中文      English
 
 
世界轨道交通资讯网

无锡地铁暖通空调创新实践与思考

发布时间:2016-08-12 09:21:35 编辑:gaoweinew
本文摘要:今天的题目是"创新实践与思考",我们是从业主的使用和管理角度,对业主来讲,这个系统到底怎么样,创新完成怎么样


  今天的题目是"创新实践与思考",我们是从业主的使用和管理角度,对业主来讲,这个系统到底怎么样,创新完怎么样,我后面要不要用,使用下来运行的效果怎么样,对我的管理有无帮助,能耗有无降低,这是我们去评判的一个事情。这是一个目录,柴静的环保片子大家都看到,当时看了大家都很兴奋、激动,我相信大家都是这种感觉,但是会后可能就不会动了。

  习主席在2015年巴黎气候大会上做出了几项承诺,也是我们国家很重要的战略,目前工程院都在大幅度地做各行业的节能标准,其中轨道交通能耗是他们重点关注的对象。上午庞总讲了一些国家战略,其实国家战略离每个人都很近,能耗的东西就是国家战略,我们不做,美国就逼着你做,收你的碳排放税。实际上我们自己的环境也受不了了,也要做了。

  可以看到,我们资源消耗大国,气体排放世界第一,人均排放已经超过欧盟了。过去我们现在最大的话语权是,我人多、我人均少,现在不行了,人均也多了。这是我们的碳排放情况,能源的构成是原油+煤炭超过80%,我们的结论是地铁是绿色的,但冒的是黑烟。再来看看单位GDP能耗情况,2015年我们国家公布了每万元GDP的标准煤是1.22,后面我们国家都不敢官方公布这个数据,我查的有的是0.86,有的说0.63,实际上到2020年我们要到0.4左右,才能完成我们给世界的承诺。大家都知道,能耗到后面越降越难降。

  再看一下轨道交通能耗的情况,两个数据。大概到2014年我们占比是1.7‰,就这么一个小行业,不含大铁路,只是城市轨道交通。预计到2020年,"十三五"的规划各个地方都发布了,预计我们要占到7‰,如果一个小行业占到全社会能源的7‰,说明我们的能耗太严重了。

  能耗为什么这么严重?整个建设流程中,目前只有在可研阶段有一个节能评估,它能起到什么作用?3号线节能评估预计初期和近期达到1.4万左右年用电量,实际上现在1、2号线开通起来两条线加起来也不到1.3万。这样的节能评估能起到什么作用?只会为我们消费能耗提供一个依据,我的能耗比这个少很多。我们在总体设计、初步设计、施工图设计、用户需求数书、招标采购、设计联络一直到最后的试运营、评估总结里面都没有强制性的标准,所以能耗一定高,低了就是运气好。我们的消防有如此严的审批程序,一票否决制,大家都知道消耗验收有各种各样的问题,最后都是因为必须要开通,所以就开通了。能耗的情况目前是程序和标准的缺失,这是我们面临的宏观环境。

  同样,设备系统面临的宏观环境也很严重,大体上来讲我们的总结评估过于少,我们已经做了二十多年了,其实我们的总结评估太少了。另外一个,新的大数据、云计算的方式在改变着地铁,十几年前我们的综合监控很先进,但现在已经非常落后了,这里面我们重硬件、轻软件。我们都是业主,一个三五块钱的风机都有专任的工程师去管,很多值几个亿的软件可能影响十几年的运营,没人去管,给了就给了,不知道什么样一个黑匣子打不开。

  关于空调我们做了很多,持续做了一年多,每周六开会。着所以有这个时间、精力,我们的线网规模比较小,通了两条线以后,现在在做3号线和4号线,中间留了一年多时间有机会让我们回头看。另外,公司比较重视,做新线,这么小一个城市,一条比一条做得好,因为没有规模,那如何才能做得好,这帮人也只能看以前做的东西。

