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基于优化贵阳地铁部分低压设备运行工况以实现地铁运营节能降耗的探索
摘要:地铁的能源主要来源于电能,如通风空调系统、照明系统以及列车牵引等都需要电能,其中低压设备的动力照明能耗又在地铁总能耗中扮演着重要角色。为更好的促进地铁运营的绿色发展,降低地铁运营能耗,节约运营成本支出,基于贵阳地铁1号线当前设备运行工况存在部分冗余情况,提出合理调整低压设备运行工况的想法,实现降低贵阳地铁运营动力照明能耗的目标,达到节约运营成本的目的。
关键词:贵阳地铁;低压设备运行
一、现状调查
贵阳地铁1号线共有20个地下站,为了最大限度提供良好的环境舒适度,运营时间内大系统始终保持运行,小系统24小时不间断运行。夜间施工期间,为区间检修或巡道人员提供最佳照明度,全线隧道照明24小时全部保持开启。
自2018年12月1日贵阳地铁1号线(下麦西-工业园)开通以来,统计2022年地铁1号线用电能耗数据表明:动力照明能耗占全线总能耗55%~58%,其中动力照明能耗主要以车站通风空调为主,约占40%~43%。
综上,我们基于当前设备运行工况存在部分冗余情况,在不影响行车安全,不显著降低乘客服务水平的前提下,合理调整车站及区间照明系统、通风空调系统、冷源系统等设备运行工况,有效降低贵阳地铁运营动力照明能耗,节约运营成本。
二、目标设定
调整部分低压设备运行工况,实现小系统每月节能降耗约16%,进而推广至1号线,全线全年节省3000000kW·h°用电,降低运营成本。
三、制定方案
制约环控系统调整的主要因素有天气温度、行车设备运行环境(温度/湿度)要求、工作人员与乘客生理(温度/湿度/通风量)需求。因此,与上述条件不冲突的情况下,结合我司实际制定2套节能减排方案。
方案一:非重要设备房(如冷水机房)在非运营期间对温度无要求且无人员值守,该类设备房对应的送排风机在非运营期间(01:00-06:00)停止运行。每日运营结束后手动停止或开启相应的风机,通过风机额定功率逐台计算出停机期间的理想节能数值。可行性分析:无需投入额外成本,且满足关键设备运行及人员生理需求,能实现一定的节能降耗效果。但操作性较差,需要人为每日进行手动启停,极大增加员工工作负担。
方案二:充分利用贵阳优越的气候,非运营期间(01:00-05:00)将车站小系统执行停机模式,期间密切关注温度变化情况,若现场有特殊需求时可作临时调整。提前编辑时间表,通过定时执行对应的停机模式,以站为单位进行理论计算,同时通过实测数据进行辅助校核。可行性分析:该方案无需投入额外成本,对设备运行及人员生理需求影响较小,能显著实现节能降耗效果,且该方案可操作性良好,通过提前编辑、下发时间表自动执行,降低员工工作量。
综上分析:方案二属于最佳方案。
四、方案实施
根据方案二所述,以系统自动执行预编制的节能时间表,由人工重点卡控期间车站关键设备房温湿度情况,如有异常及时采取相关修正措施。
选取国态、新寨、白鹭湖、北京路、中山西、火车站、工业园作为典型试点站,分别在8月10日~9月9日,9月10日~10月9日开展对比测试,通过实测用电量反映节能效果。
五、效果检查
(一)数据实测
经过测试与数据统计,2次测试期间试点车站400V用电量实测对比,采用方案二实施节能降耗,能在现有基础上显著降低各车站每月用电量。与此同时,测试期间对试点站关键设备房进行温湿度监控采样,其温湿度传感器统计结果显示除民用通信设备室温度略有偏高外(统计期内平均温度27.5℃,最高32.5℃),其余各设备房温湿度均无显著变动。
(二)理论计算
查阅统计1号线各站小系统设备总功率如下:
国态97.25kW、新寨68.95kW、白鹭湖76.4kW、北京路102.3kW、中山西113.6kW、火车站134.8kW、工业园35.82kW。
采取节能模式期间,各车站可实现理想节省电量约629×4h×30=75494kW·h。
根据此方案,若将节能降耗措施推广至1号线全线,则可实现年度节省用电量约2081kW×4h×365=3038260kW·h。若地铁用电按每度0.7元计算,则1号线全年可在现有基础上节省运营成本约210万元。
六、巩固措施
1.该方案的落地落实需公司各级领导及各部门的大力支持,从顶层层面做好统筹领导,在运营规章制度中明确节能减排概念持续性实施的必要性和依据。
2.由OCC环调作为方案执行者,重点监控小系统节能模式是否按照预设时间表执行,车站工作人员密切做好环境情况监控。
3.持续性做好数据监测记录,包括月度用电量、车站环境温湿度等,发现异常及时调整环控模式,确保不影响正常运营,满足人员工作需求。
4.由维修部门做好设备运行状态的日检、维保工作,确保小系统设备功能正常,同时提供更加准确的设备参数和测量数据。
5.每月进行数据理论计算与实测数据分析,针对误差较大的情况深入查找原因,及时修正节能降耗结果。
七、总结与展望
本次节能减排探索以试点方式开展,取得了一定的节能降耗成绩,但仍有诸多因素影响实测数据,如冷水机组不规律启动、部分车站因异味烟尘需开启排烟风机,造成了实测数据与理论计算量存在一定偏差。但该类因素属于满足运营需求的关键措施,从根本上分析,并未对节能降耗方案实施产生严重影响。关于此次探索的延续和实施有以下几点展望:
1.有强有力的保障和支持,希望在全线所有车站逐步实施节能降耗方案;
2.充分发散思维,对大系统、区间照明、高架/地面照明实施节能降耗措施,无特殊需求时,非运营期间可将区间照明按时间表关停部分,地面高架白昼期间充分利用自然采光等,进一步探索运营期间周期性启动大系统的可行性方案;
3.此次探索思路及方案在实施过程中持续优化后,可以逐步推广至2号线及后续运营线路,长远来看,可为我司运营能耗成本的节约尽绵薄之力。