杜占林-西安地铁节能ppt教材

西安地铁节能研究西安市地下铁道有限责任公司Page

2主要内容地铁节能主要意义降低成本、减少亏损地铁节能基本原则保证安全、正点、舒适地铁节能管理方法统计、分析、改善下一步工作建议技术手段及管理措施并举Page

3一、地铁节能的主要意义有效缓解城市交通压力，安全舒适、快速环保、运力大和能源消耗少，有利于建设资源节约型、环境友好型社会。地铁建成运营后的亏损几乎是不争的事实精心规划设计，科学的工程实施，开展运营节能创新研究，精细的运营节能管理提高和增强全员节能意识1234二、地铁节能的基本原则不违背安全、正点、舒适、便捷的运营理念坚持节能与结构调整、技术进步和加强管理相结合坚持全员共同参与Page

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5三、地铁节能管理方法测量和统计充分认识计量管理对企业节能降耗的重要性，计量是一切经济活动的重要基础，必须建立一个准确测量的系统，精确统计能源消耗有效分析通过细致有效合理的分析，发现企业用能中存在的不足和漏洞合理改善加强管理，减少直接浪费技术改造（一）总体思路Page

6发现问题解决问题分析问题节能通过不断发现问题、深入的分析问题成因，最终形成解决问题的方案，在不断解决问题的过程中，促使节能管理水平逐步上升（二）主要方法（三）西安地铁用能现状地铁二号线2011年9月16日通车试运营，地铁一号线2013年9月6日试运营，三、四号线正在加快建设，地铁五、六号线、临潼线新一轮建设规划已获得批准。到2018年，西安市将建成6条地铁线路，通车总里程将达到200公里。地铁是大运量的城市轨道交通运输系统,也是耗电量的大户。能源消耗总量过大是目前城市轨道交通面临的一大问题。地铁运营过程中消耗能源的主要形式是电能。Page

71、基本情况介绍1、西安地铁二号线主要情况

（以二号线为例，下同）1、西安地铁2号线全日开行338列车，其中330列是载客运营，8列空载运行。2、运营里程6870km/日3、运营时间6:00-23:004、日平均载客量41.5万Page

8（二）西安地铁用能现状Page

92、基本耗能组成2014年第一季度单位：（万度）各系统用电量分析Page

10二号线1季度各月各系统用电量趋势图线路总用电量牵引用电量动力及照明用电量民用通信用电量广告照明用电量0100200300400500600线路总用电量（万度）465.66430.05492.2牵引用电量（万度）169.09155.3175.4动力及照明用电量（万度）296.57274.75316.8民用通信用电量（万度）10.5710.210.15广告照明用电量（万度）37.521.7530.461月2月3月Page

11（三）主要采取措施节电措施设计理念设备选型运营管理技术革新1、行车Page

121.1牵引模式节能1.2车载辅助设施节能1.3再生制动1.4其他行车节能措施Page

13牵引模式节能a．高峰时段牵引模式比选

城市轨道交通列车常用牵引模式有节时、节能两种。

节时模式：为了追求高速度，当列车运行速度低于最高运行速度约5～10km/h时，需要进行再次牵引，因此在一个区间内可能会出现多次牵引的情况。

优点：区间运行速度高，运行时间短。

缺点：由于再次牵引，往往会降低乘客的舒适度，牵引能耗较大。

节能模式：列车将最大限度的利用自身动能或可能产生的下坡动能，直到运行速度低于某一设定值时才开始再次牵引，减少再次牵引次数，完成区间牵引任务。优点：节能。

缺点：增加区间运行时间，降低旅行速度。Page

141.1牵引模式节能Page

15区段牵引模式运行时分（s）停站时分（s）节时模式时间节省（s）牵引能耗（kWh）节能模式耗电量节省（kWh）会展中心～北客站节时128354523291.80——节能1306545——276.8414.96北客站～会展中心节时129154557350.79——节能1348545——320.6930.10高峰小时列车满载率高，通常按节时模式进行牵引。由于本线线路较短，即使采用节时模式往返运行时间的节省也仅80s，但如采用节能模式，全日可以节省5813kWh，牵引耗电量的节省十分显著，因此高峰时段可采用节能模式运营。节时、节能模式牵引耗电量和运行时分比较表

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非高峰时段，列车单程总停站时间减少360--460s（日开行129列时）。在保证服务水平、旅行速度不变前提下，可适当降低列车运行速度。经测算，当非高峰时段停站时分采用保守值460s、最高运行速度降至67km/h时，全线旅行时分与高峰时段的相当。非高峰时段若采用降速运行模式，可有效降低牵引能耗。b．非高峰时段牵引模式比选站名停站时分（s）站名停站时分（s）北客站30北大街30北苑25钟楼35运动公园25永宁门25行政中心30南稍门25凤城五路25体育场25市图书馆25小寨30大明宫西25纬一街25龙首原25会展中心30安远门25合计460Page

17最高限速73km/h最低限速50km/h最高限速67km/h最低限速45km/h节能模式运行截图降速模式运行截图Page

18区段牵引模式运行时分（s）停站时分（s）节能模式时间节省（s）牵引能耗（kWh）降速模式耗电量节省（kWh）会展中心～北客站节84——降速1385460——256.1820.66北客站～会展中心节能1348545-6320.69——降速1439460——307.9512.74两种模式的往返旅行时分相同，但降速模式的耗电量节省33.4kWh。在非高峰时段采用降速模式后牵引耗电量的节省十分显著，同时并未降低服务水平，因此非高峰时段可采用降速模式运营。节时、节能模式牵引耗电量和运行时分比较表Page