  通风空调系统也面临着很巨大的改革发展,过去老前辈们定了很多东西,我们就这么用了。这些东西用下来怎么样呢?一是现在在需求侧实测性研究在加大,通过实测我慢慢知道需求到底什么样,系统不能乱配。二是供给侧新技术不断出现,设计人员眼花缭乱,看了很多新技术,哪个用、哪个不用,到底怎么用,用下来怎么样不知道,没有评估、没有总结。三是江亿院士对地铁空调提了几点建议,取消排查、取消新风、大小分开、简化系统,列车动力形成的自然风不能轻易扫掉。这是大体的宏观环境。

  一、无锡地铁简介

  无锡地铁的情况就不介绍了。系统回头看,有几个事情要提一下。一是多用智慧,少用资源,我们现在对资源消耗过度了。刚才有一组数据,煤炭可开采量只有30年,其实美国还有将近200年的数量,我们的煤炭消耗是全世界的一半。

  做"回头看"的两个基本出发点,系统好不好用如何评判?正确的时间开停机,这件事情是精细化管理的事情,是技术为辅的问题。到底什么时候开机,我们最后来讲。其实地铁的中央空调到底什么时候开机,没有任何一个规范或事情去明确。技术为主的事情,开机时供给与需求能否匹配,能否做到按需生产,这是忌讳性的问题,也需要很长时间总结与调试。

  过去看通风系统很简单,就区间、车站。现在随着越来越看得深入,很多庞杂的系统对它都有影响。我们会看到(PPT)这么多东西,绿色的是我们在深入探讨,黄色的是我们在研讨,还有很多灰色我们没太看到,这么多通风空调系统。如感温、光纤的数据,过去用于区间火灾报警,实际上它对区间什么时候通风、要不要通风,都提供了基础数据,我们都应该有,要用它,这就是数据应用的问题。

  二、业主设计管理简介

  业主的设计管理,(PPT)上面打红色的是业主要干的事情。由于我们的市场意识不够健全,合同履约意识还不够强,所以业主做的事情远远比这个多。其中有一条是总结和评估,工程干完了之后总结评估是最最重要的事情,这也是目前我们最缺的事情,而且一定是用户才能真正总结评估这个产品怎么样,无论是设计,还是产品供货商,都是很片面的。甚至现在的产品供货商,我还没有见到哪个厂商主动到地铁公司去回访一下系统用得怎么样,都很少看到,因为我们太忙了。

  这是当时在指导设计院的时候,它有一个死循环,你让土建出头说机电设备没配合,机电设备配合说没招标。我说我要招标了,你把东西给我。他说,土建还没资料,我的设备提不出来,就形成死循环了。我们当时做了这样的流程,让他们按照流程去做也很好。

  现在我们作为业主的角度,回过头再看流程,我们就发现这是业务流程,业主的职责在哪里?缺管控。比如在设计院提技术标准,它的技术标准能轻易设定下来吗?业主的需求有没有落实?这样的技术标准需不需要外部专家的审查?需要专项审查,我们一个初步设计的评审三天,绝对不够支撑这么多技术标准评审。比如我们讲声控交付的时候,政府审查时你有没有结束掉,政府和审查没结束,你的声控是一个半成品。各个阶段意见有没有落实?等等有七个条款给工程师,你收图时不是简单地收图,要看七个方面的内容,这个产品才能往外发。

  从暖通空调角度,总结一下业主关心的几个事情,系统划分、针对具体工程的设计,一些交叉的专业,我们经常干到最后,内遮阳、纱窗、开创、档烟垂壁这个事情没人干,往往我们是事后去买纱窗,事实发现纱窗内遮阳很管用。

  举两个案例,这是我们的控制中心和办公大楼。我们做了很多空调方案,最后还是基于使用时间过于零散、各种入住的人都有,我们大规模应用VRV分散的方案。事实证明,现在运行成果非常好,能耗也非常低,因为你各种各样的加班,系统都很小,该开就开,该关就关。其它一栋楼我们没有去管过它,因为很小的一栋办公楼大概不到两万平米,他们就做了一下尝试,采用了一个燃气的集中空调。出来以后,我们领导想把这个东西废掉,能耗高得不得了,另外一个跟它一模一样的规模,运营总部也在里面,也是两万多平方,电费是它的一半,就用了简单的风机空调,所以这里面的事情就麻烦了。

