地鐵隧道通風單活塞研究范文
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城市軌道交通的隧道通風（兼防排煙）系統是地鐵設施設系統重要的子系統；其主要功能是在地鐵列車運營時通過活塞風與外界進行同分換氣，確保隧道內的夏季最高溫度≤40℃設計需求；在列車阻塞時向阻塞區間送風，滿足列車空調器正常運行以及向列車內乘客提供所需新風量的要求。送風方向應與行車方向一致，風量保證斷面風速不小于2.5m/s，不大于11m/s，并控制列車頂部最不利點隧道溫度低于45℃；在區間火災工況下能及時排除煙氣和控制煙氣流向，形成迎面送風安全撤離火災區域和組織消防撲救。根據車站形式以及區間隧道為單洞單線設置，其隧道通風系統可采用以下兩種有效方案：1）雙活塞風道系統；2）單活塞風道系統。
1單雙活塞風道特點及比較
投資比較隧道通風系統的建設包括兩部分：風道土建與設備安裝。土建包括位于地下的風室、風道，占總投資的主要部分；設備安裝包括本系統TVF風機、風閥、消聲器等。
1.1土建投資部分典型標準車站單、雙活塞平面布置位于車站主體內，該布置條件下，單活塞系統較雙活塞系統車站長度可減短約3m，即一條活塞風道寬度，同時雙活塞系統比單活塞系統增加了兩座活塞風井。
1.2設備投資部分分析典型的單、雙活塞系統隧道風機、排熱風機設備規格與數量相同，差異存在于氣流組織中的電動電動組合式風閥，雙活塞系統較單活塞系統多6組電動電動組合式風閥。單活塞系統設備投資額為228萬元，雙活塞系統設備投資額為243萬元，設備差額15萬元。
1.3設備投資部分分析1）溫度影響。根據實際運營情況及模擬計算結果，單、雙活塞系統在高峰運行時段，隧道溫度均能滿足要求，只是采用雙活塞系統的隧道溫度較單活塞系統低，尤其以區間隧道中部的溫度差別最為明顯，最大溫差約為0.9℃，單活塞系統隧道內的平均溫度較雙活塞系統高約0.5℃。由于列車設置了空調器，對車箱內環境的溫、濕度進行了有效控制，而且車站站臺的公共區與軌行區之間設置了屏蔽門，因此，隧道內溫度的差別對車站、列車內的乘客影響不大，但對車載空調器存在的一定的不利影響。列車車載空調器的冷凝器工作環境為地下隧道，隧道內的環境與設備的標準工況存在一定的差異性，需要做能耗的修正。通過標準工況、雙活塞系統工況、單活塞系統工況下，隧道平均溫度、能耗修正系數、空調負荷、運行時間以及電功率的模擬計算，單活塞系統的隧道平均溫度高于活塞系統，車載空調器的運行能耗增加，遠期全線全天共748列運行空調季節5個月運行費用差額為9.4萬元（遠期全線全天共748列運行，空調季節5個月）。2）風量的影響。雙活塞系統與外界連通性比單活塞系統好，活塞系統由于隧道的通風換氣是進出站端活塞風井共同作用的結果。雙活塞系統車站通風換氣量較單活塞系統高，隧道內縱向氣流的新風比例高，進出風差額最大接近31m3/s，排風茬兒最大接近22m3/s。3）壓力影響。正常運營過程中，隧道內的壓力是在不斷周期性變化的，由于軌排風的作用，隧道內基本呈相對負壓的狀態。由于雙活塞系統在進站端增設了一條活塞風道，增加了隧道與大氣的連同面積，隧道內壓力平衡情況相對于單活塞系統同好，波動幅度較低。單活塞系統隧道內負壓值比雙活塞系統相差最大時約低40Pa，隧道內的負壓會直接影響到與之連通屏蔽門和車站隧道排風機（TEF），起相應的的運行能耗也將有所增加。
2結論
2.1工程建設在不計地面設施用地費用的情況下，各系統造價差別如下：針對標準地下車站，隧道風機房位于主體內部平面布置方案時，單活塞系統車站長度較雙活塞系統車站長度減少約3m；單活塞系統設備投資較雙活塞系統少約15萬元。同時雙活塞系統比單活塞系統增加了2座活塞風井，相應的用地面積較大，一定程度上增加了建設工程的實施難度。
2.2運營服務單活塞系統整體綜合運營水平略低于雙活塞系統，體現在以下幾個方面：
2.2.1運營費用1）單活塞系統列車的空調器每天較雙活塞系統全線多用電1047KWH，全線每年合約電費9.4萬元/年；2）單活塞系統每車站大系統較雙活塞系統每年多用電月1.2萬KWH，全線每年合約電費20.8萬元/年；3）每年車站隧道排風系統較雙活塞系統每年多用電1.3完KWH，全線每年合約電費22.6萬元/年；4）單活塞系統較雙活塞系統每列車客服空氣阻力運行能耗高1.83KWH，每年全線列車運行費用差30萬元/年。
2.2.2系統功能1）單、雙活塞系統區間隧道換氣次數超過3次，新風量均不小于30m3/h.人；2）雙活塞系統的區間隧道壁面溫度較低，在阻塞模式下，系統達到目標溫度的時間短，效果好；3）雙活塞系統的隧道溫度低，換氣量大、負壓值小，有利于隧道事故工況下的隧道風速、溫度的控制。
2.2.3服務水平1）通過上述分析，雙活塞系統隧道的換氣次數及新風量較單活塞系統高，服務水品較好。2）系統在各種工況、各個區段可維持較穩定的運營水平。
作者：昝磊 單位：西安地下鐵道有限公司運營分公司