城市軌道交通車站節能技術探討

時間:2022-01-28 03:29:48

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城市軌道交通車站節能技術探討

1概述

軌道交通車站機電系統是重要的用能大戶,如何提高機電系統運行效率、大幅降低機電系統運行能耗,是軌道交通節能減排工作的重中之重。

2城市軌道交通能源管理與能耗標準研究現狀

節能的基礎是定量化、精細化的能源管理。目前,地鐵機電系統的能源管理普遍較為粗放,通常一個車站只有少量電表,不能做到對各個設備電耗的分項計量和追蹤。同時,受社會經濟發展、法規政策約束等客觀因素影響,軌道交通節能滯后于工業和建筑節能。目前已出臺了一系列建筑節能標準,形成了較為完善的節能標準體系。但軌道交通由于建筑結構、能源消費、耗能設備、運營組織等行業特殊性,在諸多環節,并不能直接套用建筑節能標準。軌道交通現行的《城市軌道交通能源消耗評價方法》對能耗計量提出了具體要求,建立了完善的評價指標體系及評價方法,但并未給出具體指標。同時在內容范圍、深度上有明顯的局限性,不能滿足今后軌道交通深化節能減碳工作的實際需要。

3城市軌道交通節能技術現狀與趨勢

(一)缺乏綜合性的節能技術方案軌道交通系統龐大、復雜,國內外提出了針對不同子系統的節能技術和方案,積累了豐富的理論研究成果。各城市軌道交通建設和運營在節能方面采取了不同的技術措施和管理措施和改造,以北京地鐵公司為例,十二五期間實施了“預備車斷電、每晚20:30后列車執行人工駕駛、地面和高架線路10:00-15:00關閉列車客室照明、管理用房和設備機房人走燈滅”等33項管理節能措施;開展了10個合同能源管理節能改造項目,共計推廣10萬支LED綠色照明,完成18座車站通風空調節能改造,開展一座車輛段燃氣供暖系統節能改造試點,管理節能、技術節能多措并舉。但由于能耗計量手段落后、能耗數據缺乏系統性、完整性和有效性,難以對各節能方案的節能效果進行有效驗證,缺乏對這些節能技術的總結及對比。(二)既有車站節能策略與技術現狀軌道交通車站機電系統包括軌道牽引、通風空調、照明、電梯等多個子系統,但主要的節能技術大多體現在通風空調系統與照明系統。(1)車站通風空調系統節能研究現狀與趨勢。城市軌道交通系統中,通風空調系統是重要的用電大戶,其運行能耗約占車站總能耗的40%。通風空調系統的節能重點在于結合地鐵車站熱環境的特點對設備進行精細化的控制和運行。在此方面,清華大學進行了長期的研究,朱穎心、江億等提出了水力網絡流動不穩定過程的算法,以及分析長期不穩定傳熱的特征值法,在此基礎上開發了地鐵熱環境模擬分析軟件STESS。對于活塞風對站臺的影響,李先庭用CFD方法(計算流體力學)進行了數值模擬,李曉鋒則用示蹤氣體實驗方法進行實際測試。在這些研究的基礎上,江泳等學者研究了車站通風空調系統的運行策略。上述研究為通風空調系統節能奠定了良好的基礎。然而,隨著地鐵建設的飛速發展,出現了新的站臺形式(全屏蔽、半屏蔽),空調需求發生了改變,監控系統智能化程度大幅提升,既有研究成果已經不能適應當前通風空調系統節能運行的需求,需要在此基礎上提出新的能夠適應車站現狀的通風空調系統節能運行策略。(2)車站照明系統節能研究現狀與趨勢。隨著照明技術的發展,車站照明系統可以實現良好的節能收益。但是,目前照明系統的節能改造方案相對簡單,多局限在更換燈具方面,存在光環境改變、燈具照度隨時間下降等問題,因此,對車站照明節能應進行更深入的研究。照明節能的基礎是車站光環境動態需求研究。現有規范給出了車站照明的基本要求,但是在實際運行過程中,車站各功能區對照度等因素的要求是動態變化的,例如,機房在有人員在場時應提供足夠的照度以滿足人員檢查設備的需求,但在沒有人員在場時僅需滿足安全監視的需求。目前的研究對各功能區光環境的動態需求研究不足。

4城市軌道交通節能的意義

在社會經濟飛速發展的今天,能源在城市建設的過程中扮演著不可或缺的角色,城市軌道交通的發展更離不開能源。加強對設備全周期能源的合理利用,盡可能地控制和減少對能源的浪費,對保障城市軌道交通行業的持續發展具有促進左右。

參考文獻:

[1]楊穎.城市軌道交通低碳技術應用研究[J].2010,(6):1-15.

[2]吳壽良.LED照明燈在現代建筑中的應用[J].智能建筑電氣技術,2014,8(5):23-25.

作者:張健楠 李倬 蔣哲人 葛琦 單位:1.北京市地鐵運營有限公司 2.同方節能工程技術有限公司