  具体从设计上来讲,第一个,我们有司机公寓、弱电设备用房,夜间和过渡季节都要用,这么大个系统开起来就不得了,设计上考虑不完整。第二个,燃气价格上升了。第三个,这个机组需要专人来值守,真空度需要定期观测,人力成本很高,能耗成本也很高。这样的方案冷源集中起来就不能适应建筑物的使用情况。

  现在的结论是设备系统永远面临着到底是集中还是分散,空调这件事现在管理就是要分散。目前的技术手段,当集中完之后你出投资低了,设计上看起来合理,使用起来能耗非常高。因为你使用不便、大马拉小车或者时间不匹配。从弱电系统建设的观点是一定要集中,因为你的技术手段出现了,AFC也好,综合监控也好,通信也好,你的主机都一样,没有必要各自做自己的,应该整合,技术手段和使用情况决定了你要分散还是整合。

  三、设备管理用房两条线全部采用多联机空调系统

  一个是无锡的气候特点,基本上7-9月份温度不那么高,7月底会有个梅雨季节,主要是除湿的问题;到8月份会遇到温度高的情况,针对这种情况,大系统的使用时间跟它一定不一样。另外是设备房的问题,设备房过于凌乱,使用时间也不一样。过去管理用房讲它是16个小时、18个小时运营期间用,实际上也不是,我们的管理房只有车控室是24小时用,会议室一天半个小时就完了,那个房间就不用了,如果你不能关掉就是浪费。更衣室更是这样,一年15分钟就可以了。尽管它是个管理用房,它的使用时间挺短,所以必须让系统在运营时间必须关掉。所以我们现在到处讲的结论是,所有的管理用房一定要用VRV,因为你可以关掉,只要用了全控制系统,你就是关不掉,运营期间没有人就在那儿开着。

  这是当初系统方案设计的情况,不过多讲了。这个系统用下来的情况怎么样呢?无论是供货商,还是设计方都很难知道,我们带着他去看用下来的问题,这也是国际品牌,里面给的一排数字,哪个数字代表你室内机的情况。这样的产品用户怎么用?你哪知道1是代表哪个房间,2是代表信号还是什么,根本不知道,所以一点用没有,就放在这里。

  冬季的时候,如果变成通风模式的话,通风量比较大,也没有变频,我们考虑排出余热的风量。冬季通进去人其实是很冷的,所以我们建议做一个很小的小季风模式,甚至把风送到走廊里好了,这些问题我们都做了一些改进。

  另外看看系统运行的表现情况,这是去年5月份到今年3月份的电量情况。事实证明,这样的电量情况比我们开通风还要省电。这是我们没有想到的结果,VRV比通风省电,省的还不是一点问题。为什么出现这种情况,我们也做了分析。一是做通风的时候,按照最不力的情况去配合风量,风量一定是很大的。二是小系统很小,我们又做电频,所以就是按照最不力的情况去运行。VRV的确能做到按需生产,你需要多少,它就给多少,这是产品的特点决定的。通过这件事有一个小系统的附加值出来,小系统的负荷到底是多少,我们最近在跟很多弱电制造商谈,你的发热量到底是多少,功率到底是多少,我整个系统为你匹配,如果没那么多,系统就配大了。我们现在用下来,这个小系统的发热量大概就三四十千瓦。有人说你现在客流量小,你还是近期,我说你再乘以2好了,绝对不够100千瓦,小系统所有的负荷,但是现在实际配下来已经到300了,更大的500都有。需求不掌握,供给侧技术很多,没有用。

  (PPT)这是我们实测的数,黄色是设计的数,实测的最大值加起来有几十千瓦,而且实测的数是靠通风的手段去测。我们用另外一个手段验证,VRV的用电量,这是VRV整个5月份的用电量,峰值还不到200。很简单,除以24小时,再乘以它的CUP值,比如4.2,得出来两个数基本吻合,策的数和用电量数反算出来是吻合的。

