论文部分内容阅读
原有电缆隧道工程因隧道断面小,敷设距离短,电压等级相对不高,因此一般情况下不考虑通风要求,即使在炎热地区,工艺专业明确要求时,也多采用自然通风。随着当今城市发展的不断深入,为了适应城市景观、规划的限制要求,目前越来越多的高电压等级的线路要求采用电缆隧道进行敷设。其特点为隧道路径复杂,断面大,施工多采用暗挖、顶管等方式,且内部敷设电缆的电压等级相对较高,电缆数量较多,电缆本身发热量较大等特点。因此,针对此类电缆隧道通风设计要求的标准也越来越高。受地理条件限制,国内出现越来越多的跨河、跨江等超长距离高电压等级电缆隧道工程,而对于应用于隧道降温的通风系统的研究甚少,并且行业规范对于电缆隧道的通风设计内容描述也比较简单,一般情况下仅按照换气次数设计简单的送、排风机来消除隧道的散热量。这种通风系统的设计方式在通风区间较短时,可以满足隧道使用要求。但是,对于500米甚至1000米以上的超长通风区间,这样的通风系统是否能够满足隧道温度不超标的要求有待深入研究。首先分析电缆隧道内热环境因素,即隧道内部主要的得热量来自电缆自身的发热量,隧道内部的散热量主要为通过隧道围护结构与土壤的热交换散热量。而通风系统主要是考虑带走剩余的热量。另一方面通风系统还要考虑平时人员检修需要的新风量和事故后的排烟量。本文选取西安市东三环过灞河电缆隧道工程作为实例进行计算并模拟研究,运用Fluent三维建模模拟电缆隧道在夏季室外高温状态下,降温通风方式分别采用普通通风系统和水冷却通风系统时对隧道内温度场和速度场的影响。得出当室外空气温度超过30℃时,仅靠送、排风机是不能满足隧道内温度不超过40℃的要求。而水冷却通风系统由于冷却水将送风温度降低,加大了送、排风温差,因此在夏季室外气温高温状态下是能够满足隧道的内环境温度要求的。结合工程实例将两种通风方案的经济性和节能性进行对比分析,虽然水冷却通风系统初投资相对增加,但是日后的运行费用要低于普通通风系统。为了对比更加直观,本文采用了综合成本分析法,即采用单位散热量成本费用对比法。得出水冷却通风系统要优于普通通风系统。而在节能方面,由于水冷却通风系统是利用天然水体进行降温,属于可再生能源利用系统,因此有着显著的节能效益。最后希望通过本文的研究,可以为今后在实际工程设计工作中,对长距离电力电缆隧道的通风系统的设计提供一定的借鉴作用。为后续在电缆隧道通风系统的进一步研究工作中提供有价值的参考作用。