城市轨道交通节能分析及对策

城市轨道交通节能分析及对策

一、地铁节能的意义和必要性

节约能源在国民经济发展中有着重要的战略意义。必须坚持“能源节约与开发并举，把节约能源放在首位”的指导思想。城市轨道交通中配置了大量的设备系统，其中行车类的设备系统是必不可少的（如车辆、供电、信号、通信等），但有部分是为了方便旅客，以更好提高服务水平的辅助设备系统（如扶梯／电梯、通风空调、照明等），而在辅助系统中能耗较大的是通风空调系统。随着开通线路的不断增加，节能工作就显得尤为重要了

因此在城市轨道交通工程设计中必须统筹考虑各系统节能匹配问题，并尽量降低这些设备系统的能耗指标，在满足运营需要的基础上，合理地确定服务水平，将节能的总要求贯彻在设计全过程中，提出设备系统运营的节能模式，尽量实现自动调节功能，对今后的运营节能具有重大意义。除合理考虑设备系统的运行方式或采用了节能技术以外，在车站建筑设计中也需要重视节能问题，例如在条件容许的情况下，如果能缩小车站规模，不但可以节省巨大的工程建设投资，对于今后运营节能更具有深远的意义。包括采用自然光等等。

二、地铁节能现状

1.国家有节能方面的相关政策。

2.建设可研期间有节能专题。

3.地铁企业管理有板块。

但在落实上经常会相关无制度保障，工程初步设计评审期间无节能审查环节；施工图设计中涉及节能的各专业衔接不畅；各专业工程没有节能专项验收环节；节能工作基本是呈现专业、板块拼凑的现状，导致节能工作落实不力，节能效果不明显。

三、地铁节能环节

1.前期的节能设计是实施节能的前提。

2.工程控制（包括验收）是实施节能的灵魂。

3.节能设备的研发和使用是实施节能的动力。

4.运营过程中设备系统的模式控制和运行方式是实施节能的保障。

5.节能管理有指标有检查有考核是关键。

四、地铁能耗的类型

1.工程初步设计评审期间无节能审查环节。

2.施工图设计中涉及节能的各专业衔接不畅。

3.各专业工程没有节能专项验收环节。

4.节能工作基本是呈现专业、板块拼凑的现状，导致节能工作落实不力，节能效果不明显

在开通运营初期的地铁基本是车站动力照明设备用电

大于列车牵引用电，主要是由于运营初期运能较低。

五、地铁节能的对策

节能的措施主要是设计、工程施工过程、验收、产品设计应用、运营管理等几个方面。以下介绍几部分节能的具体措施：确定合理的车站空间和车站形式；以满足轨道交通功能需求为主，合理确定与车站功能相匹配的空间规模，尽量避免设置不必要的地下空间，以减少车站动力及照明用电；对于车站形式，若为高架站，设计中应充分考虑自然采光的利用。若为地下一层的车站，也可考虑自然采光的部分利用。高架车站设计时尽可能采用自然通风模式，尽量减少通风设备的容量，在减少工程投资的同时也为今后运营节能创造条件。

（一）线路节能

轨道交通是以电力为动力能源的运输系统，为降低能耗，线路平面、纵断面在设计时考虑了以下节能措施。

1．合理选择平面曲线半径

列车运行通过线路平面曲线时，车轮与钢轨产生附加阻力，因而要多消耗列车动能。附加阻力的大小与曲线半径成反比。在平面曲线半径设计时尽量取大，车辆行驶速度较低，不会增加过多能耗。

2．合理分布车站、选择较大站间距

列车起动要大量消耗电能，列车制动产生的热能排出隧

道要消耗电能。站间距小，列车起动和制动频繁，不利于发挥列车惰力运行作用，能耗量大，因而从节能方面来说，车站的站间距应大于1km。

（二）车辆节能

1.选取轻型材料，降低车辆负荷、提高牵引动力效率、提高列车编组效率来降低牵引能量的消耗；

2.通过坡道保速制动能量回收、停车制动能量回收来提高制动能量的回收利用；

3.通过有效的运输、节省列车运行能量来节约运行能耗。

4.提高空调设备效率、采用变频调节，且司机需根据高低峰客流适当调整空调温度设定的目标值，节省辅助电机耗能。

（三）供电系统节能

1.确定合理的供电方案和牵引变电所的位置，以减少供电线路的损耗。

2.选用国家推广使用的节能型变压器，并充分利用其过负载性能。

3.根据用电负荷，正确选择和配置变压器的容量和数量，合理分配负荷，实现变压器经济运行。变电所的位置尽可能靠近负荷中心。

4.在选用电缆电线时，注意经济电流密度，选择合适的导体截面，合适的电气产品型号，合理的设备布置，以及完

善灵活的控制方式，降低运行中的电能损耗。加强对用电部门的用电量计量，促进节约用电。

5.供电系统与车辆系统在节能上应统筹考虑，协调再生制动能量的利用方案，以降低牵引电耗。通过优化行车组织方式，提高列车制动再生能量的利用率。

（四）通风空调安装施工节能

1.车站机电设备安装工程工期的后门往往是关死的，在不到一年的时间里，每一个车站内安装工程几乎处于打乱仗的境地，很多专业工程同时施工，大有抢占地盘的势头，因为通风空调风管是车站比较多、空间占用比较大的设施，往往风管安装不能按设计的位置进行，导致不是绕梁就是绕其他专业管槽，这样会导致运行时风压增大，电功率增加的情况，造成耗电增大

2.另外空调运行时需要及时清除滤网的灰尘，如果清理不及时也会引起风压增大，消耗电能。

（五）运营中通风空调节能调整

1.非空调季车站运营期间，站内温度＜20℃且二氧化碳浓度满足要求时，大系统可以只在高峰期间歇运行;设备区回风温度＜15℃时小系统执行只排风不送风的环控运行方式。

2.大系统在冬季高峰时段可采取只排风不送风运行方式，其余时间关闭。

3.车站大系统运行时，可根据车站环境温度情况，只开启车站一台空调机组，关闭另一台空调机组，调整两端空调机组轮换开启运行。

4.车站小系统中通风空调机房内的S送风机完全可以全年退出运行，无需单独送新风。将设备处于就地位，专业人员每月做维护性开启，确保设备正常，设备运转时由专业人员到达现场恢复设备运行。

（六）空调水系统优化控制运行

1.在空调季和过渡季，冷水机组需结合车站和设备房的实际温度作为开机的依据，采取“逐站进逐站出”的方式。

2.原则上冷水机组、群控系统、多联机等季节性设备在非空调季应断电（避免待机消耗），为避免元器件功能下降，设备检修时可进行维护性开启。

3.过渡季要求每个车站至少有一台冷水机组具备开启条件，安装多联机的车站相关设备需具备开启条件。

4.车站冷水机组运行期间，车站值班人员通过调整二通阀开度和变频风机频率来调整车站温度，原则上大系统二通阀打至手动位，小系统二通阀打至自动位，同时设备维护部门确保旁通阀关闭。

5.如果只需要小系统进入空调季节时，可以关闭通往大系统的冷冻水管阀门。

6.将冷水机组出水温度由7℃调高至9℃。根据西安地