  刚才已经分析过原因了,我们现在的建议是小系统一定要用VRV,为什么现在的地铁能耗很大?其实小系统占了很大一部分比例。我们跟其它也提了一些建议,车控室一定要用VRV,不要用全控制系统。另外一个,弱电用房很多地方在拿VRV做备用,为什么做备用呢?因为你原来的系统不好用,过度季节到晚上我开这个不划算而备用。备用的话我们建议不要百分之百备用,VRV备用50%好了。原来通风调控全控制系统也降到50%,不放心就两个60%,这样管道也小了,大家也好维护了,使用也很灵活了。

  现在我们面临的问题一直是变电所这条系统,一直没找到好的方案,变电所系统发热量也非常小。7月中旬时,我们连续做了几天测试,把空调关掉,开通风,这么热的天气根本没有问题,不需要空调。变电所做空调有什么问题?空调专业一般讲26度,变电所要求的室内标准36度,实际上市面上就没有这样的空调,室内标准是36度不能叫空调,空调就没有这个温度,所以没有这样的产品,过去我们是乱用。

  通过实测大、小系统分开以后,大系统的问题也来了。我们设计大概不到700的冷负荷,实测下来200多。这也是去年最热的天,今年还有个数据出来,这几天最热的天也过去了,也就是200多一点的负荷量。我们事后专门根据设备商提供的发热量、功率再反算回去也不到500,所以我们现在给设计院定的规矩是500左右可以接受,超过600的都不接受,你再给我讲为什么超过600了,所以源头控制你的需求。

  大系统、小系统分开用,大系统一定要做两台冷水机组吗?能不能做一台?规范上也允许,但是现在设计院跟业主的冲突还比较激烈,他认为做一台的风险太大了,无非是对设备的可靠性不放心。实际上现在空调季节就一个多月,一个多月的可靠性我认为通过维修和保养是可以的。另外,我们的空调季度近远期配置的问题,在2003年的规范上我们是必须进行配置,2013年的规范改了,十年之前大家从来都没做过。

  我们简单做了个总结,小系统用VRV以后冷源分散了。不光是个大型分散,它自身也是分散的,一个系统对一个系统,弱电对弱电,管理对管理,室内侧直直接蒸发,自控与设备高度集成,厂商直接过来都调好,所以能做到按需生产,哪怕容量稍微配大一点,用电量还是下来的。

  小系统用这个东西就是一个城市景观的问题,为什么我讲国家能耗战略,如果我们看到国家能耗的情况,我们就觉得城市这一点点景观和一点点冲突根本不是问题,城市景观有什么关系呢?就是大家的理解问题了。但是我们想这个系统要继续用下去,一是减少冗余,我们大概在8月份想国内顶尖专家就发热量这件事情探讨明白,以后所有的设备招标里必须限制发热量。二是尝试研究了一个水冷VRV,它还有些代价。三是为了减少容量就把变电所放到大系统里面,这么热的天试了,通风是可以的。那么大系统开的时候空调就跟着开,不开的时候开个通风,是可以的,这是没问题的。

  另外是研究大系统单台机组,如果不愿意接受单台,一定要两台的话那就要换机型,不能用螺杆,要用磁悬浮。还有直接蒸发机组,现在需求如何?负荷非常大,这次做了一个转换装置。5月份时,我也跟张总他们汇报过,我们的湿度控制得非常好,都在三四十,用这个装置打开以后自然通风,整个车站大系统全部关掉了。到6月份时跑出问题来了,湿度特别大,凡是出口站亭、楼扶梯交接有风进来的地方就湿度特别大。到6月份时,区间里温度大概只有20多,室外温度进来以后大规模接入了,到6月份就它关掉,所以跑下来就这两个问题。

  有的同志提了有消防的问题,有什么消防问题?全国很多屏蔽门,包括早期没有屏蔽门的车站就是敞开的,没有消防的问题。现在4号线全部在用,坚持用手动的,为什么用手动的?这个事情很简单,手动就好了,一年就两三次,四五个人一个站两个小时就可以了。做自动化要付出很多代价,做很多系统,而且可靠性也来了,在区间边上可能有风险的问题。设备系统智能化不能完全取代人的作用,不能忽略了人和设备互动的作用,有时候很简单的事情人能干了,不要去花很多代价去搞智能化。

