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消防排煙風機的技術進展

軸流；斜流；消防排煙；風機 
　　隨著我國經濟的發展，各種新型建筑的不斷增加，由于結構是復雜，更易發生火災，起火的因素多，火勢蔓延快，疏散和撲救的難度也隨之增高，因此建筑的消防排煙問題顯得尤為重要。80年代初期開始，我國就開始應用消防排煙風機進行建筑的排煙，并且研發更高性能的消防排煙風機。因為這不僅可以滿足更復雜的建筑排煙通風的需要保障居民人身的安全，而且促使了通風系統中排煙風機的應用。 
　　1、消防排煙風機的要求及其特點 
　　消防排煙風機首先應該滿足溫度和時間的特性，即國家規定的280℃/0.5h；其次，在一般環境溫度下，可以保證有效的排煙控制量。此外還要求消防排煙風機能夠進行周期性的實驗，能夠發現其中的不足，并加以改進；可以適用各種通風要求的管道，便于安裝與使用。 
　　消防排煙風機的性能優良、耐高溫性能良好、效率高、占地比離心風機少、高溫性能優良。消防排煙風機能在300℃高溫條件下連續運行60分鐘以上，100℃溫度條件下連續20小時不損壞，應用范圍廣，可根據高級民用建筑的不同要求，采用變速或多速的驅動型式，消防排煙風機廣泛應用于高級民用建筑、烤箱、地下車庫、隧道等場合。安裝方便，可直接和墻壁安裝，安裝可采用垂直式、水平式或吊裝式，很大程度上節省了占地面積。 
　　2、消防排煙風機的選擇應用 
　　消防排煙機一般是采用離心式風機和軸流式風機兩種重要的型式。從消防排煙風機風量、風壓考慮來看，消防排煙風機是高比轉高效率的風機，更加的適合選用軸流風機。軸流式消防排煙風機有兩種設計型式，一種為電機與主氣流分離型式，另一種為電機置于主氣流之中。根據煙氣溫度的不同，采用不同型式的消防排煙風機，溫度大于400℃時，采用電機與主氣流分離型式，溫度小于400℃大于150℃，兩種型式的電機都可以選擇，在溫度小于150℃的時候，采用電機置于主氣流之中。 
　　軸流消防排煙風機的流量范圍從7200m？/h至110000m？/h，有不同型號的編制，用來滿足不同通風排煙流量的需求。消防排煙風機可以根據壓力情況的不同分為兩種類型，一類為軸流式消防排煙機，其各機號的壓力在600Pa左右，另一類為斜流消防排煙風機，各機號的壓力在1000Pa左右。為了滿足排煙量和通風換氣的要求，消防排煙風機一般都設計了雙速型的結構模式。低速可以通風使用，高速可以排放煙霧，這樣不但可以節約能源同時又降低了噪聲污染。 
　　3、消防排煙風機的結構型式及其進展 
　　常用的消防排煙風機的結構型式有內冷卻電風葉輪的型式、吸入冷卻電機氣流的型式、前導加動葉型式的低速吸入冷卻風的消防排煙風機等，它們的特點和效果有所不同。 
　　3.1內冷卻電風葉輪的型式 
　　這種排煙風機主流道的煙氣溫度最高可達到280℃，煙氣裝在電機上的葉輪輸送，再電機原來裝設冷卻葉輪的地方，重新設計了用于冷卻電機的風扇，與機匣上開的進風口和出風口相連，并通過電機與風機輪組成的?簡通道冷卻電機。此型式的電機冷卻通道可以保證在主流通道的溫度達到300℃時，機殼的溫度可以保持在130℃左右，在此環境溫度下，采用一般的絕緣等級的電機就可以達到效果，沒有必要采用高溫的絕緣電機，從而可以大大的降低風機的制作成本。這種型式的軸流消防電機的設計，國家鑒定已經下批，已經投入到生產當中，并且獲得了良好的經濟收益，目前是在進一步的研發和改造當中，從而能更好的提高工作效率，降低制造成本。 
　　3.2吸入冷卻電機氣流的型式 
　　這種冷卻電機的氣流由主工作輪吸入，然后排入到主氣流中，與主氣流一起匯合排出。此結構造型簡單，不需要冷卻電機的葉輪及后導葉，采用流線型支撐的設計結構，降低了風機進口的噪聲污染。此種電機型式，工作效率比較低，沒有必要做成雙速型結構，提高造價成本。 
　　3.3前導加動葉型式的低速吸入冷卻風的消防排煙風機 
　　這是一種風量和風壓較大，體積輕巧，低噪聲污染的消防排煙風機，速度為三角形設計，氣流經過導葉與旋轉方向相反預選，大大加強了葉輪運轉的能力，氣流從動葉葉輪中又流轉到軸向流出，從而完成較大的扭角，使其在低速運轉的情況下獲得比較高的壓力，從而大大降低了消防排煙風機在工作運行時的噪聲污染。 
　　4、總結 
　　隨著人們對消防排煙風機使用的要求越來越高，軸流消防排煙風機正在進一步改進和發展，在滿足我國消防規范的條件下，排煙風機的排風量將不斷的增大，更加高效率的排煙，進一步簡化結構，縮小體積，提高其工作可靠性，以滿足消防和通風兩種使用的功能。隨著各種工業裝置規模的日益大型化，大型風機容量將繼續增大。此外，三元流動葉輪的應用，可以更快的提高效率，在此時，也同樣要增大壓力，從而增加排煙量。在相同的條件下，提高轉速也是風機小型化的重要途徑之一。由于排煙風機的大功率運轉，噪聲污染也是一方面的問題，再設計風機結構的同時，降低本體的噪聲，也是較為重要的，如果效果不明顯，那么加裝消聲器也是必須條件下要做的，這些都將是消防排煙風機未來發展的趨勢，也是技術方面努力的方向。 

