城市軌道交通車站節(jié)能技術(shù)探討

時間:2022-01-28 03:29:48

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城市軌道交通車站節(jié)能技術(shù)探討

1概述

軌道交通車站機電系統(tǒng)是重要的用能大戶,如何提高機電系統(tǒng)運行效率、大幅降低機電系統(tǒng)運行能耗,是軌道交通節(jié)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(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀

節(jié)能的基礎(chǔ)是定量化、精細化的能源管理。目前,地鐵機電系統(tǒng)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(shè)備電耗的分項計量和追蹤。同時,受社會經(jīng)濟發(fā)展、法規(guī)政策約束等客觀因素影響,軌道交通節(jié)能滯后于工業(yè)和建筑節(jié)能。目前已出臺了一系列建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),形成了較為完善的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系。但軌道交通由于建筑結(jié)構(gòu)、能源消費、耗能設(shè)備、運營組織等行業(yè)特殊性,在諸多環(huán)節(jié),并不能直接套用建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。軌道交通現(xiàn)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(biāo)體系及評價方法,但并未給出具體指標(biāo)。同時在內(nèi)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(jié)能減碳工作的實際需要。

3城市軌道交通節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢

(一)缺乏綜合性的節(jié)能技術(shù)方案軌道交通系統(tǒng)龐大、復(fù)雜,國內(nèi)外提出了針對不同子系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)和方案,積累了豐富的理論研究成果。各城市軌道交通建設(shè)和運營在節(jié)能方面采取了不同的技術(shù)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(yù)備車斷電、每晚20:30后列車執(zhí)行人工駕駛、地面和高架線路10:00-15:00關(guān)閉列車客室照明、管理用房和設(shè)備機房人走燈滅”等33項管理節(jié)能措施;開展了10個合同能源管理節(jié)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(fēng)空調(diào)節(jié)能改造,開展一座車輛段燃氣供暖系統(tǒng)節(jié)能改造試點,管理節(jié)能、技術(shù)節(jié)能多措并舉。但由于能耗計量手段落后、能耗數(shù)據(jù)缺乏系統(tǒng)性、完整性和有效性,難以對各節(jié)能方案的節(jié)能效果進行有效驗證,缺乏對這些節(jié)能技術(shù)的總結(jié)及對比。(二)既有車站節(jié)能策略與技術(shù)現(xiàn)狀軌道交通車站機電系統(tǒng)包括軌道牽引、通風(fēng)空調(diào)、照明、電梯等多個子系統(tǒng),但主要的節(jié)能技術(shù)大多體現(xiàn)在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)與照明系統(tǒng)。(1)車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究現(xiàn)狀與趨勢。城市軌道交通系統(tǒng)中,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是重要的用電大戶,其運行能耗約占車站總能耗的40%。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能重點在于結(jié)合地鐵車站熱環(huán)境的特點對設(shè)備進行精細化的控制和運行。在此方面,清華大學(xué)進行了長期的研究,朱穎心、江億等提出了水力網(wǎng)絡(luò)流動不穩(wěn)定過程的算法,以及分析長期不穩(wěn)定傳熱的特征值法,在此基礎(chǔ)上開發(fā)了地鐵熱環(huán)境模擬分析軟件STESS。對于活塞風(fēng)對站臺的影響,李先庭用CFD方法(計算流體力學(xué))進行了數(shù)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(chǔ)上,江泳等學(xué)者研究了車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行策略。上述研究為通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能奠定了良好的基礎(chǔ)。然而,隨著地鐵建設(shè)的飛速發(fā)展,出現(xiàn)了新的站臺形式(全屏蔽、半屏蔽),空調(diào)需求發(fā)生了改變,監(jiān)控系統(tǒng)智能化程度大幅提升,既有研究成果已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行的需求,需要在此基礎(chǔ)上提出新的能夠適應(yīng)車站現(xiàn)狀的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行策略。(2)車站照明系統(tǒng)節(jié)能研究現(xiàn)狀與趨勢。隨著照明技術(shù)的發(fā)展,車站照明系統(tǒng)可以實現(xiàn)良好的節(jié)能收益。但是,目前照明系統(tǒng)的節(jié)能改造方案相對簡單,多局限在更換燈具方面,存在光環(huán)境改變、燈具照度隨時間下降等問題,因此,對車站照明節(jié)能應(yīng)進行更深入的研究。照明節(jié)能的基礎(chǔ)是車站光環(huán)境動態(tài)需求研究。現(xiàn)有規(guī)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(qū)對照度等因素的要求是動態(tài)變化的,例如,機房在有人員在場時應(yīng)提供足夠的照度以滿足人員檢查設(shè)備的需求,但在沒有人員在場時僅需滿足安全監(jiān)視的需求。目前的研究對各功能區(qū)光環(huán)境的動態(tài)需求研究不足。

4城市軌道交通節(jié)能的意義

在社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天,能源在城市建設(shè)的過程中扮演著不可或缺的角色,城市軌道交通的發(fā)展更離不開能源。加強對設(shè)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(yè)的持續(xù)發(fā)展具有促進左右。

參考文獻:

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

[2]吳壽良.LED照明燈在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用[J].智能建筑電氣技術(shù),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(jié)能工程技術(shù)有限公司