地鐵BAS對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)控制工藝的探究

楊朋

摘要：地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，功能劃分較細(xì)，因此，對(duì)控制系統(tǒng)提出的控制要求相應(yīng)較高，不僅要滿足常規(guī)性的設(shè)備啟停、環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)的功能，還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行，降低運(yùn)營成本。所以，做好對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控管理，是地鐵BAS系統(tǒng)的首要任務(wù)，可以提高系統(tǒng)的防救災(zāi)能力，改善地鐵車站及區(qū)間內(nèi)的候、乘車環(huán)境等。本文就地鐵BAS對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)控制工藝進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：地鐵BAS；通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；控制工藝

1、地鐵工程環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）及地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)概述

通常情況下，地鐵工程環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）主要由監(jiān)控管理工作站、控制器、調(diào)節(jié)閥、現(xiàn)狀變送器、UPS電源、通信網(wǎng)絡(luò)等幾部分組成。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要由隧道通風(fēng)系統(tǒng)、車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)兩部分組成，其中隧道通風(fēng)系統(tǒng)主要包括車站隧道及區(qū)間隨帶通信系統(tǒng)兩部分，車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)則是由空調(diào)水系統(tǒng)、車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)組成。地鐵通風(fēng)空調(diào)承擔(dān)著調(diào)控地鐵車站及區(qū)間環(huán)境溫濕度、二氧化碳濃度，為乘客提供安全可靠、舒適的乘車環(huán)境等重要作用，同時(shí)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)會(huì)迅速地轉(zhuǎn)入設(shè)計(jì)預(yù)制的救災(zāi)工況進(jìn)行運(yùn)行，排除火災(zāi)區(qū)域的煙霧及有關(guān)的有毒氣體，人員疏散爭取時(shí)間，保障乘客及工作人員的人身安全。

2、BAS對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的控制要求

2.1對(duì)隧道通風(fēng)系統(tǒng)的控制要求

（1）BAS對(duì)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)要求進(jìn)行中央級(jí)和車站級(jí)兩級(jí)控制。中央級(jí)下達(dá)運(yùn)行模式指令到車站級(jí)，由車站級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的模式控制，同時(shí)，根據(jù)運(yùn)營需求，對(duì)于部分重要的設(shè)備要求在中央級(jí)具備單臺(tái)設(shè)備直接點(diǎn)動(dòng)控制的功能。對(duì)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的控制操作以中央級(jí)為主。（2）區(qū)間和車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行可分為正常運(yùn)行、阻塞運(yùn)行和火災(zāi)事故運(yùn)行。

2.2對(duì)車站大、小系統(tǒng)的控制要求

就車站設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)而言，一般情況下，車站的通風(fēng)空調(diào)、防排煙設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)按照不同的工況模式進(jìn)行運(yùn)行，常見的工況模式主要有非空調(diào)季節(jié)、空調(diào)季節(jié)小新風(fēng)、空調(diào)季節(jié)全新風(fēng)、火災(zāi)事故運(yùn)行、夜間運(yùn)行等幾種模式。對(duì)于公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)而言，首先需要測量出車站公共區(qū)或者各類房間的溫濕度等有關(guān)參數(shù)，然后采用一定的算法及控制策略對(duì)公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的水系統(tǒng)二通調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過控制該閥門開度，調(diào)節(jié)車站站臺(tái)、站廳、各房間等位置的溫濕度，使其滿足相關(guān)要求。

2.3對(duì)車站水系統(tǒng)的控制要求

（1）控制車站水系統(tǒng)按空調(diào)季節(jié)、非空調(diào)季節(jié)、夜間運(yùn)行、火災(zāi)事故運(yùn)行等不同工況模式運(yùn)行；（2）根據(jù)設(shè)在分、集水器的供回水管路上的溫度、壓力變送器所采集的參數(shù)信號(hào)，以及參考實(shí)際冷負(fù)荷和監(jiān)測二通調(diào)節(jié)閥的開度來確定冷水機(jī)組的開啟臺(tái)數(shù)，完成冷機(jī)的投切控制。（3）調(diào)節(jié)末端空調(diào)器二通閥開度，控制相關(guān)環(huán)境溫度盡量維持在設(shè)計(jì)值水平。

3、BAS對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的控制策略及控制流程

3.1對(duì)隧道通風(fēng)系統(tǒng)的控制策略及控制流程

地鐵工程環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的控制策略及控制流程同樣存在一定差異。隧道通風(fēng)系統(tǒng)而言，正常情況下，可以根據(jù)系統(tǒng)的全年運(yùn)行工況模式在較短的時(shí)間內(nèi)開啟通風(fēng)井內(nèi)的機(jī)械風(fēng)機(jī)，采用隔站送/排風(fēng)方式，對(duì)地鐵的區(qū)間隧道開展縱向機(jī)械通風(fēng)，最終實(shí)現(xiàn)蓄冷降溫及通風(fēng)換氣的目標(biāo)。除此之外，列車運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生活塞風(fēng)，帶來車站氣流，也能在一定程度上實(shí)現(xiàn)區(qū)間隧道冷卻的目的。列車阻塞于區(qū)間的時(shí)候，通風(fēng)井內(nèi)機(jī)械風(fēng)機(jī)的氣流組織方向要保持與行車方向一致，確保列車空調(diào)冷凝器能夠保持正常的運(yùn)行。列車在行車過程中，在區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，需要按照預(yù)訂的運(yùn)行模式，使得通風(fēng)井機(jī)械風(fēng)機(jī)按照與乘客撤離方向的反向進(jìn)行送風(fēng)，盡可能多地排除煙氣，為乘客提供較好的逃生環(huán)境。

