排風塔位置，然后再由排風塔位置就近確定排風機房位置，最后由排風機房位置就近確定集中排風口位置，通過集中排風口將隧道分為入口段和出口段兩個通風區段，排風口可設于距隧道出口較近或較遠位置處。對于風塔集中排污方式，有風塔分流排污和合流排污兩種運營模式，兩種方式獨立運行，分流排污方式適用于行車速度較高的正常行車工況，合流排污適用于行車速度較低的阻滯運營工況。

然而，現有的兩種獨立運行的排風方式存在以下兩個弊端：

1)在排風口距離隧道出口較近時，當僅采用風塔合流排污方式會導致出口段的氣流短路，造成運行能耗的增加，具體原因是阻滯運營工況下隧道內車速較低，交通通風力作為阻力考慮，需開啟射流風機輔助通風，由于入口段長度遠大于出口段長度，因此合流排污時會出現氣流短路，大部分廢氣由出口通過風塔排放，為了滿足入口段需風量要求，需進一步增加入口段射流風機開啟臺數或增大風塔內排風量，由此會導致運行費用增加；

2)在排風口距隧道出口較遠時，當僅采用風塔分流排污方式會造成入口段、出口段和風塔排風量的增加，造成運行費用的增加，具體原因是由于出口段長度較長，為了滿足出口段新風量和隧道洞口的環境空氣質量要求，需增加出口段的通風量，并且應降低排風塔處的污染物濃度；由于風塔處污染物濃度的降低，并且排風口距離出口較遠，為了保證風塔排放的廢氣量滿足要求，需增加風塔的排風量，同時由于風塔排放的污染物濃度較低，隧道入口段的新風未能有效利用就排出隧道，進一步造成了能耗的浪費；另外，由于出口段和排風塔內風量同時增加，因此入口段風量也需相應增加。

綜上，當排風口距隧道出口較遠或較近時，僅采用風塔合流排污方式或風塔分流排污方式進行隧道排污，都需要增大風塔排風量，增加運行能耗和運行成本。因此，急需設計一種適用于隧道通風的動態排風方法和裝置，在滿足隧道排風需要的同時，有效降低運行成本與能耗。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種隧道通風動態排風方法和裝置，其中結合不同交通工況下隧道排風的特點，相應設計了適用于隧道通風的動態排風方法及裝置，其通過在隧道的兩處設置兩組不同的集中排風口，以根據隧道內不同的交通工況以節能和保證隧道內空氣質量為標準啟用不同的排風口，豐富了隧道排風方式，實現了隧道通風的動態調節，既保證了隧道內空氣質量，又最大限度地節省了風機運行能耗，具有實施方便、運營成本低等優點，且能有效節能。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提出了一種隧道通風動態排風方法，在隧道內開設有兩組集中排風口，其中一組為分流排風口，其設置在距離隧道出口的100m～200m位置處，該分流排風口的排風模式為分流型通風井排出式；另一組集中排風口為合流排風口，其設置在與隧道出口的距離為隧道全長的15％～20％位置處，該合流排風口的排風模式為合流型通風井排出式；當隧道內的平均車速大于等于40km/h時，開啟分流排風口以采用分流排放模式進行排風，當隧道內的車速低于40km/h時，開啟合流排風口以采用合流排放模式進行排風。

作為進一步優選的，分流排風口的排污量不小于70％，合流排風口的排污量為100％。

作為進一步優選的，所述分流型通風井排出式具體為：以隧道交通通風力作為排風動力，隧道內污染物一部分從排風口排出，一部分從隧道出口排出。

作為進一步優選的，所述合流型通風井排出式具體為：以隧道交通通風力作為排風阻力，隧道內污染物均從排風口排出。