 

 

風機安裝技術管理

 

風機；卸車；吊裝；安裝；技術管理 
　　1 風機設備的組成 
　　風機設備主要由基礎環、塔筒、機艙、輪轂、葉片五大部件組成，輔助變壓器、變頻器等其它電氣元件。各種風機機型不同，設備的重量不同，塔筒的高度不同及電氣的控制系統不同，但基本結構一樣，五大部件相同，而塔筒的高度一般是隨風力高度分布情況及建設成本而確定。 
　　2 安裝場地要求 ,屋頂風機排風設備;
　　除去設備供貨、天氣條件等因素影響，安裝場地道路是影響風機安裝作業的主要因素，風機安裝投標前也主要參考場地道路以確定投標價格。目前國內風電場施工及設備存放場地主要有兩種類型，一種是在現場設立臨時存放場地，風機設備吊裝前集中存放在臨時倉庫，安裝時二次運輸到吊裝點。另一種是安裝前將風機設備運輸到機位存放不再二次運輸。為了節約運輸的成本，越來越多的風電場采用風機設備一次到位的方式，但也有如風機設備廠家離風場較近時，業主方為了節約機位回填成本，則在風機安裝時直接從廠家把設備拉往施工現場。不管怎么樣，安裝場地的要求是較為突出的，業主方較為考慮機位回填成本，我們施工方要考慮滿足施工要求。這就要求我們在吊裝前對場地進行察看，策劃，讓場地滿足安裝要求。一般要考慮主吊的組裝場地，吊裝時主吊與輔助吊車的站位,廠房降溫風機，安全距離，風葉的組裝、支撐及溜尾，設備運輸車的進出場。如是風機吊裝時設備到場，機位回填時主要考慮風葉如何組裝及葉輪如何吊裝。如吊裝前事先存放風機設備，則著重考慮安裝場地除存放一臺套風機的全部設備外，主吊的進場站位與輔吊的站位，等存放在場地的塔筒、機艙吊裝完畢后，組裝風葉場地一般滿足要求。 
　　3 主力吊車的選型 
　　風機設備吊裝時主力吊車的選用主要受到地理環境、場內道路狀況、設備參數（機艙尺寸、重量、塔筒高度）等因素影響。隨著風機單機容量的日趨增大，對吊裝機械要求也越大。在場地和道路寬敞的情況下，一般使用履帶吊進行吊裝。但如果施工現場道路較窄，則可考慮使用輪胎吊。因為使用履帶吊進行吊裝，如果道路狹窄，機位轉場時拆卸吊機轉場，再進行重新組裝，這樣既拖延了工期，也加大了成本。輪胎吊則轉場比履帶吊方便，拆卸、組裝工期也較短，但相同噸位的主力汽車吊比履帶吊租賃單價高，且吊裝能力也較差。這就要求我們在進度、效益方面找到平衡點，以確定使用哪種主力吊車。目前國內安裝的風機單機容量主要以1.5MW機型為主，2.0MW及以上的逐步增多。目前來看，主力吊車一般需要400t的履帶吊或500t的輪胎吊才能滿足施工要求。一般來說，主力吊車的選型主要取決于塔筒高度及機艙重量。首先我們要先確認吊臂長度，主要考慮在吊裝機艙和葉輪時，設備不會碰吊臂，吊機也不需要二次移位或機艙偏航等復雜作業，我們可以采用CAD按比例繪圖或計算確認吊臂長度。一般來說吊臂長度由塔筒高度加上20米左右可滿足施工要求。吊臂長度確認后，我們再由機艙重量選取主吊型號，因為機艙是風機設備最重的設備，滿足機艙吊裝則就滿足了其它設備的吊裝。吊裝機艙和葉輪時主吊的跨距一般在18～20米。 
　　4 設備卸車 
