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消防排烟风机的技术进展

轴流；斜流；消防排烟；风机 
　　随着我国经济的发展，各种新型建筑的不断增加，由于结构是复杂，更易发生火灾，起火的因素多，火势蔓延快，疏散和扑救的难度也随之增高，因此建筑的消防排烟问题显得尤为重要。80年代初期开始，我国就开始应用消防排烟风机进行建筑的排烟，并且研发更高性能的消防排烟风机。因为这不仅可以满足更复杂的建筑排烟通风的需要保障居民人身的安全，而且促使了通风系统中排烟风机的应用。 
　　1、消防排烟风机的要求及其特点 
　　消防排烟风机首先应该满足温度和时间的特性，即国家规定的280℃/0.5h；其次，在一般环境温度下，可以保证有效的排烟控制量。此外还要求消防排烟风机能够进行周期性的实验，能够发现其中的不足，并加以改进；可以适用各种通风要求的管道，便于安装与使用。 
　　消防排烟风机的性能优良、耐高温性能良好、效率高、占地比离心风机少、高温性能优良。消防排烟风机能在300℃高温条件下连续运行60分钟以上，100℃温度条件下连续20小时不损坏，应用范围广，可根据高级民用建筑的不同要求，采用变速或多速的驱动型式，消防排烟风机广泛应用于高级民用建筑、烤箱、地下车库、隧道等场合。安装方便，可直接和墙壁安装，安装可采用垂直式、水平式或吊装式，很大程度上节省了占地面积。 
　　2、消防排烟风机的选择应用 
　　消防排烟机一般是采用离心式风机和轴流式风机两种重要的型式。从消防排烟风机风量、风压考虑来看，消防排烟风机是高比转高效率的风机，更加的适合选用轴流风机。轴流式消防排烟风机有两种设计型式，一种为电机与主气流分离型式，另一种为电机置于主气流之中。根据烟气温度的不同，采用不同型式的消防排烟风机，温度大于400℃时，采用电机与主气流分离型式，温度小于400℃大于150℃，两种型式的电机都可以选择，在温度小于150℃的时候，采用电机置于主气流之中。 
　　轴流消防排烟风机的流量范围从7200m？/h至110000m？/h，有不同型号的编制，用来满足不同通风排烟流量的需求。消防排烟风机可以根据压力情况的不同分为两种类型，一类为轴流式消防排烟机，其各机号的压力在600Pa左右，另一类为斜流消防排烟风机，各机号的压力在1000Pa左右。为了满足排烟量和通风换气的要求，消防排烟风机一般都设计了双速型的结构模式。低速可以通风使用，高速可以排放烟雾，这样不但可以节约能源同时又降低了噪声污染。 
　　3、消防排烟风机的结构型式及其进展 
　　常用的消防排烟风机的结构型式有内冷却电风叶轮的型式、吸入冷却电机气流的型式、前导加动叶型式的低速吸入冷却风的消防排烟风机等，它们的特点和效果有所不同。 
　　3.1内冷却电风叶轮的型式 
　　这种排烟风机主流道的烟气温度最高可达到280℃，烟气装在电机上的叶轮输送，再电机原来装设冷却叶轮的地方，重新设计了用于冷却电机的风扇，与机匣上开的进风口和出风口相连，并通过电机与风机轮组成的?简通道冷却电机。此型式的电机冷却通道可以保证在主流通道的温度达到300℃时，机壳的温度可以保持在130℃左右，在此环境温度下，采用一般的绝缘等级的电机就可以达到效果，没有必要采用高温的绝缘电机，从而可以大大的降低风机的制作成本。这种型式的轴流消防电机的设计，国家鉴定已经下批，已经投入到生产当中，并且获得了良好的经济收益，目前是在进一步的研发和改造当中，从而能更好的提高工作效率，降低制造成本。 
　　3.2吸入冷却电机气流的型式 
　　这种冷却电机的气流由主工作轮吸入，然后排入到主气流中，与主气流一起汇合排出。此结构造型简单，不需要冷却电机的叶轮及后导叶，采用流线型支撑的设计结构，降低了风机进口的噪声污染。此种电机型式，工作效率比较低，没有必要做成双速型结构，提高造价成本。 
　　3.3前导加动叶型式的低速吸入冷却风的消防排烟风机 
　　这是一种风量和风压较大，体积轻巧，低噪声污染的消防排烟风机，速度为三角形设计，气流经过导叶与旋转方向相反预选，大大加强了叶轮运转的能力，气流从动叶叶轮中又流转到轴向流出，从而完成较大的扭角，使其在低速运转的情况下获得比较高的压力，从而大大降低了消防排烟风机在工作运行时的噪声污染。 
　　4、总结 
　　随着人们对消防排烟风机使用的要求越来越高，轴流消防排烟风机正在进一步改进和发展，在满足我国消防规范的条件下，排烟风机的排风量将不断的增大，更加高效率的排烟，进一步简化结构，缩小体积，提高其工作可靠性，以满足消防和通风两种使用的功能。随着各种工业装置规模的日益大型化，大型风机容量将继续增大。此外，三元流动叶轮的应用，可以更快的提高效率，在此时，也同样要增大压力，从而增加排烟量。在相同的条件下，提高转速也是风机小型化的重要途径之一。由于排烟风机的大功率运转，噪声污染也是一方面的问题，再设计风机结构的同时，降低本体的噪声，也是较为重要的，如果效果不明显，那么加装消声器也是必须条件下要做的，这些都将是消防排烟风机未来发展的趋势，也是技术方面努力的方向。 

