下面文章首先探究了北京城軌交通車站能源、資源使用現狀,提出構建城軌交通綠色車站內涵架構體系建議,制定了能源、資源消耗影響因素及節約策略;從而有針對性的對部分能源、資源利用技術進行了示范應用,文章中還提出開發了通風空調能源管理與在線診斷系統,進行了中央空調循環冷卻水水質控制研究。
【關鍵詞】綠色站點,監測診斷,節能節水
1研究內容和方法
本文首先構建了軌道交通綠色站點內涵體系;其次對綠色站點的現狀進行了研究與分析;再次探討了軌道交通站點重點的能源、資源節約技術;最后以北京地鐵8號線為主,在全路網多個站點,對包括通風空調能源管理與在線診斷技術、中央空調全自動清洗技術在內的多項技術進行了示范應用。
2主要研究成果
2.1軌道交通綠色站點理念及內容
軌道交通綠色站點就是在規劃、設計、施工、運營等階段要考慮綠色技術,在環境保護、節能降耗、生態平衡、人文景觀、安全舒適等問題上達到人與自然和諧、具有良好的可持續發展的軌道交通站點。軌道交通綠色站點以節能降耗、環境保護為價值尺度,運用各種技術手段,在確保安全、快捷、高效的條件下,減小能源消耗以及對環境的負面影響,同時有良好的經濟效果和可持續發展能力。主要考慮在城市軌道交通全壽命周期內,最大限度地節約資源,實現高效、安全地運載乘客的同時,減少對環境的污染,為乘客提供舒適、健康、便捷的乘車體驗。
軌道交通綠色站點內涵體系包括:能源資源節約策略與措施,環境治理策略與措施。能源資源節約策略與措施從節地、節電、節水方面,通過采取相關技術及設備措施,實現節能;環境治理策略與措施從空氣質量檢測、通風模式優化等方面,通過采取相關技術及設備措施,使站點環境友好,提升舒適度。
2.2軌道交通站點照明系統能耗
根據《城市軌道交通照明》(GBT16275-2008)要求,當被測房間或場所實測照度值滿足照度標準時,其照明功率密度實測值(LPDc)站臺和出入口不應大于9.0、站廳不應大于10.0。而目前車站的照明模式多分為全開和節能兩種模式,以森林公園南門站為例,實測的功率密度。
針對照明系統的能耗,本項目重點比較了LED燈(15號線)與熒光燈(5號線)2015~2016年的能耗情況,從中發現:在滿足設計照度的情況下,合理分配照明適度,切換照明模式可有效的降低功率密度,同時節約能源;經過照明節能改造、燈具以LED節能燈為主的車站,其照明系統的折算功率密度比沒有經過節能改造、燈具以傳統日光燈為主的車站的照明系統折算功率密度要低很多,即經過LED節能燈具改造的車站照明系統能源利用效率更高。
此外本研究還對8號線各站照明系統模式表按照運營節能要求進行了修改,主要為BAS系統PLC程序修改和ISCS工作站模式對照表的修改,修改完成后運營人員可隨意對全站照明回路各個照明模塊的開啟/關閉情況進行組合,從而達到節能的目的。
2.3軌道交通站點電扶梯系統能耗
本研究在車站內電扶梯系統全年耗能趨勢分析的基礎上,以每天的運營時間為一個計量周期,對早高峰、平峰以及晚高峰三個時間段內不同驅動和提升高度的上、下行扶梯分別進行對比分析,發現電扶梯的能耗與實際客運量有直接的正比關系,而與運行方向(上、下行)關系不大。
2.4通風空調系統能耗
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。在地鐵車站熱環境的研究方面,已有相關研究對其進行了論述:朱培根、朱穎心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[1]。
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[2],李曉鋒則用示蹤氣體實驗方法進行實際測試[3-4],江泳等學者研究了車站通風空調系統的運行策略[5]。上述研究為通風空調系統節能奠定了良好基礎。然而,隨著地鐵建設飛速發展,出現了新的站臺形式(全屏蔽、半屏蔽),空調需求發生了改變,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,在車站冷負荷構成、空調系統動態模擬、高魯棒性控制策略等方向上亟待研究,并需要在此基礎上提出能夠適應車站現狀的通風空調系統節能運行策略。
本研究采集了2015和2016年北京地鐵1號線、2號線和10號線通風空調系統平均單位面積年耗電量,發現采用空調制式比機械通風制式的要節能。為了實現對車站通風空調系統的精細化能源管理,項目組開發了通風空調能源管理與在線診斷系統,在森林公園南門站搭建了能源管理與在線診斷系統的自控體系的硬件架構,充分利用了該站通風空調節能控制系統的硬件設備,并對其進行了系統升級改造,同時完善了傳感器采集范圍。從而可以采集到更加全面的數據,便于系統進行在線診斷,保證數據傳輸有效、準確,控制更加精細化。現場運維人員對影響能耗的問題進行了針對性的處理,之后系統的能效水平得到了明顯提升。
