地鐵車站空調制水系統設備故障分析與設計防真

陸經玉 余俊杰

空調水系統是地鐵車站機電專業的基礎，以南昌地鐵八一館站空調水系統舉例，首先認識空調水系統的構造組成、工作原理、故障處理，其次學習空調水系統中穩壓裝置的構造組成、工作原理、故障處理，最后以恒壓供水控制系統自適應模糊PID控制器設計及仿真為改造方向思考，掌握空調水系統的工作原理、故障處理、和設計變更等方法。

機電專業 空調水系統 自適應模糊PID控制

空調水系統工程概況

八一館站位于中山路與象山路交叉路口下，車站沿著中山路設置，大致呈東西走向，為地下車站，采用車站供冷方式，設置兩臺冷凍水泵、兩臺冷卻水泵，兩臺冷水機組，車站冷凍水采用一級泵定流量、末端變流量的系統形式，設計溫差為7℃-12℃，冷卻水系統設計溫差為32℃-37℃。

空調水系統的構造組成、工作原理、故障處理

（1）構造組成

八一館站空調水系統主要由兩臺水冷螺桿式冷水機組（WCC-101，WCC-102），兩臺冷凍泵（LD-101，LD-102），兩臺冷卻泵（LQ-101，LQ-102），兩臺冷卻塔（CT-101，CT-102），空調集水器，空調分水器，綜合水處理儀，空調機組（AHU-01，AHU-02，AHU-B201，AHU-B301，AHU-501，AHU-701）及相應就地控制箱，電動蝶閥，管道等部件共同組成。

（2）工作原理

八一館站屬于地下車站，設置獨立冷凍機房，通常采用兩臺制冷能力相同的兩臺螺桿式機組組合運行的模式，即可單獨運行，也可聯合運行。根據空調水系統原理，冷凍水泵、冷卻水泵與冷水機組臺數一一對應，冷凍，冷卻水系統采用一次泵系統，大，小系統空調機組的回水管上設置電動二通閥，集水器和分水器間設置壓差旁通閥，平衡水壓作用，冷卻水系統采用穩壓裝置和地鐵配套物業定壓補水，冷凍水系統的定壓采用膨脹水箱。

（3）故障處理

空調水系統中穩壓裝置的構造組成、工作原理、故障處理。

（1）構造組成

八一館站空調水系統中穩壓裝置主要由穩壓罐（型號：PN0.6DN1000），兩臺三相異步電動機（JLP3 90S），兩臺輕型立式多級離心泵（型號：KQDP40，流量：8m?/h，揚程：32m，配套功率：1.5kw，軸功率：1.33kw），就地控制箱，閘閥等部件共同組成。

（2）工作原理

如上圖所示：1.氣壓罐；2.補水泵；3.配電箱；4.安全法；5.壓力控制器； 6.自動排器罐；7. 出水口；8.吸水口；9.底座；10.吊裝環

八一館站兩臺冷卻塔放置在地鐵配套物業八樓屋面，采用氣壓罐裝置定壓，自動補水按空調水系統的穩壓要求，在壓力控制器內設定氣壓罐的上限壓力P2[（0.03～0.05）MPa]和下限壓力P1[P2 -（0.03～0.05）MPa ]，當需要向系統補水時，氣壓罐內的氣枕壓力P隨水位而下降。當P下降到下限壓力P1時接通電機，啟動水泵，把貯水箱內的水壓入補氣罐，使罐內的水位和壓力上升，壓力上升到上限壓力P2時，停止補水。此時，補氣罐內的水位下降，吸開吸氣閥，使外界空氣進入補氣罐。自動泄水時當水系統內水的體積膨脹，使水倒流到氣壓罐內，其水位上升時，罐內壓力P亦上升。當壓力超過系統靜壓（0.01～0.02）MPa，即達到電接點壓力表所設定的上限壓力P4時，接通并打開泄水電磁閥，把氣壓罐內的水泄回到貯水箱，待泄水到電接點壓力表所設定的下限壓力P3[（P4-（0.02～0.04）MPa）] 時停止。

（3）故障處理

空調水系統中穩壓裝置的設計方法和改造思路。

采用常規PID同步控制算法下系統響應曲線與采用模糊PID同步控制算法下系統響應曲線，對比發現，與常規PID性能相比，系統采用自適應模糊PID控制器具有動態性能好、穩態精度高以及適應參數變化能力強等特點，該控制器模型規則明確，實時計算工作量小，如果采用該系統進行高樓恒壓供水完全可以替代現有的恒壓供水裝置，運用在地鐵車站空調制水系統可以提高了恒壓供水系統中管道壓力的恒定性，節能且極具推廣和應用價值。

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