重慶某港口皮帶車隧道通風設計探討

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重慶某港口皮帶車隧道通風設計探討

冷靜（中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北武漢430060）

在分析某港口皮帶車隧道斷面形式、外部條件基礎上，結合隧道使用要求，論述了通風系統方案形成過程，探討了皮帶車隧道通風系統設計要點，可為今后類似工程提供參考。

皮帶車隧道；通風；防火措施

0　前言

在水位差較大的區域，為適應水位差的變化，碼頭型式多為斜坡式，在斜坡道上采用可移動皮帶車，水位變化時躉船、皮帶車可沿斜坡道移動以滿足不同水位下工藝裝卸要求。此類碼頭需在后方新建隧道以放置可移動皮帶車，依據工藝系統要求不同，皮帶車隧道內有時需設物料轉載點。為保證隧道檢維修作業人員及設備操作人員安全，需結合具體工程情況，選擇合理、經濟的隧道通風方案。

1　工程概況

本文研究的皮帶車隧道（橫斷面見圖1）位于重慶某港口，港口設2個散貨進口泊位、2個散貨出口泊位，裝卸貨種為煤炭，碼頭前沿總平面布置見圖2。散貨泊位均采用斜坡式碼頭型式，散貨泊位后方平臺上布置有箱涵與皮帶車隧道相連。水位變化時，隧道內的皮帶車拖拉系統牽引卸（接）料皮帶車沿斜坡道移動，進行裝卸作業。皮帶車隧道終點設置鋼筋混凝土封墻，隧道內無物料轉載點。

2　系統需求分析

設置通風系統的作用為保障生產場所室內外空氣環境，控制生產過程中散發的有害物質以及余熱、余濕，并補充一定新風。本方案皮帶車隧道終點設置封墻，僅在箱涵水側與外界相連，隧道內部空氣與外部置換受阻，運行過程中會導致隧道內部空氣含氧量降低。針對此種情況，需設置通風系統，以滿足工作人員勞動衛生要求。因本方案隧道內無物料轉載點，可不設粉塵凈化裝置。

圖1　皮帶車隧道橫斷面圖（尺寸以cm計）

圖2　碼頭前沿總平面布置圖

3　系統形式分析

3.1自然通風

依靠隧道內、外風力造成的風壓即超靜壓差和空氣溫差所造成的熱壓即熱位差，使空氣流動的通風方式稱之為自然通風［1］。自然通風是一種節能的通風方式，可減少設置通風機帶來的初投資及運營費用。影響自然通風效果因素較多，需依據實際條件判定自然通風力。

風壓隨季節、風速、風向變化而變化，本工程所在地冬季、夏季及年最多風向不盡相同，難以形成全年穩定的風壓。隧道內僅有工藝皮帶車、照明設施及數量有限的電纜，其散熱量不足以形成穩定的上升氣流。另外，自然通風需設置通風豎井，而皮帶車隧道位于山體內部，修建豎井施工難度較大。因此針對港區皮帶車隧道，采用機械通風為首選。

3.2機械通風

依靠通風機的壓力使空氣流動的通風方式為機械通風，其不易受外界環境影響，通風效果穩定。機械通風有以下3種方式：①機械進風，自然排風；②自然進風，機械排風；③機械進風，機械排風。各通風方式對比見表1。

機械通風三種方式對比　表1

本工程4條皮帶車隧道長度均較短（約為75m），但因隧道僅在箱涵水側與外界相連，隧道終點設封墻，采用方式一和方式二難以保證隧道內空氣置換效果，因此本方案采用方式三。

4　系統布局及運行條件分析

4.1系統布局

機械通風系統布局應結合工程造價、技術難度、運行維護成本等綜合考慮。主要有以下3種形式：①設置送排風豎井，風機吊裝于隧道內；②設置送排風豎井，風機放置于豎井內；③采用風管送排風，風機放置于隧道外部。3種形式分析見表2。

本工程隧道距散貨堆場較遠，箱涵與隧道銜接處設置平臺，隧道橫斷面尺寸基本滿足安裝風管的要求。依據上述特點，本方案將風機設置于后方平臺上箱涵與隧道相接處，送排風風管布置于隧道上方、工藝所需檢維修空間外側。同時，為避免氣流短路，采用送風口平送、異側風管管底處風口排風的氣流組織形式。風管采用單面變徑，將其對于人員行走的影響降至對低。隧道風管橫斷面布置見圖3。

