蔡貴雄

摘 要：隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷加快發(fā)展，對(duì)公共交通造成了較大的壓力，地鐵作為城市的公共交通工具之一，同時(shí)也消耗了大量的電力能源。地鐵在運(yùn)行過程中，由于部分機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行不合理，比如，地鐵自動(dòng)扶梯在早晚高峰階段處于額定速度運(yùn)行，當(dāng)?shù)罔F在運(yùn)營低谷時(shí)，扶梯還處于正常運(yùn)行速度，造成電能浪費(fèi)，為改變地鐵運(yùn)營低谷期機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在地鐵機(jī)電設(shè)備上應(yīng)用變頻技術(shù)進(jìn)行改造，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，降低地鐵運(yùn)營成本。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù);地鐵;機(jī)電設(shè)備;設(shè)備節(jié)能

地鐵作為城市公共交通工具，正常運(yùn)行需要消耗大量的電力，由于我國大力倡導(dǎo)節(jié)能減排工作，地鐵作為電力消耗的大戶，引起人們的關(guān)注。地鐵的耗電設(shè)備主要包含了自動(dòng)扶梯、通風(fēng)空調(diào)等，通過對(duì)地鐵機(jī)電設(shè)備耗電量的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，耗電量較大的機(jī)電設(shè)備是自動(dòng)扶梯和通風(fēng)空調(diào)，因此運(yùn)用變頻技術(shù)對(duì)兩類設(shè)備作為地鐵節(jié)能改造的重點(diǎn)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1.變頻技術(shù)在自動(dòng)扶梯中的節(jié)能應(yīng)用

自動(dòng)扶梯在改造前，是按照設(shè)置的固定額定速度工作，在空載和有人乘坐時(shí)，均保持額定速度不變，導(dǎo)致自動(dòng)扶梯空載運(yùn)行過程中造成一定的電能消耗。使用變頻技術(shù)進(jìn)行扶梯的節(jié)能改造后，當(dāng)扶梯空載時(shí)，通過設(shè)置變頻器改變扶梯電機(jī)的運(yùn)行頻率，使扶梯的運(yùn)行速度變慢;當(dāng)有人踏上扶梯時(shí)，安裝的感應(yīng)裝置接收到信號(hào)后，將信號(hào)傳遞給變頻器，隨著變頻器頻率改變后提高扶梯運(yùn)行速度，到達(dá)額定速度時(shí)停止加速，直至乘客走出扶梯后，變頻器再改變頻率后將扶梯速度降至節(jié)能運(yùn)行的速度。通過變頻技術(shù)的運(yùn)用，控制扶梯有人和空載時(shí)的運(yùn)行速度，保證扶梯空載時(shí)，處于節(jié)能狀態(tài)。以下表1來自某2個(gè)地鐵車站4部自動(dòng)扶梯改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比，可以看出在安裝變頻裝置改造后扶梯的節(jié)能效果。從表1中可以計(jì)算出扶梯的平均節(jié)電率為22.5%。

2.變頻技術(shù)在中央空調(diào)中的節(jié)能應(yīng)用

中央空調(diào)維持著地鐵的溫度和通風(fēng)，耗電量較大，系統(tǒng)主要設(shè)備有：冷水機(jī)組、冷凍泵、冷卻泵、送排風(fēng)設(shè)備等，占據(jù)地鐵總耗能的一半左右，其中輸送設(shè)備耗能比例較大，大概為中央空調(diào)總體能耗的65%左右，所以變頻節(jié)能改造的重點(diǎn)放在輸送設(shè)備上。應(yīng)用變頻技術(shù)，控制設(shè)備電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，達(dá)到減少設(shè)備用電量的目的。

