地铁隧道通风与综合节能研究

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1、工程硕士学位论文地铁隧道通风与综合节能研究作者姓名孟宪霖工程领域车辆工程校内指导教师巫江虹教授校外指导教师杨宇高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年4月ResearchonventilationandcomprehensiveenergyconservationofsubwaytunnelADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MengXianlinSupervisor：Prof.WuJianghongSouthChinaUniversity

2、ofTechnologyGuangzhou,China分类号：U469.72学校代号：10561学号：201521003277华南理工大学硕士学位论文地铁隧道通风与综合节能研究作者姓名：孟宪霖导教师姓名、职称：巫江虹、教授杨宇、高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：车辆工程论文形式：□产品研发□工程设计□应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：车辆工程论文提交日期：2018年4月18日论文答辩日期：2018年5月30日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：丁康（教授）委员：王勇（高级

3、工程师）简弃非（教授）张勇（教授）王惜慧（副摘要地铁轨道交通系统作为城市交通的重要组成部分，并且凭借其运力大、舒适度高、方便快捷等优点成为现代城市交通问题的理想解决方案，缓解城市交通拥堵、开拓城市地下可用空间等方面发挥不可替代的作用。随着地铁隧道的大规模建造和投入运营，地铁系统用电也在大城市能源需求中占据很大比例。地铁隧道通风及车站环控系统耗能约占所有地铁系统耗能的30%，故地铁通风环控系统的节能与否直接影响城市轨道交通系统的能耗，低能耗的地铁通风环控系统，不仅可以缓解大城市的用电紧缺还能降低地铁的运营成本。本文基于研究地铁

4、隧道通风，提出地铁隧道排热系统的节能运行方案，并估算地铁屏蔽门系统漏风量给车站环控系统带来的热负荷。本文的研究思路及技术路线为，建立地铁隧道一维通风模型和车站附近隧道局部三维模型，通过一维模型和三维模型的联合仿真，配合地铁隧道通风实测实验来研究地铁隧道通风及综合节能。文章的主要研究内容如下：（1）建立深圳地铁10号线通风模型，研究隧道排热系统风机风量对隧道全程空气温度场的影响，在保证地铁隧道空气温度低于运营要求的前提下，达到隧道通风节能的目的。（2）建立地铁隧道车站附近隧道局部三维模型，结合一维模型仿真分析结果，分析地铁列车

5、停站时车站范围隧道的温度分布规律。研究表明隧道下部空气受到车轮加热的效果不明显，温升在3.5K以下，考虑取消轨底风道设计，同时对轨顶风道个进风口的进风量进行合理分配，在不改变风机排风量的情况下，使隧道平均温度下降0.27℃，达到更好的隧道排热效果。（3）建立地铁车站屏蔽门漏风量模型，研究列车停站屏蔽门开启期间，车站与隧道的空气交换，得出同一地铁站台中位于隧道上下游不同位置的屏蔽门漏风量和漏风方向的变化规律。研究表明，站台上游和下游屏蔽门的漏风量较高，中游屏蔽门漏风量较低；另外站台上游屏蔽门的漏风方向为从隧道漏向车站，站台下游

6、屏蔽门的漏风方向为从站台漏向隧道。（4）研究列车不同发车频次对列车单趟进站屏蔽门漏风量的影响，对于远期地铁10号线远期运营模式，列车发车频次为27趟每小时，由隧道向站台漏风量为937.25?3，由站台流向隧道的风量为912.78?3；列车发车频次为24趟每小时，由隧道向站台漏风量为885.69?3，由站台流向隧道的风量为875.83?3；列车发车频次为10趟每小时，由I隧道向站台漏风量为863.65?3，由站台流向隧道的风量为832.10?3；列车发车频次为6趟每小时，由隧道向站台漏风量为842.41?3，由站台流向隧道的风

7、量为788.48?3。（5）通过试验方法测量地铁隧道活塞风风速变化和地铁站台屏蔽门漏风量变化，并将实验结果与数值模拟结果对比，证明数值模拟的准确性。（6）通过对地铁通风综合节能的研究，夏季隧道排热风机在平峰时段以40?3/?运行，在高峰时段以满负荷50?3/s运行与风机全天以满负荷运行相比，一年可节能3223080kWh，节省5000余万元的运营成本。屏蔽门系统漏风使车站环控系统增加的能耗在570万kWh左右，增加运营成本约600万元。关键词：地铁隧道通风；数值模拟；SES；车站屏蔽门；节能IIAbstractMetrora

8、iltransitsystemasanimportantpartofurbantraffic,andwithitsadvantagesoflargecapacity,highcomfort,convenientandquickbecomestheidealsolutionofmodernu