　　風電場設備卸車主要是指塔筒、機艙等大件設備的卸車。機艙是風機設備中最重要，也是最重的設備。根據設備的技術參數以及現場機械的實際情況和成本的考慮，可以采用單機卸車或雙機卸車。如設備是在吊裝前卸車存放在機位上，則可以采用兩臺65t吊車抬吊或一臺130t吊車單機卸車。如設備是在吊裝時到達現場，則可用主吊卸車后直接吊裝，這樣既節約了我們的機械成本，也提高了工程進度。卸車時需采用設備廠家提供的專用吊裝工具卸車。作為技術員，設備卸車時需要仔細檢查設備是否存在缺陷，運輸過程中是否存在碰撞損壞，做好記錄以備以后進行處理。 
　　5 風機設備吊裝 
　　風機設備吊裝主要指3節塔筒、機艙、葉輪5件設備的吊裝，其中最重要的環節是吊裝機艙和葉輪（輪轂和葉片的組合體）。機艙是最重的風機設備，則起重機受力也最大；葉片的受風面積最大，因此對風速要求嚴格，一般要求風速不大于8m/s。為了考慮葉片吊裝的方便和容易操作，機艙吊裝時吊機的位置既要考慮滿足機艙的要求也要滿足葉輪的吊裝要求。我們一般要求機艙就位時機艙的法蘭口正對著主力吊機的吊臂，這樣吊裝葉輪在葉輪就位時就位就比較容易，不需要移動吊機來調整位置或進行偏航來調整機艙的位置。如果側面吊裝機艙則還需要移動吊車的位置或進行偏航才能滿足葉輪的吊裝。 
　　葉輪吊裝時，要隨時注意風速的變化，上面2個葉片需綁扎好溜繩，如增加安全系數或在風速比較大的情況下吊裝時則中間葉片也需綁扎好溜繩，這樣會大大增加穩定性，減少葉輪來回擺動。每條溜繩需要5～6人，配合指揮人員進行松緊調整。葉輪與機艙對接時，最好用1～2根定位銷進行定位，也可以用輪轂與機艙連接螺栓旋出定位，這樣葉輪就位就比較容易，然后主吊再慢慢松鉤，使葉輪與機艙對接就位。 
　　塔筒吊裝時，主要是抬吊塔筒翻身控制，輔助吊車抬吊時要密切配合主吊。塔筒起吊前，需檢查塔筒內所有電纜及其它設備，進行必要的加固措施，確保在吊裝過程中電纜不被損壞或空中掉物。塔筒對接時，塔筒內人員應用手掌推動控制塔筒就位，而不是用手抓，避免受到傷害，并用對講機指揮主吊動作使塔筒就位。塔筒就位后連接螺栓力矩要達到技術要求主吊才能松鉤，進行下一步吊裝工作,屋頂風機。 一般的而言，要求將頂節塔筒和機艙在同一天安裝完成。 
　　6 風機吊裝完成移交風機廠家調試 
　　風機吊裝完成后，將連接螺栓按風機廠家要求進行，接著進行風機內部電氣接線及完善風機內部其他設備安裝，消除缺陷，移交風機廠家調試。 
　　7 風電項目技術管理 
　　風機安裝前期，技術人員需要負責開工前《施工組織設計》編寫，對施工前期各種資料進行報審，比如各種預案的編寫、安全和質量保證體系、施工計劃等等，報到監理方進行審查。作為技術員，在施工前需對全體施工人員進行施工組織設計總體篇的交底。及時跟蹤解決施工過程中存在各種技術難題，同時負責工程項目技術工作的對外聯系和接口，安裝全過程的質量檢查和驗證工作，具體實施本項目三級驗收。在工程竣工后組織驗收，并編制、審查工程竣工資料，驗收完成后將竣工資料整理歸檔并移交給業主。定期對項目使用的工機具、吊具進行檢查、試驗并做好相關記錄。在施工過程中，組織相關人員積累技術資料，在工程竣工后編寫施工技術總結。