  这是湿度的问题,我们也做了测试。7月份时不开调控而开通风,其实站内温度根本没超过设计标准,温度也就是二十五六度,就是湿度太大,八九十。开空调的时候,温度下降两三度,湿度下降了十个点,其实湿度70多万,仍然还是很不理想,我们的标准是65或70。我们做了一个解决湿度的问题,一个是做了质控的机组和漏电除湿,来加大送风的温差来除湿,我们准备拿几个站把设备装上去试试除湿效果有多好。事实上我们目前不需要空调,只需要除湿。

  另外一个是溶液除湿,我们也想做这样一个方案,目前可能偏向于直接蒸发。根据需求我们还做了精准设计,在调试过程中发现小新风机完全没有用,事实上运行时从来没开过,所以现在把它取消掉了,设了一个小新风阀、全新风阀,这个调试通过变频可以实现,这个小风机不知道从哪里来的,旋转通道从来没有这种搞法,不知道在哪条线上,查不出来。另外一个是新风车过滤,过去讲究大型过滤,小系统反而没有过滤,这次我们把这件事情改过来了。新风道设置粗效过滤,人员房间设静电除尘。

  最后,使用环节的问题。

  系统建成什么样有时候也不以个人意志为转移,但建完以后牌怎么打有点技术含量。刚才讲的第一个问题,正确的时间开停机,这是管理为主的问题。江苏一个地标讲了这么多,也没有告诉你什么时候开机,就是搞室外温度。室外温度跟室内热度有一定的关系,尤其是地面建筑,但与地下建筑没有必然关系,这不能参照。另外,运营公司的能源管理办法,我相信大部分运营公司的管理办法都一样,一定是从北上广超过来的,告诉你个时间、区间可以开空调了,但要不要开没说。大系统给的室外温度小于22度时要开,22度根本不需要开,室外温度到30度时才需要开,小系统给的14度,那更不靠谱。

  我们在想为什么这么简单的事情,我们行业做了这么多年都没人回答这个问题,想想很奇怪。我们后来在想室内有了温度、湿度,在中央机也看得到,中央机室内温度超过30了,弹出窗口报警就好了,去开就好了。但是当你到30度时开,空调制冷有个时间、过程,那你就要提前一点,不要30度,29度或29.5或28.5,这个需要我们运营一段时间去摸索摸索。你定这个站29度弹出一个窗口就开机了,就这么简单的事情还需要摸索很长时间才摸索出这个规律,到底什么时候开机。

  关于这件事情我们就要思考,谁在负责开停机?如何实现正确的时间开停机?为什么要实现正确的时间快停机?谁来验证它正确的时间开停机?这件事情环调在做,我们要继续找环调的根源去,环调是什么工种。我们就很奇怪,都是大学毕业学暖通的,甚至还有重点院校的,他到这儿怎么成操作工了,为什么要成操作工呢?我一直想不明白这件事情,那么就追根溯源。

  我们现在的想法,到底是把环调变成一个技术工种还是增加一个节能管理的岗位?整个节能管控的流程怎么办?这么大一个系统就是一个刚毕业的小伙子两三年就在那儿管,你根本不知道他用得对还是错。我们谈地铁使用一百年,就这么稀里糊涂地用下去,所以环调不是一个简单的操作工,如果我们把它变成一个简单的操作工技术,我们必须有大量的数据积累,包括刚才讲的事情都解决掉。你给他一个完整的使用手册,什么时候开,什么时候关,关的时候系统能不能自动运行,不能自动运行人为要怎么干预,你都要告诉他,那他才能变成操作工。

  我们在呼吁,这个工种必须改。拿这个跟信号的工种做了一个对比,因为信号的安全性很重要,信号工种远远比环调待遇高,我就很不理解。信号不需要人工干预,完全系统自动,你动了是有问题的。它一定是在灾害或故障情况下才需要人工干预,所以我认为这个工种没有人和技术含量,技术含量就在于灾害时怎么办,灾害时不是他定的,是整个控制中心的主任来定,有应急流程,不是你想怎么办就怎么办,他就是个职守,所以他是个操作工,环调不是个操作工。这是最后一公里的问题。

