提升汽车隧道通风设备系统

一个整合项目需要升级隧道中的旧设备,每天有成千上万的车辆通过隧道,而不会造成潜在的安全问题。

通过尼克·海因和肖恩·克雷格 2022年12月3日
霍夫曼工程公司提供

学习目标

  • 科罗拉多州两条隧道的通风大楼需要对其控制系统进行大规模升级,自20世纪70年代以来,该系统就没有进行过任何重大升级。
  • 需要升级的设备包括变频驱动器(vfd)、人机界面(hmi)和电机控制中心(mcs)。
  • 新设备安装完毕后,旧设备就退出了使用。

科罗拉多州运输部(CDOT)最引人注目的资产之一是艾森豪威尔-约翰逊纪念隧道。每年都有数百万人从山上滑雪胜地或全国各地前往或离开。在每天有多达5万辆汽车通过的情况下,车辆及其驾驶员的可靠性成为一个核心问题,尤其是在发生事故的情况下。

艾森豪威尔隧道(东至西)和约翰逊隧道(西至东)需要不断安装通风系统,以便在180秒内将烟雾从隧道中排出。通过通风系统清除烟雾,应急车辆可以进入隧道,将受影响的车辆推出,为许多希望继续旅程的人带来安全。

项目背景

这些隧道建于20世纪70年代初,多年来进行了一些修改,但基本上使用了最初建造的许多组件。通过控制中心,CDOT监测隧道中的一氧化碳水平,并让空气进出,以防止环境中毒。如果隧道发生火灾,风扇也是一种抑制火灾的手段。CDOT需要能够从他们的控制站控制和监控风扇,以使隧道更安全。

工程团队的任务是在每个通风建筑电气室和控制室中集成替代电机控制中心(mcs)、新的变频驱动器(vfd)、可编程逻辑控制器(plc)和人机界面(HMIs)。隧道里有16个风扇,既能推动空气流通,又能排出空气。如图所示,排风扇从屋顶排出去。

从总承包商到电气工程师和供应商,这项庞大的工作花费了数百个小时,克服了一些具有挑战性的初始问题。

艾森豪威尔隧道(东至西)和约翰逊隧道(西至东)需要不断安装通风系统,以便在180秒内将烟雾从隧道中排出。霍夫曼工程公司提供

艾森豪威尔隧道(东至西)和约翰逊隧道(西至东)需要不断安装通风系统,以便在180秒内将烟雾从隧道中排出。霍夫曼工程公司提供

价值工程(VE)理念

CDOT和全国其他交通部门一样,赞同价值工程理念的模式,利用工程师的专业知识,找到在降低生命周期成本的同时保持或提高结果的方法。该模型自二战以来就存在,致力于以高效、便捷和具有成本效益的解决方案为目标进行工程设计。因此,工程师们能够根据CDOT的要求应用价值工程的原则。

沟通是关键

所有良好的业务关系都建立在相互信任的基础上,工程团队能够与从CDOT的承包商和领导到电气承包商、供应商和运营商的每个人建立关系,以确保项目成功。最后,与所有项目一样,确保CDOT得到他们需要的、想要的,并可以有效地用于安全高效地运行,是手头的任务。

多学科项目中的沟通依赖于坚实的沟通。从总体规划和设备需求到客户会议的细节,都需要多方的协调。

安全组件

除了监测CO2水平和任何可能通过隧道的事故或过热车辆,工程师们作为一个多方面的团队工作。随着项目的进展,决定采用手动关机模式。这将确保在发生紧急情况时在隧道内工作的员工的安全。这一关键认识来自于与隧道运营商的重要沟通,以及他们基于隧道人员使用最安全模式的制度知识。在使用遗留设备的项目中,当部件出现故障时,工程师会为现场操作人员和技术人员提供指导,以确保情况得到缓解,并有解决问题的解决方案。

科罗拉多州之前曾因雪崩警告和泥石流等天气相关问题而关闭过。霍夫曼工程公司提供

科罗拉多州之前曾因雪崩警告和泥石流等天气相关问题而关闭过。霍夫曼工程公司提供

更新旧设备

该项目需要经验丰富的工程团队提供广泛的设计和编程能力,并对老化的基础设施进行流程改进。由于没有原始的设计文档,并且使用了老式的照明板,我们的团队开始研究监控和数据采集(SCADA)屏幕和流程。工程师们建造了40个本地控制站(16个风门控制站,16个风扇控制站和8个冷却风扇控制站)和4个远程输入/输出(I/O)面板,其中包含RTD模块,用于监控风扇电机绕组和数字输入输出模块。VFD的编程使风扇以增量速度运行,降低CO2并提供更高的效率和节能。

根据该规范提供的设备取代了1970年代末安装的现有电机控制中心生产线。新设备安装在现有设备附近的位置,因此现有设备仍在使用。新设备安装后,工程人员在现有的开关柜上增加了具有监控功能的SCADA屏幕。在使用监控控制器和交换机恢复正常操作后,现有的监控控制器阵容退出了服务。

避免了潜在的关闭

科罗拉多州之前曾因雪崩警告和泥石流等天气相关问题而关闭过。虽然这些关闭与隧道无关,但每个参与者都知道,确保这条重要的道路对穿越全国的旅行者开放是非常危险的。由于通风问题而切断从东到西的一个主要通道的想法是不可接受的。

结果

作为一个有多个阶段的正在进行的项目,随着工程团队开始通过下一系列升级来升级艾森豪威尔隧道,与CDOT的关系才刚刚开始。

机械工程师Nick Hein;肖恩·克雷格,高级电气工程师,都在霍夫曼工程公司。由Chris Vavra编辑,web内容经理,CFE媒体和技术,cvavra@cfemedia.com

更多的答案

关键词:工人安全,隧道安全

在线

参见//www.globalelove.com/system-integration/

考虑一下这个

你工作过吗?在一个项目中,设备必须被移除,同时仍能安全地为客户服务?


作者简介:机械工程师Nick Hein;肖恩·克雷格,高级电气工程师,都在霍夫曼工程公司