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        蒸發(fā)式冷卻塔下沉式布置在地鐵的使用和探索

        2018-10-24 06:24:40高俊逸
        機(jī)電信息 2018年30期
        關(guān)鍵詞:出水管豎井冷卻塔

        高俊逸

        (河海大學(xué)文天學(xué)院,安徽馬鞍山243000)

        1 南京地鐵3號線大行宮站及站外周邊情況介紹

        南京地鐵3號線全長44.8 km,其中28座車站全部為地下站。本工程地下車站均設(shè)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)[1]。地鐵地下車站一般為地下二層結(jié)構(gòu),車站冷凍機(jī)房一般布置在室內(nèi)地下一層或地下二層,冷卻塔在站外設(shè)置,大行宮站為地鐵3號線與2號線的換乘站,兩線采用“T”型島島換乘的形式,車站沿太平北路路中布設(shè),站東為南京市圖書館,西側(cè)為江寧織造府。車站共設(shè)置有3個(gè)出入口和2組風(fēng)亭。1號出入口位于太平北路東側(cè)道路紅線內(nèi),2號出入口接入江寧織造府,3號出入口與既有2號線出入口結(jié)合。1號風(fēng)亭為低風(fēng)亭,位于太平北路與中山路交叉路口西北角的空地內(nèi);2號風(fēng)亭為高風(fēng)亭,與江寧織造府結(jié)合。規(guī)劃部門同意車站站位及附屬出入口設(shè)置。冷卻塔原計(jì)劃在1號出入口南京圖書館門前太平北路目前的綠化帶內(nèi),臨近附近風(fēng)景區(qū)和圖書館,景觀和噪聲要求比較高,因整體規(guī)劃限制,噪聲不達(dá)標(biāo)而不能實(shí)施[2]。

        2 冷卻循環(huán)水系統(tǒng)方案比選

        針對大行宮站外周邊情況,原計(jì)劃方案不適用,新方案有兩種:

        (1)冷卻塔設(shè)置在臨站。將冷卻塔設(shè)置在與大行宮距離最近的臨近站浮橋站,冷卻水供回水管穿越兩站間的區(qū)間,與消防水管平行布置。

        該方案存在以下問題:1)冷卻水管往返距離大約為1.8 km,增加了大量管材的使用,同時(shí)水泵揚(yáng)程將增加大約25 m,水泵功率增加大約一倍;2)冷卻管線1.8 km,必須設(shè)置保溫層,設(shè)置保溫層后,冷卻水管管徑達(dá)到500 mm,穿越區(qū)間人防門有較大困難,區(qū)間限界布置也比較困難;3)需要在浮橋站多占用大約20 m×16 m的空間;4)管線過長,系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間很長,導(dǎo)致后期維護(hù)和運(yùn)營困難,區(qū)間的活塞風(fēng)極易造成保溫破損,影響行車,大大增加了運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。

        各接口單位均認(rèn)為此方案不合理,不推薦采用。

        (2)冷卻塔布置在大行宮站2號出入口附近江寧織造府用地內(nèi),有4種方案,均選擇逆流引風(fēng)蒸發(fā)式冷卻塔下沉布置[3]。

        方案一:三臺冷卻塔按長度方向布置。

        方案二:三臺冷卻塔其中兩臺并排布置,另一臺按長度方向布置。

        方案三:四臺冷卻塔按長度方向布置。

        方案四:四臺冷卻塔按每組兩臺并排布置,共兩組。

        每兩臺冷卻塔之間都需要有一定的空間以保證進(jìn)風(fēng),當(dāng)整個(gè)安裝空間的寬度為5.75 m時(shí)進(jìn)風(fēng)面到墻的距離為2 m,兩個(gè)進(jìn)風(fēng)面之間的距離為3.7 m,進(jìn)出水管接管所留空間為2 m,按此規(guī)定分別計(jì)算四種方案的占地面積和造價(jià),并分別在風(fēng)機(jī)出風(fēng)口邊緣斜45°方向上方1.5 m處和9 m處測量聲壓級。

