地铁隧道通风系统的节能运行优化研究

发布时间：2017-07-18 01:31

  本文关键词：地铁隧道通风系统的节能运行优化研究

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【摘要】：随着我国经济的快速发展,我国城市化水平的不断提高,城市人口急速增长,私家车数量的增加导致城市道路的拥堵问题已日趋严重,因此越来越多的城市将大力发展公共交通做为有效缓解的手段。地铁做为现代化的地下轨道交通工具孕育而生,它与传统公共交通相比,具有速度快、运客量大、低能耗、低污染、运行安全快捷以及舒适等优势,已成为城市公共交通的中流砥柱。同时地铁在宏观经济方面,也可做为城市布局的导向,创造出新的就业机会和经济增长点,促进未来城市的可持续发展,并且对于提升城市的综合地位也具有重大的意义。地铁列车在隧道内运行所产生的地铁隧道通风和能耗关系紧密,随着地铁的广泛应用,有关地铁隧道通风系统的分析研究对于实现地铁运行节能具有重大的意义和价值。地铁隧道通风系统设计普遍采用远期最不利工况作为选型运营的标准工况,对能源的浪费较大,因此本论文采用模拟软件对不同运营时期、多种风量工况下地铁的热环境进行逐时模拟分析,通过分析不同时间段的客流量、通风量大小和列车运行模式考虑风压、温度分布等变化因素的影响,提出了可行的节能性方案。论文首先在对隧道通风系统进行理论分析的基础上,通过建立简单可行的系统模型,忽略线路、土建等条件的影响,突出各研究因素对系统运行状态的影响,在考虑车站隧道排热风机的排风量、行车对数、室外环境等因素变化的基础上,分析了隧道内的温度、风量及压力变化。再次通过对隧道通风系统各种工况工艺模式的分析,为工艺模式优化设计提供参考依据,同时对早晚隧道通风模式从区间隧道长度和通风量两个方面进行了研究和分析,对于阻塞工况工艺模式优化从标准区间阻塞工况工艺模式和带配线区间阻塞工况工艺模式两个模式进行了模拟分析。研究结果表明,在地铁运行初期和近期关闭轨道排热风井,隧道内的温度是可以满足规范要求的并且可以大量节省能耗;远期所推荐的合理排热风量为40 m3/s;远期活塞风井的主要表现为引进新风。通风区段受周边区段的通风情况影响很小,但区段内的纵向风量分配受区间长度、车站送排风量的影响而变化。同时提出车站隧道通风系统的三条节能方案,一是分段调节,二是对比调节,三是动态调节。根据以上三种方案的分析,为便于隧道环境的控制,简化系统设计与接口,降低设备性能要求,建议采用方案一与方案二相结合的调节方式。并且发现合理的设置隧道坡度有助于降低隧道内温度,也是十分节能的一种控制模式。最后,变频调速技术在隧道通风系统节能中也有很大的应用前景,而且其节能效果也十分显著。
【关键词】：地铁通风 工况模拟 优化分析 节能
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U231.5;U453.5
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外隧道通风系统发展状况10-15
• 1.2.1 国外隧道通风系统发展历史11-13
• 1.2.2 国内隧道通风系统现状13-15
• 1.3 研究思路内容及意义15-17
• 1.3.1 研究思路15
• 1.3.2 研究内容15
• 1.3.3 研究意义15-17
• 第二章 隧道通风系统介绍17-29
• 2.1 隧道通风系统组成及主要功能17-21
• 2.1.1 隧道通风系统组成17-19
• 2.1.2 隧道通风系统主要功能19-21
• 2.2 隧道通风系统模拟计算21-29
• 2.2.1 系统设计理论计算原理简介21-25
• 2.2.2 采用计算机模拟计算25-29
• 第三章 车站隧道通风系统分析与节能方案研究29-47
• 3.1 车站隧道排热风量的影响分析29-40
• 3.1.1 研究模式、内容及目的29
• 3.1.2 隧道温度分布规律29-31
• 3.1.3 隧道温度变化影响31-34
• 3.1.4 隧道风量变化分析34-37
• 3.1.5 隧道压力变化分析37-40
• 3.2 车站隧道排热系统节能方案研究40-43
• 3.2.1 分段调节40-41
• 3.2.2 对比调节41-42
• 3.2.3 动态调节42-43
• 3.2.4 结论及建议43
• 3.3 节能坡43-47
• 第四章 隧道通风系统和工艺模式分析与节能方案研究47-70
• 4.1 研究目的及模式47
• 4.1.1 研究目的47
• 4.1.2 研究模式47
• 4.2 研究内容47-48
• 4.3 早晚隧道通风分析48-49
• 4.4 早晚隧道通风优化49-58
• 4.4.1 区间长度对气流组织的影响49-54
• 4.4.2 风量不同对气流组织的影响54-56
• 4.4.3 分析结论56-58
• 4.5 阻塞工况模式优化分析58-65
• 4.5.1 标准区间阻塞工况模式优化分析58-61
• 4.5.2 特殊配线区间阻塞工况模式的优化和分析61-64
• 4.5.3 分析结论64-65
• 4.6 隧道通风的节能控制65-70
• 4.6.1 通风系统调节的传统控制65
• 4.6.2 风机调速的变频控制65-68
• 4.6.3 变频调速在隧道通风中的应用68-70
• 第五章 结论与展望70-73
• 5.1 结论70-71
• 5.2 展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-76
• 附录：隧道模型配图76-77

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本文编号：555484