远距离大容量双电缆隧道通风系统设计

远距离大容量双电缆隧道通风系统设计
王世军;李蕾
【摘要】远距离大容量双电缆隧道结构复杂、内部电缆数量多、负载大、发热量大,隧道内通风系统的设计要求更高.通过对双电缆隧道通风区域划分、通风量计算、气流组织设计、设备选择及运行控制等方面进行研究分析,使通风系统的设计能够
满足排热、检修、防火、排烟等多工况要求;通风系统建(构)筑物兼顾隧道内电缆等其他设施安装、检修空间需求,且与地上环境协调一致,并符合防雨、防水、防噪要求,总体减少地下、地上占地空间,降低了工程造价.
【期刊名称】《内蒙古电力技术》
【年(卷),期】2017(035)004
【总页数】4页(P77-80)
【关键词】双电缆隧道;通风系统;通风量;气流组织;排风机
【作者】王世军;李蕾
【作者单位】内蒙古电力勘测设计院有限责任公司,呼和浩特 010020;内蒙古电力
勘测设计院有限责任公司,呼和浩特 010020
【正文语种】中文
【中图分类】TM726.4
为满足城市建设发展的需要，减少占地面积、缓解交通拥堵、美化环境，城区内的架空输电线路均需尽可能地改为地下隧道敷设。

同时，随着电力负荷需求不断增加，电缆敷设数量也相应增加，一些双隧道并行敷设的结构方案不断得到应用。

这些电
缆隧道内电缆布置密集、发热量大、构筑物空间结构复杂，对配套通风设施的设计提出了更高的要求。

（1）双电缆隧道通风口的布局需要与多种因素有机结合。

双电缆隧道通风口是地下电缆隧道与地上联络的重要通道。

通风口布置看似简单，实际需要与地上建（构）筑物总体规划布局相协调，满足通风防火区域划分、通风机房布置、电缆设备安装检修起吊、检修人员出入、就地操作电控盘柜布置空间等多种功能要求。

因此，将这些因素合理、有机结合至关重要。

（2）通风方案及设备的选择需要满足不同隧道通风需求。

通风方案及设备的选择需要兼顾不同隧道内电缆发热量、隧道空间布局、通风防火分区、通风气流组织、运行检修条件、室外气象条件等因素。

（3）需要根据隧道内运行工况设计可靠完善的监控系统。

大容量双电缆隧道一般距离较长，运行人员检修巡视间隔时间长，人工检测隧道内环境工况及通风系统的运行工况较为困难。

为确保电网安全稳定、保证人身安全、提高运行自动化水平，有必要使电缆隧道内的温度监测器、有害气体探测器、火灾探测器等与风机实现联锁自动控制。

2.1 电缆隧道发热量及通风量分析
2.1.1 电缆发热量分析
由于电流通过电缆的损失基本转换为热量散发到隧道当中，因此，电缆的热损失功率可以直接看作电缆的发热量。

电缆隧道内除了各种电压等级的电缆电线外，还有灯具、水泵、风机（只计算送风机）、配电柜、变压器等，这些设备的发热量均需分别计算。

此外，隧道与围岩（大地）之间存在热量交换，围岩一般吸收电缆隧道内散热量。

通过围岩向土壤排热约占电缆发热量的在50%以上[1]，考虑室外气温因素的影响，北方地区取大值，南方地区取小值。

在考虑隧道周围土壤蓄热量和释热量相等的前提下，仅靠土壤排热不能满足隧道内温度环境的要求，需通过通风系统排除隧道内热量。

2.1.2 通风量分析
电缆隧道通风量应同时满足以下要求[2]：
（1）消除余热通风量，宜按隧道电缆正常运行状态下最大载流量通过能力计算。

（2）人员检修新风量，宜按30m3/（h·人）计。

（3）每个通风区段的事故通风量，宜按最小换气次数6次/h计。

2.2 通风分区划分及通风系统设计
考虑双电缆隧道通风口与地上建筑环境的整体协调，尽量减少地上通风口数量，通风分区按跨越1个或2个防火分区（单个防火分区约200m）间距划分，防火分区由防火墙分隔，防火墙上设有防火检修门，用于通过通风气流（平时常开）；火灾发生时自动关闭，阻止火势蔓延并隔绝空气熄灭火焰。

并行双隧道通风系统单独布置，互不连通，仅在进排风井处通过风管合并。

双电缆隧道宜采用自然进风、机械排风方式[3]。

自然进风无法满足风量要求的情况下也可采用机械进风方式。

通过地上进风风亭、地下进风井室进风，地下排风井室、地上排风风亭排风。

排风井室内设置排风机。

风亭及风井兼作运行检修人员进出通道。

考虑防火安全因素，并行双隧道通风分区独立划分。

为使通风设施布置紧凑、兼顾利用，节约地下、地上建（构）筑物的工程造价，双隧道通风分区并排划分，但互不相通，在通风分区端头共用进（排）风间。

每座进（排）风间负责相邻4段通风分区的进（排）风，中间由防火墙分隔。

防火墙上的防火检修门平时常开，火灾发生时自动关闭。

进风间与排风间间隔布置。

进（排）风间通过进（排）风井与室外连通，进（排）风井高出地面设风亭并安装进（排）风百叶窗。

进风井兼做电缆隧道检修入口。

详细布置见图1。

进风间布置在双隧道通风分区进风口处，与地上进风亭相连，负责该处防火墙两侧两段双隧道通风分区（4个单隧道通风分区）的进风。

为减少地下部分土建工程量，仅在电缆隧道甲一侧设置进风间，电缆隧道甲侧壁开进风孔直接与进风间相连，电缆隧道乙侧壁开进风孔通过阻燃风管穿越电缆隧道甲（布置在电缆隧道甲进风空上方）与进风间相连。

