裴紅濤

（中鐵建電氣化局集團(tuán)第一工程有限公司，河南 洛陽 471000）

0 引言

高鐵站房一般由出站層、站臺(tái)層、高架候車層三個(gè)平面層組成，而中央空調(diào)水冷系統(tǒng)的核心─冷卻塔、冷水機(jī)組等設(shè)備的常規(guī)錯(cuò)層布置關(guān)系往往會(huì)受制于站房外觀效果及運(yùn)行安全性等因素的影響，不得不將冷卻塔與制冷機(jī)房同層布置于出站層端頭。

采用常規(guī)開式冷卻塔+常規(guī)制冷機(jī)房設(shè)備布置形式，如果設(shè)置在同層，系統(tǒng)往往會(huì)因?yàn)楣芫W(wǎng)損失過大而導(dǎo)致冷卻水系統(tǒng)無法循環(huán)。結(jié)合某高鐵站房實(shí)例，通過系統(tǒng)分析，闡述了幾種解決方案，為后期類似的鐵路站房工程建設(shè)提供可借鑒的方法和思路。

1 工程系統(tǒng)概況

某站房原設(shè)計(jì)冷卻水系統(tǒng)采用6 臺(tái)橫流式冷卻塔（400 m3/h），冷卻水溫度為27～32 ℃，冷卻塔位于出站層兩側(cè)的地面，冷卻水循環(huán)水泵4 臺(tái)（流量650 m3/h，揚(yáng)程28 m，功率75 kW），三用一備設(shè)于出站層制冷機(jī)房內(nèi)。制冷機(jī)房及冷卻塔均設(shè)置在出站層，制冷機(jī)房位于4～5 軸，靠近一側(cè)冷卻塔，兩側(cè)冷卻塔連接干管安裝于出站層吊頂內(nèi)，安裝標(biāo)高H+5.4 m，兩側(cè)匯總后下返至H+3.5 m，水平進(jìn)機(jī)房。施工前發(fā)現(xiàn)冷卻塔安裝太低，反饋設(shè)計(jì)后，出具變更：①冷卻塔在安裝時(shí)加高了0.5 m 支腿高度[1]；②在每一側(cè)冷卻塔的出水總管端安裝翻板止回閥，防止停泵后水倒流積水盤溢水；③在機(jī)房內(nèi)水泵進(jìn)水總管上增加快速補(bǔ)水管路。出站層設(shè)備管道平面見圖1。

圖1 出站層設(shè)備管道平面

變更調(diào)整實(shí)施后，積水盤（0.25 m 深）底標(biāo)高為H+1.8 m，冷卻塔出水總管標(biāo)高為H+0.95 m，水泵進(jìn)水口標(biāo)高為H+0.7 m。運(yùn)行調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)首先將冷卻塔補(bǔ)滿水，再將機(jī)房快速補(bǔ)水閥打開補(bǔ)水，運(yùn)行冷卻水循環(huán)水泵，啟動(dòng)瞬間泵體過水，冷卻塔布水隨即斷流，積水盤溢水，由此判斷冷卻水系統(tǒng)無法循環(huán)[2]。

2 系統(tǒng)故障分析

該工程將冷卻塔和冷卻水泵設(shè)置在同層，且采用開式冷卻塔，中間U 型上返水平管道較長，導(dǎo)致管網(wǎng)損失+循環(huán)水泵汽蝕余量＞有效汽蝕余量，所以水泵吸不上來水。

3 系統(tǒng)解決方案

方案一是將開式冷卻塔更換為閉式冷卻塔。其優(yōu)點(diǎn)是不受系統(tǒng)布置高差限制，整個(gè)管路為閉式循環(huán)系統(tǒng)，可延長管道和設(shè)備使用壽命。缺點(diǎn)是原安裝的冷卻塔報(bào)廢，冷卻塔配套管道系統(tǒng)需拆除并重新布管、更換設(shè)備基礎(chǔ)，閉式塔造價(jià)高。

方案二是將現(xiàn)有冷卻塔抬高一個(gè)樓層至候車層。其優(yōu)點(diǎn)是抬高之后冷卻塔高于機(jī)房布置，可從根本上解決問題。缺點(diǎn)是候車層一側(cè)為貴賓候車廳，另一側(cè)為車站辦公區(qū)，抬高一層一方面會(huì)影響車站使用環(huán)境，另一方面也影響了車站整體的外立面效果。另外需加高5 m 設(shè)備基礎(chǔ)，冷卻塔配管需拆除重配。

方案三是在兩側(cè)冷卻塔出水總管處各增加2臺(tái)管道泵及配套控制聯(lián)動(dòng)裝置。其優(yōu)點(diǎn)是增加了循環(huán)水泵的吸程，加以控制邏輯可實(shí)現(xiàn)循環(huán)。缺點(diǎn)是兩側(cè)分別設(shè)置一組冷卻塔，且距離機(jī)房長度不等，管道泵啟動(dòng)順序及循環(huán)泵啟停的邏輯順序需要連鎖程序控制，設(shè)置不好會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不成功。

方案四是將制冷機(jī)房內(nèi)4 臺(tái)循環(huán)水泵各移2臺(tái)至兩側(cè)冷卻塔端頭。其優(yōu)點(diǎn)是縮短水泵進(jìn)水管段長度，水泵低于冷卻塔低位安裝，解決了系統(tǒng)循環(huán)問題，改造成本相對(duì)較低，改造工期相對(duì)較短。缺點(diǎn)是制冷機(jī)房內(nèi)冷卻水泵側(cè)改造變動(dòng)較大，室外冷卻塔側(cè)增加設(shè)備基礎(chǔ)及管線，需土建、強(qiáng)電專業(yè)有序配合施工。四種方案的成本及可操作性對(duì)比見表1。

表1 方案改造成本及可實(shí)操性分析

由表1 可知，方案一和方案二成本較高，方案三理論可行，后期運(yùn)營成本增加較多，方案四相對(duì)合理。但實(shí)施過程中要注意：①冷卻水泵啟動(dòng)前，需利用原快速補(bǔ)水系統(tǒng)將系統(tǒng)滿水直至水盤溢水再啟泵。②循環(huán)水泵室外安裝應(yīng)注意運(yùn)行中防雨、防凍、防誤操作。③改造施工涉及土建、暖通、強(qiáng)電等各專業(yè)，施工過程中需要相互配合并做好防護(hù)。

4 結(jié)語

冷卻塔與制冷機(jī)組同層布置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式在以后的站房或民建施工中可能還會(huì)遇到，針對(duì)不同的情況，分析系統(tǒng)的變更成本與改造運(yùn)行成本，選擇最優(yōu)化的解決方案，通過分析介紹，能夠?yàn)楹罄m(xù)此類設(shè)計(jì)布置問題提供借鑒和幫助。