高效轴风流机智能控制系统

需求的背景和应用场景

近年来，随着我国基础设施建设的快速发展，特别是高速铁路、公路及城市轨道交通网络的不断扩展，长大隧道工程日益增多。在隧道施工过程中，通风系统作为关键环节，直接关系到施工安全与效率。高效轴风流机作为隧道通风的核心设备，其性能优劣直接影响着隧道内的空气质量、作业环境及施工进度。然而，当前市场上的轴流风机普遍面临效率低下、能耗高及智能控制不足的问题，难以满足长大隧道复杂多变的通风需求。特别是在高原、山地等特殊环境下，对风机的气动设计要求更为严苛，加之隧道施工中对于智能控制、节能环保的迫切需求，使得高效轴风流机智能控制系统的研发成为亟待解决的技术难题。此外，隧道通风系统中多巷道通风风量的合理分配、污风排放与环境因素的动态适应等问题，也是行业内存在的待深入研究课题。因此，本技术需求旨在通过高校与企业的联合研发，突破高效高风速大流量轴流风机的设计瓶颈，并开发智能控制系统，以实现轴流风机的智能化、高效化运行，促进隧道施工通风技术的革新与发展。

要解决的关键技术问题

1. 高效高风速大流量轴流风机设计：针对长大隧道通风的特殊要求，需设计一种新型轴流风机，既能满足高流量输送，又能在高压环境下保持高效稳定运行。这要求对风机的叶型、蜗壳结构等进行精细设计，采用先进的流体力学模拟技术进行优化，确保风机在高风速下仍能保持高效率和低噪音。
2. 智能行进控制系统研发：开发一套具备智能导航与自动避障功能的控制系统，使轴流风机能够根据隧道内的实际情况（如风向、风速、气压等）自动调节工作状态，并能与吹雪核心风机、风口结构实现联动控制，提高通风效率与灵活性。系统需集成先进的传感器技术、物联网通信技术及智能算法，实现对风机运行的精准控制。
3. 多巷道通风风量分配与环境适应性研究：通过理论分析与数值模拟，建立多巷道通风风量需求的预测模型，研究不同环境下（如不同气压、温度）污风排放的规律，为智能控制系统提供科学依据，确保通风系统在不同工况下都能达到最优配置。

效果要求

• 技术突破：本项目预期在高效轴流风机设计与智能控制领域取得显著技术突破，形成具有自主知识产权的核心技术，提升我国隧道通风设备的国际竞争力。
• 节能减排：通过优化设计，使轴流风机在保持高流量的同时，显著降低能耗，符合国家节能减排政策，助力绿色建筑与可持续发展。
• 智能化水平提升：智能行进控制系统的引入，将使轴流风机具备自主导航、自动避障、环境感知与自适应调节能力，大幅提高施工通风的智能化水平。
• 行业影响力：通过与石家庄铁道学院等具有专业科研实力的高校合作，共同开展课题研究，不仅能够推动隧道通风技术的理论创新，还能促进科研成果向实际工程项目的快速转化，提升我国隧道建设领域的技术水平和国际影响力。
• 综合效益：项目实施后，预计将显著提高隧道施工的安全性、效率与环保性，降低运营成本，为施工企业带来直接经济效益，同时为行业制定新的技术标准，引领隧道通风技术的未来发展。