地鐵BAS對通風空調系統控制工藝的探究

楊朋

摘要：地鐵通風空調系統結構組成復雜，功能劃分較細，因此，對控制系統提出的控制要求相應較高，不僅要滿足常規性的設備啟停、環境參數調節的功能，還要實現系統的節能優化運行，降低運營成本。所以，做好對通風空調系統的監控管理，是地鐵BAS系統的首要任務，可以提高系統的防救災能力，改善地鐵車站及區間內的候、乘車環境等。本文就地鐵BAS對通風空調系統控制工藝進行探究。

關鍵詞：地鐵BAS；通風空調系統；控制工藝

1、地鐵工程環境與設備監控系統（BAS）及地鐵通風空調系統概述

通常情況下，地鐵工程環境與設備監控系統（BAS）主要由監控管理工作站、控制器、調節閥、現狀變送器、UPS電源、通信網絡等幾部分組成。通風空調系統主要由隧道通風系統、車站通風空調系統兩部分組成，其中隧道通風系統主要包括車站隧道及區間隨帶通信系統兩部分，車站通風空調系統則是由空調水系統、車站設備管理用房通風空調系統及車站公共區通風空調系統組成。地鐵通風空調承擔著調控地鐵車站及區間環境溫濕度、二氧化碳濃度，為乘客提供安全可靠、舒適的乘車環境等重要作用，同時在發生火災時，通風空調系統會迅速地轉入設計預制的救災工況進行運行，排除火災區域的煙霧及有關的有毒氣體，人員疏散爭取時間，保障乘客及工作人員的人身安全。

2、BAS對通風空調系統的控制要求

2.1對隧道通風系統的控制要求

（1）BAS對區間隧道通風系統要求進行中央級和車站級兩級控制。中央級下達運行模式指令到車站級，由車站級實現對區間隧道通風系統設備的模式控制，同時，根據運營需求，對于部分重要的設備要求在中央級具備單臺設備直接點動控制的功能。對區間隧道通風系統設備的控制操作以中央級為主。（2）區間和車站隧道通風系統運行可分為正常運行、阻塞運行和火災事故運行。

2.2對車站大、小系統的控制要求

就車站設備管理用房通風空調系統及車站公共區通風空調系統而言，一般情況下，車站的通風空調、防排煙設備管理用房通風空調系統和公共區通風空調系統按照不同的工況模式進行運行，常見的工況模式主要有非空調季節、空調季節小新風、空調季節全新風、火災事故運行、夜間運行等幾種模式。對于公共區通風空調系統及設備管理用房通風空調系統而言，首先需要測量出車站公共區或者各類房間的溫濕度等有關參數，然后采用一定的算法及控制策略對公共區通風空調系統的水系統二通調節閥進行調節，通過控制該閥門開度，調節車站站臺、站廳、各房間等位置的溫濕度，使其滿足相關要求。

2.3對車站水系統的控制要求

（1）控制車站水系統按空調季節、非空調季節、夜間運行、火災事故運行等不同工況模式運行；（2）根據設在分、集水器的供回水管路上的溫度、壓力變送器所采集的參數信號，以及參考實際冷負荷和監測二通調節閥的開度來確定冷水機組的開啟臺數，完成冷機的投切控制。（3）調節末端空調器二通閥開度，控制相關環境溫度盡量維持在設計值水平。

3、BAS對通風空調系統的控制策略及控制流程

3.1對隧道通風系統的控制策略及控制流程

地鐵工程環境與設備監控系統對地鐵通風空調系統中各子系統的控制策略及控制流程同樣存在一定差異。隧道通風系統而言，正常情況下，可以根據系統的全年運行工況模式在較短的時間內開啟通風井內的機械風機，采用隔站送/排風方式，對地鐵的區間隧道開展縱向機械通風，最終實現蓄冷降溫及通風換氣的目標。除此之外，列車運行會產生活塞風，帶來車站氣流，也能在一定程度上實現區間隧道冷卻的目的。列車阻塞于區間的時候，通風井內機械風機的氣流組織方向要保持與行車方向一致，確保列車空調冷凝器能夠保持正常的運行。列車在行車過程中，在區間發生火災時，需要按照預訂的運行模式，使得通風井機械風機按照與乘客撤離方向的反向進行送風，盡可能多地排除煙氣，為乘客提供較好的逃生環境。

