中華民國107年3月 Mar. 2018

木柵工務段及坪林行控中心隧道噴流式風機更新簡介

高公局北分局陳忠光/撰稿及圖片提供

  北分局為汰換更新轄區損壞隧道風機,確保用路人行車安全,辦理「105年度木柵工務段及坪林行控中心轄區隧道風機更新」案,該案辦理國道3號汐止隧道以北直徑1600型隧道噴流式風機15台,台2己線大竿林大武崙及仁愛隧道直徑1250型隧道噴流式風機6台,及國道5號彭山隧道直徑1000型隧道噴流式風機1台,歷時1年的工期,於106年12月12日驗收合格,投入通風系統運作。

圖一:基隆隧道南下更新風機
圖一:基隆隧道南下更新風機

  本案較以往隧道風機更新最大不同點,分別是跨轄區、多型式風機更新,及以檢討後新規範招標,提升隧道風機品質及國內風機廠商自製能力,以下是本案與以往規範差異簡介如下:
一、機殼
  風機外殼及法蘭應為熱軋鋼(CARBON STEEL)、AISI 1020或更佳者,其鋼板厚度如表1所示。風機機殼圓形法蘭之孔節徑(Pitch Diameter)、孔數和孔徑以及螺栓和墊片直徑等符合ISO 13351 中相關之規定。風機機殼、法蘭及馬達支架,採熱浸鍍鋅,鍍鋅量600g/m2以上,以確保外殼防鏽蝕。

▼ 表-1 第M37C1標橋梁耐震補強工程內容彙整表
風機直徑(mm) 最小厚度(mm)
400 < d < 1050 4
1050 < 2500 6

二、葉輪
  風機葉輪,中心轂和葉片是由鑄鋁合金製。葉片組外型的空氣力特性可以保證高效率和低噪音。中心轂結構允許在靜止時對葉片的角度進行調整,以達到最佳操作狀況。所有旋轉葉片的鋁合金部件在安裝前都經過X-射線探傷檢驗,保證品質及操作安全性。且全葉片組為確保振動之良好,其動平衡和靜平衡校正,皆要求達到ISO1940/AMCA 204 (G2.5)級別,所做的靜態及動態平衡測試應在G6.3級以上。

三、馬達
  馬達為全密閉3相鼠籠型水平感應式,絕緣等級為H級,保護等級為IP65,耐溫等級達F300(300℃/60min), 以確保馬達在多塵高濕環境能正常運作,並能在火災高溫300℃環境持續運轉1小時。
  馬達軸承的L10使用期限不短於40,000小時,並要求馬達的軸承應為滾珠型或滾子型,應密封,在使用年期內都要潤滑,潤滑的油脂應適合在火災時升高的溫度下運轉。

圖二:風機本體之機殼、葉輪及馬達
圖二:風機本體之機殼、葉輪及馬達

四、管狀消音器
  管狀消音器由外殼、法蘭、鐘型口、打孔襯管(或稱內殼,Perforated Liner)和防護網組成,鐘形口形狀應符合空氣動力學,裝置在兩端。並規範管狀消音器外殼、法蘭和鐘型口應以厚度≧3.2mm以上、與風機機殼相同材質之鋼板製造,外殼、法蘭和鐘型口製作成為一件後,應依照ISO1460和ISO1461施作熱浸鍍鋅。並要求打孔襯管和空氣動力學莢應以EN 10088-2 1.4571(V4A)不鏽鋼製作,打孔襯管不鏽鋼板厚度1mm以上。五金及螺栓等應為熱浸鍍鋅鋼製品。以防止風機葉輪馬達仍可使用,而有管狀消音器鏽蝕嚴重而導致無法修護之虞發生。

圖三:管狀消音器內部實體
圖三:管狀消音器內部實體

五、風機性能測試
  風機性能測試項目包括風機機組之推力(Thrust)、音壓位準(Sound Pressure Level)和振動速率(Vibration Velocity)、高溫運轉耐受力(High Temperature Operating Capability),以及葉輪輸入功率,風機機組之推力、振動速率和葉輪輸入功率應依照ISO 13350測試,音壓位準應依照AMCA300、BS 848-2 Free Field Method或其他工業先進國家之認證機構所測試,風機機組之高溫運轉耐受力應依照EN 12101 Part 3測試。

圖四:高溫耐受力測試
圖四:高溫耐受力測試

  北分局同仁多年維護經驗透過自主檢討,將經驗納入隧道風機規範中要求,提升隧道風機適應臺灣環境之特性,透過各項材質要求為熱浸鍍鋅鋼或不鏽鋼製品,預防因鏽蝕導致故障損壞,加上工程司自辦監辦施工品質作業,要求風機品質以延長風機使用壽命,透過試驗之測試確認風機能在隧道火災緊急事件發生時,即使是300℃高溫環境,仍能持續運轉1小時以上,以維持隧道內通風依需求運作,確保用路人行車安全之所需。