特长隧道高压供风计算书
更新时间:2024-06-14 17:16:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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特长隧道高压供风
详细计算书
一、特长隧道高压供风存在的问题
隧道为特长隧道,单端掘进,双向六车道,左、右线分离布设,左线长4011m;右线长3880m。高压风是风动凿岩机的动力,对于特长隧道,如何合理地配置高压供风系统,显得尤为重要。产生这种现象的原因,主要有四个方
面的问题:
(1) 隧道长度的不断增加,管道漏风系数增大,使供风量减小,工作面动态风压不足;
(2) 管道安装不平顺,阻力增大,压力损失增多;
(3) 设计空压站总供风量不够,随隧道延伸,漏风量增大,动态供风量和压力不足就体现出来;
(4) 风管直径选择偏大或偏小,直径偏大会使经济损失加大,直径偏小会使供风阻力增加,流量减小,动态压力达不到要求;
二、总耗风量计算
1.根据施工经验,Ⅴ级和Ⅳ级围岩分别采用双侧壁导坑法和上下台阶留核心土法,高峰期同时使用凿岩机数量为10台;Ⅲ级围岩采用半断面开挖法,高峰期同时使用的凿岩机数量为18台,Ⅱ级围岩采用半断面开挖法,高峰期同时使用的凿岩机数量为25台。
实际施工中一般喷砼与钻孔不同时进行,因此不计算砼喷射机用风量,只计算风钻最大耗风量,即凿岩机钻孔高峰期同时开钻台数。
2.由《公路隧道施工技术规范》第十一章“风水电作业和通风防尘”可知空气压缩机生产能力Q计算公式如下:
Q=(1+K备)(Σ
q K+
q
漏
)·km
式中: K—同时工作系数(见规范);
km—空气压缩机所处海拨高度对空气压缩机生产能力的影响系数(见规范);
K备—空气压缩机备用系数,一般采用75%--90%;
Σq—风动机具所需风量;
q漏—管路及附件的漏耗损失,其值为: q漏=αΣ
L (m/min)
3
其中:α—每公里漏风量,平均为1.5~2.0 m3/min; L—管路总长(km)。
对于隧道右线,各级围岩阶段所需风量计算如下:
(1)Q1=Q2=(1+0.8)(3.5×10×0.9+1.8×0.041)×1.03
= 58.54 m3/min
(2)Q3 =(1+0.8)(3.5×18×0.85+1.8×0.258)×1.03
=100.14 m3/min
(3)Q4 =(1+0.8)(3.5×25×0.85+1.8×3.096)×1.03
=148.4 m
3
/min
(4)Q5 =(1+0.8)(3.5×18×0.85+1.8×3.156)×1.03
=109.8 m3/min
(5)Q6=(1+0.8)(3.5×10×0.9+1.8×3.256)×1.03
=69.27 m3/min
(6)Q7=(1+0.8)(3.5×18×0.85+1.8×3.834)×1.03
=112.1m3/min
(7)Q8=(1+0.8)(3.5×10×0.9+1.8×3.857)×1.03
=71.27m3/min
因为一般情况喷砼与钻孔不同时进行,因此不计算砼喷射机用风量,只计算风钻最大耗风量,即为用风最大使用量。
由以上计算可知,在Ⅱ级围岩处所使用的风量最大,达到140.3 m对于隧道左线,各级围岩阶段所需风量计算如下:
3
/min。
(1)Q1=Q2=(1+0.8)(3.5×10×0.9+1.8×0.094)×1.03
= 58.72 m3/min
(2)Q3 =(1+0.8)(3.5×18×0.85+1.8×0.308)×1.03
=100.31 m3/min
(3)Q4 =(1+0.8)(3.5×25×0.85+1.8×3.147)×1.03
=148.39 m
3
/min
(4)Q5 =(1+0.8)(3.5×18×0.85+1.8×3.2)×1.03
=109.96 m3/min
(5)Q6=(1+0.8)(3.5×10×0.9+1.8×3.29)×1.03
=69.38 m3/min