3.2對(duì)車站大系統(tǒng)的控制策略及控制流程

（1）正常情況下，大系統(tǒng)采用焓值控制，根據(jù)季節(jié)變化設(shè)有空調(diào)工況小新風(fēng)、空調(diào)工況全新風(fēng)和非空調(diào)工況全通風(fēng)三種基本運(yùn)行模式；夜間列車停止運(yùn)營后，停止大系統(tǒng)及其水系統(tǒng)的運(yùn)行。對(duì)車站的同一個(gè)空調(diào)空間，作為一個(gè)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行環(huán)境溫濕度的控制，即對(duì)車站大系統(tǒng)按照同時(shí)控制車站兩端的空調(diào)系統(tǒng)處理，作為一個(gè)控制對(duì)象。控制回路基本按串級(jí)控制方式對(duì)車站站廳和站臺(tái)的室溫進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，使室溫穩(wěn)定在舒適水平上。（2）車站因區(qū)間堵塞、線路故障等原因?qū)е鲁丝腿藛T大幅度增加時(shí)，車站公共區(qū)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水泵、冷凍水泵、組合式空調(diào)器等相關(guān)設(shè)備要根據(jù)實(shí)際的環(huán)境參數(shù)合理地選擇運(yùn)行模式。（3）火災(zāi)情況下，控制車站空調(diào)系統(tǒng)關(guān)閉，并停止車站空調(diào)水系統(tǒng)，控制相關(guān)通風(fēng)設(shè)備轉(zhuǎn)入排煙模式運(yùn)行。當(dāng)站廳發(fā)生火災(zāi)時(shí)，控制開啟大系統(tǒng)排煙風(fēng)機(jī)及站廳送風(fēng)管、站廳排風(fēng)管上相關(guān)電動(dòng)風(fēng)閥；控制關(guān)閉組合式空調(diào)器及車站小系統(tǒng)、站臺(tái)排煙管上相關(guān)電動(dòng)風(fēng)閥，對(duì)站廳層進(jìn)行排煙。當(dāng)站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，控制關(guān)閉組合式空調(diào)器及大系統(tǒng)排煙風(fēng)機(jī)，同時(shí)開啟四臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)系統(tǒng)協(xié)助站臺(tái)排煙。

3.3對(duì)車站小系統(tǒng)的控制策略及控制流程

就設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)而言，正常情況下，主要的控制回路為柜式空調(diào)器及其風(fēng)路，根據(jù)設(shè)計(jì)調(diào)試的實(shí)際情況，結(jié)合各個(gè)需要供冷的房間的工作性質(zhì)及其重要程度，制定合適的溫濕度控制方案，難以確定時(shí)，按照末端房間參數(shù)進(jìn)行控制。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，控制設(shè)備管理用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)定的火災(zāi)模式運(yùn)行，隔斷火源、煙氣或者及時(shí)排除煙氣，同時(shí)要開啟內(nèi)走道排煙風(fēng)機(jī)及樓梯加壓送風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙及補(bǔ)風(fēng)。

3.4對(duì)車站水系統(tǒng)的控制策略

（1）BAS對(duì)冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔不做單獨(dú)控制，而是由相應(yīng)的冷水機(jī)組聯(lián)動(dòng)聯(lián)鎖控制，此部分功能由冷水機(jī)組自帶的控制設(shè)備根據(jù)開/關(guān)指令順序完成，BAS僅與其保持通訊及監(jiān)視；（2）冷水機(jī)組的投切根據(jù)冷負(fù)荷需求進(jìn)行群控，由BAS完成開/停指令的發(fā)出，并監(jiān)視冷機(jī)開/停任務(wù)實(shí)施完成的情況；（3）在車站站廳、站臺(tái)各設(shè)置兩組溫濕度探頭，其采樣參數(shù)和其它相關(guān)參數(shù)（新風(fēng)室、回風(fēng)室、送風(fēng)室溫濕度）經(jīng)BAS的控制器計(jì)算來控制空調(diào)器冷凍水管上的二通調(diào)節(jié)閥的閥門開度，以此控制通過空調(diào)表冷器的冷凍水量。水系統(tǒng)在進(jìn)行輸水分配過程中，由壓差旁通控制器（自力式）根據(jù)壓差變化進(jìn)行水量控制，BAS不需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控；（4）火災(zāi)情況下，控制水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)入相應(yīng)的火災(zāi)全停模式。

4、結(jié)束語

地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是地鐵車站及區(qū)間建設(shè)的重要組成部分，空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定正常運(yùn)行關(guān)系著地鐵車站的安全，因此，它是鐵工程環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）最重要的監(jiān)控對(duì)象。通過本文的分析總結(jié)，希望能為地鐵工程相關(guān)研究人員的工作提供簡單的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行與優(yōu)化[J].陸俊.都市快軌交通.2016（02）.

[2]淺談地鐵車站BAS系統(tǒng)的組成和功能及維護(hù)管理[J].顧杰.中國設(shè)備工程.2017（14）.

（作者單位：西安市地下鐵道有限責(zé)任公司）