自然进风由室外地上进风亭经进风竖井进入进风间，再由进风间通过侧壁进风口、进风风管分别进入电缆隧道甲、乙防火墙两侧。

进风口处设全自动排烟防火阀、可调百叶、钢丝网等，平时常开用于自然进风；当某段防火分区有火灾发生时，消防控制自动关闭对应防火分区处进风间4个全自动排烟防火阀，阻止火势蔓延并隔绝空气；火灾熄灭需要排烟时，远控自动开启全自动排烟防火阀。

各通风分区进风量可通过进风口可调百叶调节分配。

排风机房布置在双隧道通风分区排风口处，与地上排风亭相连，负责该处防火墙两侧两段双隧道通风分区（4个单隧道通风分区）的排风。

排风机房与电缆隧道甲、乙的连通方式与进风间相同。

排风机房设置两台轴流排烟风机，兼作正常通风与事故排烟用。

排风机运行时，在排风机房产生负压的作用下，电缆隧道甲、乙排风通过侧壁排风孔、排风管进入排风机房，通过排风机排入排风竖井，由地上排风风亭排出室外。

排风口处设全自动排烟防火阀、可调百叶、钢丝网等，平时常开用于排风；当某段防火分区有火灾发生时，消防控制自动关闭对应防火分区处排风间4
个全自动排烟防火阀。

各通风分区排风量可通过排风口可调百叶调节分配。

排风间内设置2台双速排烟风机，兼做通风与排烟工况用。

2台风机有1台低速、2台低速、1台高速、2台高速4种运行工况，自动控制策略能够满足不同工况要求。

每台排烟风机设置止回阀，防止单台运行时，气流由另外1台倒灌。

各风机设消声器，以降低运行时对地上环境的噪声污染。

4.1 排热工况
每座排风井设2台排风机，排风机与对应通风分区温度检测装置联锁控制运行。

根据隧道内温度检测值，在控制系统中分档设定，对应不同的通风系统运行工况：2台风机均不运行、1台风机低速运行、2台风机低速运行、1台风机高速运行、2台风机高速运行。

4.2 换气工况
（1）排风机与对应两段通风分区隧道环境气体质量浓度检测装置联锁运行，当任何1种气体质量浓度监测超标时，自动启动2台风机低速运行直至气体浓度达标。

（2）检修人员进入隧道前，可手动开启2台风机高（低）速运行，对隧道进行通风换气。

（3）通风系统的风机应与火灾探测器联锁[4]。

当隧道内某段发生火灾时，则立即自动关闭与该段隧道连通的排风机房内的2台风机及联锁关闭4个全自动回风排
烟防火阀。

隧道火灾因缺氧而熄灭，待事故完毕，人工确认后，开启火灾区域内的两台风机（高速运行）及联锁开启4个全自动回风排烟防火阀，进行灾后排烟通风，排出废气。

当排烟过程中再有火灾发生时，温度达到280℃时自动关闭，同
时发出信号联锁关闭风机。

4.3 进风间处排烟防火阀电负荷及控制要求
当隧道内某段发生火灾时，则立即自动关闭进风井处全自动防烟防火阀[5]。

隧道
火灾因缺氧而熄灭，待事故完毕，人工确认后，自动（手动）开启排烟防火阀。

通过对双电缆隧道通风设施布置、气流组织设计、设备选择及运行控制等方面分析研究，使通风系统满足了排热、检修、防火、排烟等多工况的基本要求；通风设备的选择满足安全经济可靠、满足多种工况运行调节要求；同时使通风系统建（构）筑物尽可能减少地下、地上占地空间，节约了工程造价，兼顾隧道内设备安装、检修通道要求；通风系统地上建筑满足与地面环境协调一致性，满足防雨、防水、防噪声污染要求。

【相关文献】
[1]董志周，许建华，王斌，等.长距离大断面电力电缆隧道通风设计探讨[J].华东电力，2009，37（11）：1909-1911.
[2]能源行业电网设计标准化技术委员会.电力电缆隧道设计规程：DL/T 5484—2013[S].北京：中国计划出版社，2013.
[3]王俊松，宋依群.电缆隧道通风系统设计[J].科技风，2012（16）：157，159.
[4]黄厚武，陈志辉.南京国际博览中心冰蓄冷空调系统设计和运行[J].制冷空调与电力机械，2009（2）：56-58，55.
[5]赵昱睿.110 kV交联聚乙烯绝缘电力电缆的施工与敷设
[J].电线电缆，2005（6）：38-40.。