 

 

风机安装技术管理

 

风机；卸车；吊装；安装；技术管理 
　　1 风机设备的组成 
　　风机设备主要由基础环、塔筒、机舱、轮毂、叶片五大部件组成，辅助变压器、变频器等其它电气元件。各种风机机型不同，设备的重量不同，塔筒的高度不同及电气的控制系统不同，但基本结构一样，五大部件相同，而塔筒的高度一般是随风力高度分布情况及建设成本而确定。 
　　2 安装场地要求 ,屋顶风机排风设备;
　　除去设备供货、天气条件等因素影响，安装场地道路是影响风机安装作业的主要因素，风机安装投标前也主要参考场地道路以确定投标价格。目前国内风电场施工及设备存放场地主要有两种类型，一种是在现场设立临时存放场地，风机设备吊装前集中存放在临时仓库，安装时二次运输到吊装点。另一种是安装前将风机设备运输到机位存放不再二次运输。为了节约运输的成本，越来越多的风电场采用风机设备一次到位的方式，但也有如风机设备厂家离风场较近时，业主方为了节约机位回填成本，则在风机安装时直接从厂家把设备拉往施工现场。不管怎么样，安装场地的要求是较为突出的，业主方较为考虑机位回填成本，我们施工方要考虑满足施工要求。这就要求我们在吊装前对场地进行察看，策划，让场地满足安装要求。一般要考虑主吊的组装场地，吊装时主吊与辅助吊车的站位,厂房降温风机，安全距离，风叶的组装、支撑及溜尾，设备运输车的进出场。如是风机吊装时设备到场，机位回填时主要考虑风叶如何组装及叶轮如何吊装。如吊装前事先存放风机设备，则着重考虑安装场地除存放一台套风机的全部设备外，主吊的进场站位与辅吊的站位，等存放在场地的塔筒、机舱吊装完毕后，组装风叶场地一般满足要求。 
　　3 主力吊车的选型 
　　风机设备吊装时主力吊车的选用主要受到地理环境、场内道路状况、设备参数（机舱尺寸、重量、塔筒高度）等因素影响。随着风机单机容量的日趋增大，对吊装机械要求也越大。在场地和道路宽敞的情况下，一般使用履带吊进行吊装。但如果施工现场道路较窄，则可考虑使用轮胎吊。因为使用履带吊进行吊装，如果道路狭窄，机位转场时拆卸吊机转场，再进行重新组装，这样既拖延了工期，也加大了成本。轮胎吊则转场比履带吊方便，拆卸、组装工期也较短，但相同吨位的主力汽车吊比履带吊租赁单价高，且吊装能力也较差。这就要求我们在进度、效益方面找到平衡点，以确定使用哪种主力吊车。目前国内安装的风机单机容量主要以1.5MW机型为主，2.0MW及以上的逐步增多。目前来看，主力吊车一般需要400t的履带吊或500t的轮胎吊才能满足施工要求。一般来说，主力吊车的选型主要取决于塔筒高度及机舱重量。首先我们要先确认吊臂长度，主要考虑在吊装机舱和叶轮时，设备不会碰吊臂，吊机也不需要二次移位或机舱偏航等复杂作业，我们可以采用CAD按比例绘图或计算确认吊臂长度。一般来说吊臂长度由塔筒高度加上20米左右可满足施工要求。吊臂长度确认后，我们再由机舱重量选取主吊型号，因为机舱是风机设备最重的设备，满足机舱吊装则就满足了其它设备的吊装。吊装机舱和叶轮时主吊的跨距一般在18～20米。 
　　4 设备卸车 