3.2對車站大系統的控制策略及控制流程

（1）正常情況下，大系統采用焓值控制，根據季節變化設有空調工況小新風、空調工況全新風和非空調工況全通風三種基本運行模式；夜間列車停止運營后，停止大系統及其水系統的運行。對車站的同一個空調空間，作為一個監控對象進行環境溫濕度的控制，即對車站大系統按照同時控制車站兩端的空調系統處理，作為一個控制對象。控制回路基本按串級控制方式對車站站廳和站臺的室溫進行PID調節，使室溫穩定在舒適水平上。（2）車站因區間堵塞、線路故障等原因導致乘客人員大幅度增加時，車站公共區通風空調系統的冷卻水泵、冷凍水泵、組合式空調器等相關設備要根據實際的環境參數合理地選擇運行模式。（3）火災情況下，控制車站空調系統關閉，并停止車站空調水系統，控制相關通風設備轉入排煙模式運行。當站廳發生火災時，控制開啟大系統排煙風機及站廳送風管、站廳排風管上相關電動風閥；控制關閉組合式空調器及車站小系統、站臺排煙管上相關電動風閥，對站廳層進行排煙。當站臺發生火災時，控制關閉組合式空調器及大系統排煙風機，同時開啟四臺隧道風機系統協助站臺排煙。

3.3對車站小系統的控制策略及控制流程

就設備管理用房通風空調系統而言，正常情況下，主要的控制回路為柜式空調器及其風路，根據設計調試的實際情況，結合各個需要供冷的房間的工作性質及其重要程度，制定合適的溫濕度控制方案，難以確定時，按照末端房間參數進行控制。發生火災時，控制設備管理用房通風空調系統進入預定的火災模式運行，隔斷火源、煙氣或者及時排除煙氣，同時要開啟內走道排煙風機及樓梯加壓送風機進行排煙及補風。

3.4對車站水系統的控制策略

（1）BAS對冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔不做單獨控制，而是由相應的冷水機組聯動聯鎖控制，此部分功能由冷水機組自帶的控制設備根據開/關指令順序完成，BAS僅與其保持通訊及監視；（2）冷水機組的投切根據冷負荷需求進行群控，由BAS完成開/停指令的發出，并監視冷機開/停任務實施完成的情況；（3）在車站站廳、站臺各設置兩組溫濕度探頭，其采樣參數和其它相關參數（新風室、回風室、送風室溫濕度）經BAS的控制器計算來控制空調器冷凍水管上的二通調節閥的閥門開度，以此控制通過空調表冷器的冷凍水量。水系統在進行輸水分配過程中，由壓差旁通控制器（自力式）根據壓差變化進行水量控制，BAS不需要對其進行監控；（4）火災情況下，控制水系統相關設備轉入相應的火災全停模式。

4、結束語

地鐵通風空調系統是地鐵車站及區間建設的重要組成部分，空調系統的穩定正常運行關系著地鐵車站的安全，因此，它是鐵工程環境與設備監控系統（BAS）最重要的監控對象。通過本文的分析總結，希望能為地鐵工程相關研究人員的工作提供簡單的參考。

參考文獻：

[1]車站通風空調系統運行與優化[J].陸俊.都市快軌交通.2016（02）.

[2]淺談地鐵車站BAS系統的組成和功能及維護管理[J].顧杰.中國設備工程.2017（14）.

（作者單位：西安市地下鐵道有限責任公司）