高速公路特長隧道軸流風機安裝施工工藝研究

王偉杰

（福建省高速公路集團有限公司福州管理分公司，福州 350001）

軸流風機又叫局部通風機,是高速公路、鐵路隧道中通風常用的一種風機。 正常情況下,軸流風機可以控制隧道環(huán)境中有害氣體的濃度,隧道發(fā)生火災時,軸流風機能夠迅速排風,排除有害煙霧,滿足消防的需要,是高速公路特長隧道中必不可少的機電設備。 但不同于一般的射流風機,它的電機和風葉都在一個圓筒里,外形就是一個筒形,用于局部通風,安裝方便,通風換氣效果明顯、安全,可以接風筒把風送到指定的區(qū)域。 軸流式風機葉片的工作方式與飛機的機翼類似,但是,后者是將升力向上作用于機翼上并支撐飛機的重量, 而軸流式風機則固定位置并使空氣移動。

1 高速公路隧道軸流風機的安裝流程

軸流風機的安裝較為復雜,需要提前熟悉圖紙、現(xiàn)場勘測安裝點,確定外供電是否到位,施工便道是否可供大貨車通行,還有施工中的各項材料,施工工具、輔助用品是否就位。 軸流風機安裝施工的主要工作內(nèi)容包括軸流風機主體安裝、風閥安裝、風門安裝、導流片安裝及鋼制風道的安裝、風機配線以及控制柜安裝。在現(xiàn)場安裝施工完成后,還要進行風機的通電試運行,在確保軸流風機能夠正常運轉(zhuǎn)后還需要進行遠程調(diào)試, 風機維護站硬件設備安裝調(diào)試,才能結(jié)束安裝施工。

高速公路隧道內(nèi)軸流風機安裝的流程如下圖1 所示：

圖1 高速公路隧道內(nèi)軸流風機安裝順序圖

2 高速公路隧道軸流風機安裝施工準備

軸流風機的安裝工程施工比較復雜, 對于施工條件與相關設備的要求也是比較高的, 如果在施工中存在施工條件不符合標準或相關設備存在問題的情況, 就會影響到安裝施工的順利進行,引起通風系統(tǒng)安全隱患,甚至還有可能引發(fā)安全事故。 因此,軸流風機安裝工程的施工準備工作需要從以下幾個方面入手。

（1）制定安裝方案：高速公路隧道道軸流風機安裝施工工藝難度高, 如何確保隧道軸流風機安裝后滿足設計要求和工藝要求,必須制定好工程施工方案、各種應急預案,才能開始施工。

（2）基礎性檢查：風機進場前應該按照設計圖紙確定基礎的安裝位置、 檢查風機房的施工界面、 施工條件,同時檢查基礎混凝土的強度；按規(guī)定進行基礎及預埋件的檢查,做好相應的測試,要求預埋件應達到設計要求；檢查風機用電環(huán)境及外供電電情況,對不符合施工條件的應及時提出整改意見, 并督促相關單位進行整改。

（3）風機進場檢查：成套軸流風機重量大,搬運過程應緩慢進行以防損壞或變形, 搬運前應該采取正確的安全防護措施。風機運輸?shù)斤L機房時,首先要檢查外觀,要檢查機身有無損壞或變形；應保持包裝和密封良好,技術文件齊全,有裝箱清單,其規(guī)格、型號、技術參數(shù)等符合設計要求； 葉輪是否轉(zhuǎn)動靈活、 葉輪和電機銘牌符合設計要求；檢查合格后才能進場。

（4）電纜的敷設：按照設計圖紙測量供電電纜長度并做好電纜配盤。 電纜進場后先按規(guī)定進行電纜單盤測試,測試合格的電纜才允許進場敷設。 電纜敷設采用人工方式進行, 沿測量路徑將電纜敷設到位并至風機接線盒,接線時要注意根據(jù)接線說明中氣流指示方向?qū)㈦娎|按正確相序接入,以防風機運轉(zhuǎn)方向與設計方向有誤。

3 高速公路隧道軸流風機施工過程

(1)風機主體安裝

風機安裝前進行詳細的開箱檢驗,風機的規(guī)格數(shù)量、規(guī)格、型號、技術參數(shù),應符合設計要求。 按照設計要求和風機安裝支架圖紙要求, 提前將減震器安裝于指定位置,擺放合理整齊,并檢查減震器的外觀質(zhì)量符合設計要求。

風機主體的重量比較大, 搬運過程中應采用正確的搬運方法,以確保運輸過程安全可靠,在搬運時應根據(jù)風機重量,采用珩吊將風機主體吊卸至風機房內(nèi),整個吊卸過程應盡量緩慢。 應按照施工圖紙等相關設計文件以及設備附帶的氣流方向指示進行分析, 確定具體的安裝方向與位置, 同時也要注意在風機周圍留出一定的空間,以便于后期的維護檢修工作開展。

風機安裝完成后, 把電源接入風機配電箱的接線端子,連接好軟啟動器,通電查看設備運行狀態(tài)。 若風機出現(xiàn)搖晃、振動等不良反應時,應重新調(diào)整風機安裝,直至風機運行平穩(wěn)、 正常時方可進行風機和消聲器之間的連接施工。

(2)消聲器安裝

由于消聲器的體積相對較大, 一般會采用模塊化的形式將部件運至施工現(xiàn)場, 并在現(xiàn)場利用緊固件進行組裝,在組裝過程中還要對外殼、底座等各部件進行防銹處理。 在安裝過程中,總體上應采取由下到上、由內(nèi)到外的組裝順序, 保證各部件連接的牢固性, 避免表面銹蝕、凹陷、劃痕等情況的出現(xiàn)。