　　风电场设备卸车主要是指塔筒、机舱等大件设备的卸车。机舱是风机设备中最重要，也是最重的设备。根据设备的技术参数以及现场机械的实际情况和成本的考虑，可以采用单机卸车或双机卸车。如设备是在吊装前卸车存放在机位上，则可以采用两台65t吊车抬吊或一台130t吊车单机卸车。如设备是在吊装时到达现场，则可用主吊卸车后直接吊装，这样既节约了我们的机械成本，也提高了工程进度。卸车时需采用设备厂家提供的专用吊装工具卸车。作为技术员，设备卸车时需要仔细检查设备是否存在缺陷，运输过程中是否存在碰撞损坏，做好记录以备以后进行处理。 
　　5 风机设备吊装 
　　风机设备吊装主要指3节塔筒、机舱、叶轮5件设备的吊装，其中最重要的环节是吊装机舱和叶轮（轮毂和叶片的组合体）。机舱是最重的风机设备，则起重机受力也最大；叶片的受风面积最大，因此对风速要求严格，一般要求风速不大于8m/s。为了考虑叶片吊装的方便和容易操作，机舱吊装时吊机的位置既要考虑满足机舱的要求也要满足叶轮的吊装要求。我们一般要求机舱就位时机舱的法兰口正对着主力吊机的吊臂，这样吊装叶轮在叶轮就位时就位就比较容易，不需要移动吊机来调整位置或进行偏航来调整机舱的位置。如果侧面吊装机舱则还需要移动吊车的位置或进行偏航才能满足叶轮的吊装。 
　　叶轮吊装时，要随时注意风速的变化，上面2个叶片需绑扎好溜绳，如增加安全系数或在风速比较大的情况下吊装时则中间叶片也需绑扎好溜绳，这样会大大增加稳定性，减少叶轮来回摆动。每条溜绳需要5～6人，配合指挥人员进行松紧调整。叶轮与机舱对接时，最好用1～2根定位销进行定位，也可以用轮毂与机舱连接螺栓旋出定位，这样叶轮就位就比较容易，然后主吊再慢慢松钩，使叶轮与机舱对接就位。 
　　塔筒吊装时，主要是抬吊塔筒翻身控制，辅助吊车抬吊时要密切配合主吊。塔筒起吊前，需检查塔筒内所有电缆及其它设备，进行必要的加固措施，确保在吊装过程中电缆不被损坏或空中掉物。塔筒对接时，塔筒内人员应用手掌推动控制塔筒就位，而不是用手抓，避免受到伤害，并用对讲机指挥主吊动作使塔筒就位。塔筒就位后连接螺栓力矩要达到技术要求主吊才能松钩，进行下一步吊装工作,屋顶风机。 一般的而言，要求将顶节塔筒和机舱在同一天安装完成。 
　　6 风机吊装完成移交风机厂家调试 
　　风机吊装完成后，将连接螺栓按风机厂家要求进行，接着进行风机内部电气接线及完善风机内部其他设备安装，消除缺陷，移交风机厂家调试。 
　　7 风电项目技术管理 
　　风机安装前期，技术人员需要负责开工前《施工组织设计》编写，对施工前期各种资料进行报审，比如各种预案的编写、安全和质量保证体系、施工计划等等，报到监理方进行审查。作为技术员，在施工前需对全体施工人员进行施工组织设计总体篇的交底。及时跟踪解决施工过程中存在各种技术难题，同时负责工程项目技术工作的对外联系和接口，安装全过程的质量检查和验证工作，具体实施本项目三级验收。在工程竣工后组织验收，并编制、审查工程竣工资料，验收完成后将竣工资料整理归档并移交给业主。定期对项目使用的工机具、吊具进行检查、试验并做好相关记录。在施工过程中，组织相关人员积累技术资料，在工程竣工后编写施工技术总结。