  最后结束语,地铁空调节能要从流程再造开始,从设计、建设、设备采购、使用。我们大体上在我们公司内部做了这个流程,总体设计加一个专项评审或者在初步设计阶段,初步设计阶段我们集团会进行一个内审,我们认为专家的审查不能代表业主需求的审查,很多环评的事情要落掉。

  初步设计做完之后,我们希望做一个内耗的模拟,你告诉我这个站桩机功率是多少,未来运行大概要用到多少能量,那机修站就有标准了。我的设想是机修站通过技术改造以后,普通站一年20万的用电量,一定不会让它超过30万,在无锡地区超过30万我就认为你设计有问题。能耗模拟完如果过高,我就要要求你调设计、调管道。在施工图设计阶段必须做三维仿真设计,为什么设计院要把阻力加得很大呢?就是因为他担心你管道拐来拐去,通过三维设计闭门解决合理排布,你的阻力是可控的,不会随便加弯头。

  用户需求书现在也进入了一个怪圈,我们谈了很多产品之后的事情,这本身不是我们的强项,我们要去谈,我们应该去谈业主的使用需求,到底是什么样的需求?怎么知道是厂家的事情?千万不要去干扰生产线的事情,他绝不会为了你改变。

  设计联络阶段,往往我们的设备招标时很好,一进来我这个地方要加点,那个地方加点,功率加这件事情我们不可容忍。过去我们忽略这个环节,设计控制得很好,设备一来功率一下从18变成22了,一个档次就这么多。我们现在提出来,设计阶段必须控制设备的功率。

  系统调试现在是个大难题,整个行业出了问题。在两条线做完以后基本上调试失败,我们就找所有的中铁多少局,你来个老师傅告诉我,应该怎么调,到现在还没人敢来。我们的教育出了问题,我在学校学暖通时敲风管、做铁皮等。我上次跟清华大学的朱雨新(音)教授聊,他说教育出问题了,清华学生实习时就去一个工地,给你一个工地调吧,不懂就从理论上解释,解释不了问我,一直把这个系统调算是毕业了,所以清华学生出来动手能力很强,我们号称理论很强。

  验收要强制,我们国家的《绿色建筑运行标准》现在提了一个综合能效调适的概念,即便你调适都调好了也没有用,你都调好了实际运行也没有用。我们现在要求调试怎么调?50Hz、45Hz、40Hz,每五个Hz往下调,调完以后系统能力告诉我,我的需求我算得清楚,我去配。

  我给BAS系统出的主意是你不要再去搞什么控制算法了,你给我分十个档就可以了,五个赫兹一个档,运行摸索一段时间我就知道用哪个档,直接到那个就完了,不需要长期动来动去。综合能效调适很重要,它解决设备运行状态和实际运行状态能匹配起来,它有一个完整的空调机的调适,国家大力在推,有调适顾问,或者这个调适的事情在地铁里如何插入这个换届,因为它设计到各方面的职责和权力的问题,插入一个环节很麻烦,我们一直在探讨这件事情,管理上怎么解决它的职责定位的问题。

  我们讲使用环节很粗放,靠什么样的抓手去解决,使用环节最终是一张时间表,跟列车运营图一样。我后来反复问,地铁公司的列车运营模式是型号随便排排就运行了?他说那肯定不是,公司肯定要审查。环调运行时间表有没有查过?从来没查过,自己想怎么排就怎么排,排完就运行了。我专门问了港铁公司,他们内部有审查,环控每天运行的时间表由运营公司发文,各个部门要会签。排这张表还是很有学问的,要掌握大量的数据才能排好。排这个很容易,模式都是现成的,但排出最好的就很难讲了。这是使用环节的最后一个抓手,最后是评估总结。

  我的汇报结束了。

 

专  题
 
 
 
封面人物
市场周刊
2017-09
出刊日期:09-27
出刊周期:每月
总480期
出刊日期:(2014 07 09)
出刊周期:每周