鋒速達通風降溫系統
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生產負壓風機廣州地鐵2 號線風機控制的改進方案風管工程設計的一
摘 要 結合廣州地鐵2 號線通風空調工程中風機的控柜內轉換開關SA 確定的。當1SA 打到“ 就地”
控制設計,提出了在滿足有關規范要求和通風空調工藝要求的前提下,簡化風機控制的方案。即:由原來的三級控制改為兩級控制;風機的自動控制實現模式控制,主要用于地鐵運營;風機的就地控制只實現單臺設備的控制,取消了與風閥等設備的聯鎖控制。該方案有利于降低工程投資,提高工程的可靠性。
關鍵詞 地鐵,通風空調工程,風機控制
地鐵通風空調工程中有許多風機,按功能分為隧道風機、軌道通風機、送風機、排煙風機、回/ 通風機、組合式空調器等。
根據通風空調工藝要求,大部分風機、風閥之間存在聯鎖要求。風機、風閥的聯鎖是一一對應的,即一臺風機對應一臺聯動風閥。在啟動風機時,先啟動與之聯動的風閥; 相反,在風機停止運行后,才能關閉聯動風閥。
風機的啟動主要采用軟啟動和直接啟動。軟啟動主要用于容量較大的風機。大容量的風機啟動電流大、啟動時間長, 直接啟動將引起電網低壓(低壓母線) 的下降,影響接在電網上的其他設備和工程的正常工作。小容量的風機均采用直接啟動。
1 通風空調工程中風機的控制
廣州地鐵2 號線對通風空調設備的風機、風閥采用集中配電和控制,在地鐵車站通風空調設備集中的地方設環控電控室。通常一個地鐵車站設兩個或兩個以上的環控電控室。風機的控制采用車站控制室控制( 簡稱車控) 、環控電控室控制( 簡稱環控) 及風機附近的就地控制, 典型的風機控制原理圖如圖1 所示。
從圖1 可以看出,風機的三級控制是由設置在風機就地控制箱內轉換開關1SA 和設置在環控電位置,操作就地控制箱面板上的啟停按鈕, 可實現風機的啟停控制; 當1SA 打到“ 環控車控”位置, 同時SA 打到“ 環控”位置,在環控電控室低壓開關柜屏前操作風機的啟停按鈕,可以實現風機的環控電控室控制; 當1SA 打到“ 環控車控”位置, 同時SA 打到“車控”位置,可以實現車站控制室控制。車站控制室控制是由機電設備監控工程(EMCS) 自動完成的。每一級控制都能在車站控制室、環控電控室、就地控制箱顯示風機的運行狀態, 如開機、停機、故障、控制方式等狀態。
根據通風空調工藝要求,對于有聯鎖要求的風機,應把聯動風閥中繼常開觸點串接在風機控制回路中,實現先開風閥后開風機的目的; 同時把風機一次回路中的接觸器輔助常閉觸點串接在風閥的控制回路中, 實現先停風機再關閉風閥的工藝要求。
2 控制特點及存在問題
目前采用的集中配電和控制便于管理,滿足有關規范要求,實現了風機就地控制和遠方控制( 車控和環控),并且遠方控制可以通過操作轉換開關1SA 解除。另外,當EMCS 工程發生故障甚至癱瘓時,工程還能在比較集中的環控電控室完成通風空調工程的手動操作。
但是,這種控制方式存在的問題是: 控制級數多,為三級控制,分別在三個地方實現;三級控制中就地控制優先,而環控與車控兩級控制優先權不分先后; 二次接線選用了較多元器件,接線也較多; 就地控制箱、低壓開關柜、EMCS 的監控柜之間通過控制電纜連接, 對于有聯鎖關系的風機, 風機與風閥之間還有一根控制電纜, 所以使用的電纜根數多、長度大; 從環控電控室出去的電纜包括電力電纜和大量的控制電纜,造成敷設困難;此外,低壓開關柜內的接線也非常復雜。風機控制原理復雜、使用的元器件多、電纜量大,勢必使整個工程的抗干擾能力下降、可靠性降低、設備維護檢修困難、工程投資增大。
3 改進風機控制設想
從上面分析得知,廣州地鐵2 號線對風機等設備的控制存在許多問題,解決這些問題主要從以下幾個方面考慮:
1) 降低控制級數
在滿足有關規范的前提下,首先應降低控制級數。地鐵中,由于設備多且分散設置,風機等設備的自動控制是必須的,所以風機必須設遠方控制。遠方控制由EMCS 實現。規范明文規定,除了遠方控制還需設就地控制。就地控制主要用于設備的調試與維修,一般設在設備附近。目
1．風管應盡可能按直線布置。
這一條要求對任何風管工程的布置都是最重要的準則。直線布置的風管工程，在運行能耗和初投資兩方面都是最低的。從節能的觀點分析，空氣總是“希望”走直線，這將減少能耗。從費用的觀點分析，直管段的費用比各種彎頭等管件要少很多。所以，當布置一個風管工程的平面走向時，應力圖將拐彎的數員減至最少。
2．采用標準長度的直線管段，將各種變徑管和接頭的數量減至最少。直的、標準長度的風管造價相對便宜，因為它們的加工費低，標準長度的直風管，可按標準寬度的鋼板卷材在白動生產線上制作。而任何—…段非標準長度的矩形風管，從技術上說，都可當作配件，因為它們不可能用標準卷材做成。螺旋圓形風管實際上可做成任意長度。橢圓形風管的標準長度則完全取決于金屬加工廠的加工標準。有的設計者總是認為，在一個風管工程平面設計中，頻繁地減小風管斷面尺寸，似乎就可以減少一次投資。其實不然。就像圖5—l表示的那樣，采用四個變徑管，使每個直管段的長度減小，就不如將標準直管段的長度增加，而將變桿管減少為一個，后者的初投資和運行能耗費用反而都可以降低。
3．只要安裝空間范圍允許，就建議采用螺旋圓風管。
圓形風管允許采用較高的風速。據美國采暖、制冷與空調工程師協會推薦，一個中型變風量空調工程，其風速可達20m/s，而一個大型變風量寧調工程，其風速則可高達30m/S。對矩形風管的允許風速則一般都較低，風速過高容易引起扁平風管壁的共振而產生噪聲，特別是會產生低頻噪聲并傳至室內。
采用圓形風管和較高的送風速度，將可顯著地節省投資。首先，與類似的矩形風管工程相比，圓形風管工程將可節省15%一30%的薄鋼板。例如，同樣輸送17000m3/h的空氣，根據控制噪聲的要求，圓形風管的風速可取19m/s，矩形風管則取10m/s，它們的鋼板消耗量比較可見表5—1。從表中可知，采用圓形風管，可節約37％的薄鋼板。
其次，圓形風管的安裝費用低于矩形風管。這是因為，圓形風管本身結構的剛性好，預制管段可以較長，現場安裝的工作量相對較少。圓形風管的制作、連接都較矩形風管嚴密，漏風率大約為1%，而矩形風管的漏風率有時高達l0%，甚至更高，為防止空氣滲漏，需要花去大量人力對每一矩形風管進行檢漏和密封。
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