組裝時, 消聲器與組合式風閥兩者間距應大于800mm, 且消聲片立臥方向應與多葉風閥葉片立臥方向一致,以減少阻力損失；片式消聲器設置在磚砌支承臺階上,并預埋泄水管,安裝后應封堵；為防噪聲從旁路通道泄漏,將消聲片定位于頂?shù)装迳?消聲片與消聲片之間嵌有頂?shù)紫暺?整個安裝定位準確,緊湊,金屬殼體式底部應與基礎平面安裝結(jié)合牢固可靠, 在額定風量下不得出現(xiàn)松動或振顫現(xiàn)象。

(3)通風管道安裝

通風管道由加強筋、直風管、圓風管、異流葉片、法蘭等部分組成。 在安裝施工中同樣會采取由工廠加工預制部件,在現(xiàn)場進行焊接、組裝的策略,風管、風口加強筋檢查門及法蘭均采用工廠預制；電動風閥、伸縮接直接與專業(yè)生產(chǎn)廠家訂購。風管一次鍍鋅委托專業(yè)廠家實施；直風管、加強筋及法蘭下料均采用剪板機、聯(lián)合沖剪及砂輪切割進行,保證剪切面平直、無s 半卷圓機壓卷成形；法蘭孔眼均在工廠采用搖臂鉆鉆孔； 直風管每段按4 塊預制焊接成型；圓風管按4 段預制,其中異流葉片工廠預制,現(xiàn)場焊接；加強筋按每根3～6m 的長度下料預制,現(xiàn)場組裝；圓塵半均按二段預制,現(xiàn)場拼接成型；與軸流風機連接的法蘭在現(xiàn)場取得準確尺寸后鉆孔；直風管、圓風管、加強筋、法蘭均在現(xiàn)場焊接組裝成型。

通風管道的重量相比于軸流風機主體更大, 應選擇相應承載力的桁吊進行吊裝。 每次吊裝的風管長度應在5m 以內(nèi),在風管吊裝至預定安裝位置后,可以由施工人員動手連接。 在安裝完成后,還需要進行二次鍍鋅與防腐等一系列工作,管道安裝后,必須檢查連接質(zhì)量,只有連接確實安全可靠,才能拆除臨時固定工具。

此外,由于通風管道的安裝需要高空作業(yè),也需要進行電焊、鍍鋅等項目施工,具有一定的危險性；施工過程中應該注意加強安全管理,切實加強火源管理。 焊工作業(yè)時必須清理周圍的易燃物品。消防工具、器材要齊全并安裝在適當?shù)攸c,指定專人負責清理檢查。 全體施工人員進入現(xiàn)場必須戴安全帽。

(4)風閥安裝

電動組合式風閥由厚度為200mm 井字形底框架、單元多葉風閥、曲框聯(lián)桿裝置、角行程電動執(zhí)行機構(gòu)、限位器和控制箱等配件采用標準緊固件按需要進行縱向、橫向或縱橫向連接而成。表面做耐腐層處理。組合式電動風閥通過膨脹螺栓掛裝于過渡風道出口處, 外部用鋼制風道將其封起來。

安裝前, 檢查風道過渡室出口尺寸與設計文件相符,將廠里加工成半成品并鍍鋅的框架和風閥葉片運至現(xiàn)場,并進行焊接組裝和防腐處理。 操作電機通過支架固定在混凝土墻上,要求電機固定牢固,機械傳動機構(gòu)操作靈活,便于拆裝。

控制箱外掛于電機附近的墻上,接線正確,標識清楚,便于調(diào)試操作及檢修,配電及控制回路接線正確、可靠；電氣設備及纜線絕緣良好,接地符合有關規(guī)范要求；控制箱部件齊全、安裝牢固、防護等級符合規(guī)范要求。

(5)試運行及其控制

待風機安裝固定完成后可由專業(yè)施工人員對其再次檢測后進行接續(xù)、通電,并做好各種測試及運轉(zhuǎn)記錄。 風機的試運轉(zhuǎn)采用先手動后電動的方式進行。 試運轉(zhuǎn)前,保證系統(tǒng)線路、儀表、保護裝置性能正常,控制件動作正常、靈活可靠,風機及其附屬組件安裝完后,需要將風機的控制線穿入預埋管內(nèi)并按規(guī)范作好預留； 拉電纜時要注意做好線纜防護,避免造成短路及通訊故障,風機控制柜安裝時應注意防潮,應按設計要求選用“三防”型設備,露接線端子應有限選用銅端子,風機所有用電設備、控制柜及金屬構(gòu)件等要有接地裝置,地線焊接牢固,其接地阻值應符合設計標準要求,聯(lián)合地線小于1 歐姆。

根據(jù)設計圖紙,要提供完善、可靠的風機監(jiān)控和安全保護系統(tǒng),包括對電機前后軸承溫度、電機電流、電壓、功率,風機的風量、風壓、效率,接近喘振點風壓,風機裝置的振動等參數(shù)。 將這些軸流風機的實時參數(shù)進行采集,通過PLC 匯總處理,并用專用網(wǎng)絡傳回監(jiān)控室,用軟件進行風機的開關、檢測,并用計算機進行顯示、記錄、報警、遠程遙控,形成一個完整、可靠的安全保護系統(tǒng)。

4 小結(jié)

隧道軸流風機安裝是整個機電工程重點安裝的部分, 特長隧道的軸流風機通風是高速公路機電系統(tǒng)必不可少的一個組成部分,關系到公路隧道運營的安全。 高速公路隧道軸流風機安裝施工工藝難度高, 如何確保隧道軸流風機安裝后滿足設計要求和工藝要求, 必須制定好工程施工方案,并采取相應的措施予以保障。