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生产负压风机广州地铁2 号线风机控制的改进方案风管工程设计的一
摘 要 结合广州地铁2 号线通风空调工程中风机的控柜内转换开关SA 确定的。当1SA 打到“ 就地”
控制设计,提出了在满足有关规范要求和通风空调工艺要求的前提下,简化风机控制的方案。即:由原来的三级控制改为两级控制;风机的自动控制实现模式控制,主要用于地铁运营;风机的就地控制只实现单台设备的控制,取消了与风阀等设备的联锁控制。该方案有利于降低工程投资,提高工程的可靠性。
关键词 地铁,通风空调工程,风机控制
地铁通风空调工程中有许多风机,按功能分为隧道风机、轨道通风机、送风机、排烟风机、回/ 通风机、组合式空调器等。
根据通风空调工艺要求,大部分风机、风阀之间存在联锁要求。风机、风阀的联锁是一一对应的,即一台风机对应一台联动风阀。在启动风机时,先启动与之联动的风阀; 相反,在风机停止运行后,才能关闭联动风阀。
风机的启动主要采用软启动和直接启动。软启动主要用于容量较大的风机。大容量的风机启动电流大、启动时间长, 直接启动将引起电网低压(低压母线) 的下降,影响接在电网上的其他设备和工程的正常工作。小容量的风机均采用直接启动。
1 通风空调工程中风机的控制
广州地铁2 号线对通风空调设备的风机、风阀采用集中配电和控制,在地铁车站通风空调设备集中的地方设环控电控室。通常一个地铁车站设两个或两个以上的环控电控室。风机的控制采用车站控制室控制( 简称车控) 、环控电控室控制( 简称环控) 及风机附近的就地控制, 典型的风机控制原理图如图1 所示。
从图1 可以看出,风机的三级控制是由设置在风机就地控制箱内转换开关1SA 和设置在环控电位置,操作就地控制箱面板上的启停按钮, 可实现风机的启停控制; 当1SA 打到“ 环控车控”位置, 同时SA 打到“ 环控”位置,在环控电控室低压开关柜屏前操作风机的启停按钮,可以实现风机的环控电控室控制; 当1SA 打到“ 环控车控”位置, 同时SA 打到“车控”位置,可以实现车站控制室控制。车站控制室控制是由机电设备监控工程(EMCS) 自动完成的。每一级控制都能在车站控制室、环控电控室、就地控制箱显示风机的运行状态, 如开机、停机、故障、控制方式等状态。
根据通风空调工艺要求,对于有联锁要求的风机,应把联动风阀中继常开触点串接在风机控制回路中,实现先开风阀后开风机的目的; 同时把风机一次回路中的接触器辅助常闭触点串接在风阀的控制回路中, 实现先停风机再关闭风阀的工艺要求。
2 控制特点及存在问题
目前采用的集中配电和控制便于管理,满足有关规范要求,实现了风机就地控制和远方控制( 车控和环控),并且远方控制可以通过操作转换开关1SA 解除。另外,当EMCS 工程发生故障甚至瘫痪时,工程还能在比较集中的环控电控室完成通风空调工程的手动操作。
但是,这种控制方式存在的问题是: 控制级数多,为三级控制,分别在三个地方实现;三级控制中就地控制优先,而环控与车控两级控制优先权不分先后; 二次接线选用了较多元器件,接线也较多; 就地控制箱、低压开关柜、EMCS 的监控柜之间通过控制电缆连接, 对于有联锁关系的风机, 风机与风阀之间还有一根控制电缆, 所以使用的电缆根数多、长度大; 从环控电控室出去的电缆包括电力电缆和大量的控制电缆,造成敷设困难;此外,低压开关柜内的接线也非常复杂。风机控制原理复杂、使用的元器件多、电缆量大,势必使整个工程的抗干扰能力下降、可靠性降低、设备维护检修困难、工程投资增大。
3 改进风机控制设想
从上面分析得知,广州地铁2 号线对风机等设备的控制存在许多问题,解决这些问题主要从以下几个方面考虑:
1) 降低控制级数
在满足有关规范的前提下,首先应降低控制级数。地铁中,由于设备多且分散设置,风机等设备的自动控制是必须的,所以风机必须设远方控制。远方控制由EMCS 实现。规范明文规定,除了远方控制还需设就地控制。就地控制主要用于设备的调试与维修,一般设在设备附近。目
1．风管应尽可能按直线布置。
这一条要求对任何风管工程的布置都是最重要的准则。直线布置的风管工程，在运行能耗和初投资两方面都是最低的。从节能的观点分析，空气总是“希望”走直线，这将减少能耗。从费用的观点分析，直管段的费用比各种弯头等管件要少很多。所以，当布置一个风管工程的平面走向时，应力图将拐弯的数员减至最少。
2．采用标准长度的直线管段，将各种变径管和接头的数量减至最少。直的、标准长度的风管造价相对便宜，因为它们的加工费低，标准长度的直风管，可按标准宽度的钢板卷材在白动生产线上制作。而任何—…段非标准长度的矩形风管，从技术上说，都可当作配件，因为它们不可能用标准卷材做成。螺旋圆形风管实际上可做成任意长度。椭圆形风管的标准长度则完全取决于金属加工厂的加工标准。有的设计者总是认为，在一个风管工程平面设计中，频繁地减小风管断面尺寸，似乎就可以减少一次投资。其实不然。就像图5—l表示的那样，采用四个变径管，使每个直管段的长度减小，就不如将标准直管段的长度增加，而将变杆管减少为一个，后者的初投资和运行能耗费用反而都可以降低。
3．只要安装空间范围允许，就建议采用螺旋圆风管。
圆形风管允许采用较高的风速。据美国采暖、制冷与空调工程师协会推荐，一个中型变风量空调工程，其风速可达20m/s，而一个大型变风量宁调工程，其风速则可高达30m/S。对矩形风管的允许风速则一般都较低，风速过高容易引起扁平风管壁的共振而产生噪声，特别是会产生低频噪声并传至室内。
采用圆形风管和较高的送风速度，将可显著地节省投资。首先，与类似的矩形风管工程相比，圆形风管工程将可节省15%一30%的薄钢板。例如，同样输送17000m3/h的空气，根据控制噪声的要求，圆形风管的风速可取19m/s，矩形风管则取10m/s，它们的钢板消耗量比较可见表5—1。从表中可知，采用圆形风管，可节约37％的薄钢板。
其次，圆形风管的安装费用低于矩形风管。这是因为，圆形风管本身结构的刚性好，预制管段可以较长，现场安装的工作量相对较少。圆形风管的制作、连接都较矩形风管严密，漏风率大约为1%，而矩形风管的漏风率有时高达l0%，甚至更高，为防止空气渗漏，需要花去大量人力对每一矩形风管进行检漏和密封。
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