機械通風系統布局形式對比　表2

圖3　隧道風管橫斷面布置圖

4.2運行條件

根據人員維護檢修需要及火災時避免火勢蔓延的要求，本方案設置的機械通風系統運行條件如下。

①巡視運行條件

通風系統設置目的為保證隧道內空氣品質滿足健康要求，因此在進入隧道時需開啟送排風機進行通風換氣，直至人員結束檢維修作業出隧道為止。

②火災時運行條件

皮帶車隧道日常無人員出入，發生火災時通風機需停止運行，以防止火勢經風管蔓延至隧道內其他區域或經風機蔓延至隧道內，同時可避免電源短路引起的二次火災。通過在風管上安裝70℃防火閥實現對火災情況下通風系統的控制。

5　通風量分析

隧道內通風量根據有害物質散發量、余熱及余濕量確定。對有害物質數量不明確的情況，可按換氣次數確定。相關行業標準有：①輸煤地道機械通風量可按換氣次數15次/h計［2］；②輸煤系統地下建筑通風量可按夏季換氣次數不少于15次/h計、冬季通風量按換氣次數不少于5次/h計［3］；③同時放散熱、蒸汽和有害氣體的廠房，除應設局部排風外，宜從上部區域進行自然或機械的全面排風，排風量不應小于按1次/h計算的風量［4］。

本方案隧道內散熱量、散濕量有限且基本不產生有害物質，因此按換氣次數確定通風量，換氣次數參照相關規范確定。

6　結語

皮帶車隧道通風需綜合考量工藝布局、隧道外部條件及斷面形式、通風效果等因素，合理選擇通風系統形式，進而確定防火設計方案。

①合理確定通風量。隧道內通風量取決于隧道內有害物質，散熱、散濕量大小，風量過大會增加噪音，增加投資與運營費用；風量過小，不利于有害物質控制，無法滿足衛生要求。當隧道內有害物質散發量可以確定且有較大散熱、散濕量時，需分別計算稀釋有害物質、消除余熱、余濕的通風量，按其中所需最大空氣量確定。

②應結合隧道斷面形式、外部條件確定通風系統布局，使通風效果最優。皮帶車隧道服務于港區工藝系統，風管設置需考慮工藝設備的使用及維護要求。本方案將隧道內風管設置在皮帶車所需的運營維護空間之外，盡可能提升風管管底高度以避免人員作業時碰頭。當隧道與轉運站相接時，可將風機放置于轉運站風機房內，減少隧道內占用空間。同時為使通風效果最優，避免通風盲端，應將送排風口可交錯布置。交錯布置形式有送、排風口上下交錯和水平交錯。

③合理確定防火閥形式。通風系統是火災蔓延的途徑之一，設置防火閥可有效阻止火災蔓延。按是否采用弱電控制可將安裝于通風系統的防火閥分為防煙防火閥、防火閥兩類，兩類防火閥均可在70℃時溫度熔斷關閉，前者還可靠煙感器控制動作，用電訊號控制關閉。防火閥形式應依據通風系統是否穿越防火分隔等重要區域、控制專業是否設置煙感探測器綜合確定。當通風系統穿越防火分隔且控制專業設有煙感探測器時，需選用防煙防火閥。本方案皮帶車隧道內無煙感探測器，且通風系統未穿越防火分隔，選用防火閥可兼顧安全性與經濟性。

［1］金學易，陳文英.隧道通風及隧道空氣動力學［M］.北京：中國鐵道出版社，1983.

［2］GB/T50466-2008，煤炭工業供熱通風與空氣調節設計規范［S］.

［3］DL/T5035-2004，火力發電廠采暖通風與空氣調節設計技術規程［S］.

［4］GB50019-2015，工業建筑供暖通風與空氣調節設計規范［S］.

［5］GB50016-2014，建筑設計防火規范［S］.

U453.5

B

1007-7359（2016）04-0181-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.071

冷靜（1987-），女，湖北武漢人，畢業于西南石油大學，碩士，助理工程師。