        各方案數(shù)據(jù)對比如表1所示。

        經(jīng)測量,現(xiàn)狀道路噪聲白天約為70 dB(A),晚上約為60 dB(A),上述布置方案均不高于當(dāng)前噪聲[4]。綜合考慮占地和造價(jià),推薦方案二作為實(shí)施方案,需要將整個(gè)冷卻塔完全放置于地下豎井,出風(fēng)口與豎井高度平齊,對周圍景觀基本無影響,豎井至少需要有3.423 m的深度,其中包括200 mm高度的工字鋼基礎(chǔ)。條件允許時(shí)建議將豎井深度定為3.9 m,增加基礎(chǔ)高度至500 mm,以方便在冷卻塔下方布置水管。

        表1 冷卻塔布置方案對比表

        3 使用中的問題

        投入使用后,常出現(xiàn)冷水機(jī)組運(yùn)行中冷凝壓力過高報(bào)警故障,經(jīng)查,原因是冷卻循環(huán)水回水效果不暢加上冷卻塔散熱效果不好,導(dǎo)致冷水機(jī)組冷凝水流量不足,冷卻水溫度升高,造成冷凝壓力升高。

        4 整改方案

        (1)調(diào)整冷卻塔回水管的安裝標(biāo)高和路徑,將回水管調(diào)整到兩臺冷卻塔中間進(jìn)行布置,冷卻塔回水管的中心絕對標(biāo)高為8.1 m,現(xiàn)冷卻塔基坑的絕對標(biāo)高為7.85 m,現(xiàn)場安裝后的高度不得高于該標(biāo)高。

        (2)冷卻塔進(jìn)水管阻擋了冷卻塔的進(jìn)風(fēng),將阻擋部分的冷卻塔進(jìn)水管拆除,改成部分利用下部的原有冷卻塔出水管(新建了冷卻塔出水管,該部分管道已經(jīng)不再作為冷卻塔出水管),從而使冷卻塔的進(jìn)風(fēng)不受管道的影響,增加了通風(fēng)效果。

        (3)從冷卻塔基坑到風(fēng)亭需開鑿φ400的孔洞,該孔洞在冷卻塔出水管安裝后需密封嚴(yán)實(shí),特殊情況下需要啟用人防門時(shí)可以廢除該冷卻塔出水管,對孔洞采取人防封堵。

        整改方案如圖1所示。

        5 經(jīng)驗(yàn)和推廣

        改造后,冷卻塔進(jìn)風(fēng)處通風(fēng)良好,回水避免了原來的水平段局部上翻設(shè)置的管路,回水順暢,既有故障數(shù)量大大減少。

        圖1 冷卻塔整改施工圖

        (1)南京地鐵3號線、4號線幾個(gè)有特殊景觀要求的車站,采用這種形式的冷卻塔都出現(xiàn)了不同程度的類似故障,都是由于類似原因,主要是此類型冷卻塔受景觀限制,安裝豎井高度基本在4 m以內(nèi),水塔底盤安裝標(biāo)高一般不超過500 mm,水管本身管徑在350 mm,安裝支架加管道半徑,水管中心線標(biāo)高已經(jīng)接近500 mm,高差最大不超過150 mm,管路靜壓太小,出水壓力不足以克服出塔后管路阻力,因而不能順利回水,造成故障。所以在后繼設(shè)計(jì)中,大都以大行宮的改造方式布置管路走向,出塔后直接垂直穿過車站頂板向下,增加垂直靜壓,以滿足回水管系統(tǒng)的阻力,避免回水不暢。

        (2)出風(fēng)的布置上要將出風(fēng)口與豎井高度平齊,不做遮擋,在出風(fēng)口以外的豎井面積上做百葉窗式遮擋。

        6 結(jié)語

        城市軌道交通在主城區(qū)的站點(diǎn)大都有站外設(shè)施用地緊張、影響景觀規(guī)劃、噪聲過大擾民等共通性問題,選擇蒸發(fā)式冷卻塔下沉式布置,既能有效降低噪聲,又對周邊道路、景觀的影響很小,但是要特別注意兩個(gè)問題:一是回水管路走向布置,二是出風(fēng)布置方式。要注意避免回水和出風(fēng)不暢帶來的冷卻效果不足引發(fā)的系統(tǒng)故障。此外,因冷卻塔豎井是敞開式,還需注意雨水排放,在下沉區(qū)域內(nèi)設(shè)置積水坑和潛水泵,并將水位報(bào)警納入車站機(jī)電設(shè)備集控系統(tǒng)[5]。

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