(6)Q7=(1+0.8)(3.5×18×0.85+1.8×3.95)×1.03
=112.46m
3
/min
(7)Q8=(1+0.8)(3.5×10×0.9+1.8×3.983)×1.03
=77.69m3/min
由以上计算可知,在Ⅱ级围岩处所使用的风量最大,达到140.28 m
3
/min。
综上可得,左右两线隧道压缩空气量须大于141 m3/min,才能保证隧道的供风质量和正常的施工生产。
3. 根据总耗风量确定空压站总供风量
根据总耗风量选取总排气量(即总供风量) 为140m3 的7台空压机,具体性能参数见表1。根据负荷情况确定开机台数,一般负荷开4 台,高峰负荷时开7台,1 台备用。 名称 型号 功率(kw) 空压机
三、选择风管长度
135 尺寸 排气量 风压冷却方式 水冷 数量(台) 8 (mm) (m3/min) (Mpa) 20 0.8 (1) 计算管路理论长度(L) : L = 实铺长度+ 配件当量长度
根据预定供风管长度4000m ,按规范要求每500m 装一个闸阀,每隔200m加设三通接头,由《局部阻力当量长度表》计算得:
配件当量长度= (4000/500) ×4. 3 + (4000/200) ×14. 1 +14. 2 ×2 = 344.8(m)
管路理论长度L = 4000 + 344.8= 4344.8(m) 注:按两个掌子面计算,即设两个分风器。 (2) 高压供风管直径:
由实施性总体施工组织设计高压供风可知,空气压缩机送风管路前1500米采用Φ200mm钢管,1500~3000米采用Φ180mm钢管,3000米以后采用Φ180mm钢管。
四、压力损失的计算
空气压缩机的排气压力一般为0. 8Mpa(中队提供数据,其所配置空压机排气压力为0.8Mpa) ,工程中所选用风动机具(主要是开挖用凿岩机) 工作压力要求不小于0. 5Mpa;为保证风动机具的风压,要求钢管终端的风压不得小于0.6 Mpa。在≥0. 7MPa 的排气压力下,根据最大用风量ΣQ 和风管直径查表得,直径为200mm的风管每1000m管长的压力损失为0. 01MPa ,长为4345m的风管压力损失
△P1 = 0. 04345MPa
工作面附近胶管长一般定为30m ,内径25mm ,根据7655 风动凿岩机耗风量查《高压风通过胶管中的压力损失表》得其最大压力损失为△P2 = 0. 045MPa
则至工作面压力损失为
△P = △P1 + △P2≈0. 08845 (MPa)
工作面风压为: P = 0. 8 - 0. 08845 = 0. 712 (MPa) P - 0. 6 = 0. 13 (MPa) ;
满足风动机具工作压力( ≥0. 5MPa) 的要求。
五、高压用电 1.主要施工用电设备
序名 称 号 1 2 3 4 5 6 7 8 10 砼喷射机 空压机 通风机1 通风机2 输送泵 拌合机 搅拌站 衬砌台车 水 泵 其它用电设备及照11 明 12 总功率 总 计 5610 200 SD-II-180 SD-II-150 12 16 8 4 4 2 2 8 10 5.5 135 220 132 75 50 50 22 22 66 2160 1760 528 300 100 100 176 220 型 号 数 量 单台功率/千瓦 合计功率/千瓦
2. 变压器负荷的计算方法
(1)确定好变压器的总容量后,按需要系数法确定三相用电设备组负荷的基本公式如下:
确定好用电设备组用量之后,按以下方法计算: 有功计算负荷: Pjs=KxPs =0.8×5610=4488 (kw) 无功计算负荷: Qjs=Pjstanφ=4488×0.7=3141.6 (kvar) 视在计算负荷: Sjs=
2Pjs?Q2js.62=3142 (KVA) =44882?3141用电设备组的计算电流:Ijs=Sjs/(3Un)=3142/(3×400)=4535 (A)
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