2.1水系統(tǒng)變頻改造

在空調(diào)水系統(tǒng)上安裝變頻器，將頻率范圍設(shè)為35-48Hz，在所有的冷凍泵和冷卻泵上，安裝變頻器;在出水位置安裝溫度傳感器，實(shí)時(shí)測量系統(tǒng)的進(jìn)水溫度;使用流量計(jì)檢測冷凍水的流量;使用壓差傳感器檢測冷凍水供回水壓差;安裝計(jì)量設(shè)備，記錄各個(gè)水泵和主機(jī)的用電情況。中央空調(diào)水系統(tǒng)通過技術(shù)改造后，采取變水量方式，在各個(gè)冷凍和冷卻泵上安裝溫度測量和水壓測量，自動(dòng)控制空調(diào)的溫度，安裝變頻器以后設(shè)定頻率范圍，在水系統(tǒng)運(yùn)行中，保證頻率在設(shè)置的范圍內(nèi)，安裝的溫度傳感器和壓差傳感器，將記錄的數(shù)據(jù)傳輸給變頻器，變頻器根據(jù)溫度和壓差，控制水系統(tǒng)的運(yùn)行，在溫度較低時(shí)，減緩中央空調(diào)的運(yùn)行速度，溫度升高后，恢復(fù)中央空調(diào)的正常運(yùn)行，從而減少中央空調(diào)的耗電量。

2.2變頻技術(shù)在通風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在中央空調(diào)的風(fēng)系統(tǒng)中安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，設(shè)置變頻器的頻率范圍在35-48Hz之間，在風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)出風(fēng)口，安裝溫度傳感器，監(jiān)測風(fēng)的溫度，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給變頻器，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，變頻器降低中央空調(diào)的運(yùn)行速度，減緩制冷;當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí)，變頻器提高中央空調(diào)的運(yùn)行速度，加快空調(diào)制冷，通過監(jiān)測到的溫度，自動(dòng)調(diào)整空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)，控制地鐵站中的溫度在合理的范圍內(nèi)。

2.3變頻式多聯(lián)機(jī)的應(yīng)用

使用變頻式多聯(lián)機(jī)進(jìn)行地鐵中央空調(diào)的改造，在夜間，地鐵對(duì)空調(diào)需求較少時(shí)，關(guān)閉中央空調(diào)，開啟多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)利用小系統(tǒng)供冷，可節(jié)約大量電能。以某地地鐵為例，在夜間使用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)制冷，第一，使用系統(tǒng)之前，關(guān)閉中央空調(diào)的所有系統(tǒng)，開啟的小系統(tǒng)只為值班室供冷，具體數(shù)據(jù)如表2;第二，使用中央空調(diào)，設(shè)置水系統(tǒng)的運(yùn)行頻率，關(guān)閉大系統(tǒng)，多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)開啟所有的小系統(tǒng)，具體數(shù)據(jù)如表3。通過表中數(shù)據(jù)可以看出，使用變頻技術(shù)改造后，中央空調(diào)的總耗能為421.6kW·h，未使用變頻技術(shù)的總能耗為1190kW·h，數(shù)據(jù)差距明顯，改造后的中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省總耗能的64.5%的電量，使用小系統(tǒng)制冷，完全可以滿足地鐵制冷的需要，可在地鐵中推廣和應(yīng)用。

3.變頻技術(shù)在地鐵中節(jié)能應(yīng)用的總結(jié)

變頻技術(shù)通過監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行條件，控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，在地鐵自動(dòng)扶梯上安裝變頻器，當(dāng)扶梯處于空載運(yùn)行時(shí)降低運(yùn)行速度，節(jié)約電能達(dá)20%以上;在中央空調(diào)水系統(tǒng)上安裝變頻設(shè)備、溫度傳感器、壓差傳感器，監(jiān)測空調(diào)進(jìn)出水的溫度，從而將中央空調(diào)耗電量降低近26%;通風(fēng)系統(tǒng)中使用變頻技術(shù)后，節(jié)約電能近50%;變頻式多聯(lián)機(jī)的安裝，減少了地鐵晚間空調(diào)的耗電量，節(jié)約總耗能的64.5%。變頻技術(shù)在地鐵機(jī)電設(shè)備節(jié)能中的應(yīng)用，對(duì)耗能大的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造，降低了地鐵運(yùn)營成本，符合我國現(xiàn)階段節(jié)能低碳、環(huán)保的發(fā)展要求。

結(jié)束語：地鐵在正常運(yùn)行過程中，部分設(shè)備處于高耗能的運(yùn)行狀態(tài)，造成設(shè)備過渡消耗縮短設(shè)備的使用壽命，并且造成電能的浪費(fèi)。變頻技術(shù)具有較好的節(jié)能功能，在地鐵機(jī)電設(shè)備上安裝變頻裝置，改善設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，依據(jù)地鐵運(yùn)營的實(shí)際調(diào)整設(shè)備運(yùn)行模式，使設(shè)備始終處于良好的工作狀態(tài)，保障地鐵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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