2.5空調系統節水研究
本研究首先收集了2016年北京地鐵除4號線和14號線以外其它線路的水資源消耗數據,發現統計范圍內約80%的車站用水量高于175L/(萬人次·d),約20%的車站超過了419L/(萬人次·d),平均車站每萬人次每日用水量252.50L/(萬人次·d)。約80%的車站用水量高于11.3m3/(站·d),約20%的車站超過了29.5m3/(站·d),平均車站每日用水量21.11m3/(站·d)。
車站的水資源消耗多集中在夏天空調季,其中的主要原因是通風空調系統用水所致,而衛生間用水在各個季節變化不是很明顯。由于每座地下車站均設置了中央空調系統,中央空調系統采取的是循環冷卻水降溫方式,中央空調水系統在運行時需要做水質處理、定時排污、監測水樣等工作,循環水系統水質管理的好壞對制冷設備的工作狀態、效率影響較大,與空調系統能耗、水耗相關性極大,為提高水質處理管理的水平,尋求適用于地鐵現狀的水質處理方式,本研究以北京地鐵三條線路的10座車站為點。
于2017年空調季對八種水處理技術(旁流過濾+在線吸垢析、旁流過濾+HT交變電場、旁流過濾+BTS自動膠球清洗機、旁流過濾+電解全效綜合處理、旁流過濾+電化學析垢裝置、旁流過濾+電子除垢系統、旁流電解析垢器、熒蹤迅彩智控水處理裝置)集中進行了試驗。我們對處理前后水質水樣的電導率數據、氯離子含量、總硬度、總堿度和總磷等做了對比分析。結合采集的10座車站處理前后冷凝器同部位銅管內壁照片,發現:適用于軌道交通地下車站空調循環水系統處理的方案應是一套組合方案:旁流過濾+電解法水處理+膠球清洗裝置組合應用較為理想;傳統的旁流過濾+加藥控制方案應為最穩定的方案,該方案應增加膠球清洗裝置,同時應采用指示劑標定控制水系統藥劑濃度,以獲得最優的水質處理、腐蝕控制、菌澡控制效果。
2.6車站室內空氣質量測試
本研究根據北京地鐵的站點特征、站點類型、線路的服役時長等因素,綜合了季節、氣候和天氣狀況等條件,選取了換乘站鼓樓大街和南鑼鼓巷、普通站森林公園南門、半地上換乘站霍營等四座車站,測量了PM10、PM2.5、NO2等污染物含量,分析了車站室內空氣質量與車站室外天氣狀況、屏蔽門的有無和客流量大小之間的關系。通過車站室內空氣質量的監測,發現:軌道站點內部空氣質量以輕度污染及以上為主;軌道站點內部空氣質量受到外部空氣質量、屏蔽門高度、客流、通風模式等影響;軌道站點內部自生污染以PM10為主,內循環有利于將外界的污染物隔離在外,但是不利于自生的污染物的擴散;全封閉式屏蔽門有利于將軌道站點自生的污染控制在內;顆粒物濃度與客流量呈良好的正相關性。
3結論
本研究通過文獻資料和現場咨詢調研,梳理了軌道交通行業節能技術應用、能源和資源管理現狀,在總結政策、規章制度及相關標準的基礎上,形成了軌道交通綠色站點內涵體系。分析了軌道交通站點現有節能技術節能效果,評估了既有設備及運行策略能效水平,研究了節能新技術、節能信息化管理措施,形成了軌道交通站點節能技術改善策略方案,開展了關鍵節能技術試點應用及效果研究,并進行了軌道交通站點內環境空氣質量水平分析。特別是在機電設備方面,本研究以北京地鐵機電系統為研究對象,重點研究地鐵車站的節能解決方案,包括通風空調系統、照明系統等,研究如何通過節能改造和自控優化實現地鐵車站的節能減排。
本研究既包含對既有節能技術的調研、對比、分析和綜合,也包括新技術的研發和試用,在保證車站功能需求的前提下,大幅降低車站運行能耗,對實現城市軌道交通系統的節能減排具有重要作用。
參考文獻
[1]朱培根,朱穎心,李曉峰,等.地鐵通風與熱模擬方案及其分析[J].流體機械,2004,32(11):39-42,49
[2]李先庭,李曉鋒,彥啟森,等.一種求解濕空氣溫度和相對濕度的CFD算法[J].暖通空調,2000,30(2):66-68
[3]李曉鋒,朱穎心.示蹤氣體測量技術基本問題分析(一)-原理、辦法與測量設備[C]//全國暖通空調制冷1998年學術年會學術文集,1998:69-73
[4]李曉鋒,朱穎心.示蹤氣體測量技術基本問題分析(二)-擴散作用與示蹤氣體性質[C]//全國暖通空調制冷1998年學術年會學術文集,1998:74-77
[5]江泳,朱穎心.地鐵變風量空調節能潛力分析[J].地鐵與輕軌,2002,(2):31-33
交通工程師評職知識:城市軌道交通輕軌方面論文哪些期刊好錄用
目前交通擁堵成為了我國現階段面臨的重大問題,給人們的出行帶來很大的不便,城市軌道交通逐漸受到人們重視,也是交通方向的工程師評職稱常用的論文選題,比如:地鐵,輕軌,快軌,有軌電車等都是城市公共交通的熱點,然而這方面的論文投稿到哪些期刊好錄用呢?下面小編查閱資料給大家推薦幾本城市軌道交通方向好投稿的期刊。
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