19c.牵引模式节能措施小结

调整高峰时段牵引模式为节能模式，非高峰时段为降速模式，全日可以节省耗电量达8285kWh,节能效果明显。Page

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车载辅助设备包括空气压缩机组、客室照明、通风设备、空调、电加热器、通风机、信息显示装置等。根据统计数据，车载辅助设备能耗约占机车牵引能耗的30%。

二号线列车由2套静止逆变器(SIV)向列车辅助系统的负载提供电源，每套功率为160kW，两套合计最大负荷约为228.6kW。空调系统能耗约占辅助用电设备总能耗的60-70%，根据西安地铁客流状况及环境气候等因素综合测算，在不影响乘车舒适度的前提下，高峰时段实际负荷可降至最大负荷的54%，非高峰时段的实际负荷可降至最大负荷的42%。1.2车载辅助设备节能Page

21模式时段辅助设备功率（kW）运行时分（s）停站时分（s）全日开行对数（对/日）辅助设备能耗（kW•h）差额（kW•h）普通模式高峰时段228.626541090501188615670非高峰时段28249207417591节能模式高峰时段123.426541090506418非高峰时段96.02824920747388车载辅助设备节能效果分析

由上表可以看出，在不影响旅客舒适度前提下，对辅助用电系统进行合理调控，全日可节省电能约15760度。节能效果显著。（司机掌控空调温度、电加热器开启时间、客室照明改为LED等措施）Page

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由于地铁相邻车站间距通常都很短，仅为一到几公里，较短的站间距导致的地铁机车需要经常起制动。地铁机车制动系统普遍采用了电空联合制动方式，机车制动过程中牵引电机会将机车动能转变为电能，因而再生制动过程所产生总能量是非常可观的，甚至超出地铁机车牵引消耗的总电能的30%。

所以有效利用再生制动，充分利用再生制动能量是行车组织节能的最有效途径。1.3再生制动Page

23a、开行大小交路b、减少空载列车c、调整首班车发车站点d、调整折返方式1.4其他行车节能措施2.动力照明节能主要包括2.1照明系统2.2大小系统及空调水系统2.3隧道通风系统2.1动力照明系统Page

25通过梳理二号线车站设备电能使用情况，发现下列设备有节能潜力。时钟系统、PIS系统AFC设备屏蔽门光带广告照明、银行电梯、扶梯Page

26时钟系统、PIS系统

站内PIS屏在列车晚间停运期间仍在工作。同时由于减少设备运行时间，也将大大提高LCD显示屏、LED显示屏寿命。AFCAFC设备全天24小时均在运行状态Page

28屏蔽门光带二号线各站屏蔽门光带，夜间停运时可以通过技术手段实现自动关闭Page

29广告照明、银行通过在停运后巡查发现，部分站广告照明、银行照明依然开启Page

30电梯、扶梯夜间停运后电梯、扶梯均处于待机状态Page

31照明模式车站照明通过BAS系统可实现正常、节点、停运、应急等多种模式，合理使用相应模式可大大降低照明用电。Page

32现场调查发现部分车站设备区走廊照明未按要求随走随关全线车站设备房屋照明灯均在开启状态区间照明灯处在开启状态全线部分车站存在设备区应急照明灯关不掉的情况运营低峰时未开启节电模式；膜片灯影响照度，也影响节电模式的执行。Page

332.2大小系统及空调水系统空调水系统存在问题：全线通风空调系统总体运行情况稳定，部分车站甚至高于设计标准，站厅（2012年7月）站台公共区温度均低于设计标准4～5℃左右，空调系统运行标准偏高，不利于节能。

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34原因分析：各站公共区风机运行采用编制时间表方式运行，设备频率并未按照监控系统传感器反馈的数据进行自动调频运行，且各站水系统电动二通阀调节与风机频率调节并未同步调节。

以2012年7月中旬市图书馆为例，组合式空调箱KT-A频率49.9Hz，对应的该组合式空调箱冷冻水管电动二通阀SDF-A1开度仅12.1%，冷冻水流量远低于设计流量，而水系统仅预留了一次泵变流量系统条件，所以冷冻水大部分没有输送到末端设备，而在压差旁通阀处旁通流回冷水机组，冷冻水泵满负荷运行，功耗为15Kwh。而实际这种情况下应该调大电动二通阀开度，增加冷冻水流量，降低组合式空调箱和回排风机电机频率，减小送风和回排风机功耗。Page

35夜间仅小系统运行期间，在群控系统界面显示的冷冻水泵功耗为8.2Kwh（水泵额定功率为15Kw），可见变频运行节能效果显著。

冷水机组2012年7月份之前，全线隧道通风系统按照设计远期工况运行，即每天早晚执行正常工况运营模式。按照初近期工况运行，全线隧道风机每月耗电量约为12240KWh；按照远期工况运行，全线隧道风机每月耗电量约为183600KWh，二者相差171360KWh。2.3隧道通风系统Page

37轨道排热系统全线基本按照设计工况运行，初、近、远期三种设计工况风量30m3/s、40m3/s、50m3/s对应的频率分别为32Hz、43Hz、50Hz。系统节能潜力主要是运行时间调整，在保证温度满足运行的前提下，减少排热风机的每日运行时间段，进一步节能降耗。Page

38解决措施1）空调季节问题根据西安市节能标准、西安市中央空调运行相关文件及运营经验合理确定空调季时段，并保留特殊天气的运行条件。2）空调采暖室内温度标准问题制定标准：空调季，站台27℃≤站台层公共区≤29℃，站厅28℃≤站厅层公共区≤30℃，26℃≤车厢内≤28℃。采暖季，车辆段、停车场办公区域16~20℃执行。3）重新划分系统运行控制权限原大小系统、隧道通风系统及冷水系统控制权限均设置在OCC，通过实地研究发现，各车站宜室外气象条件、站内温度和客流条件灵活进行控制，由车站自行采取调整措施。组织BAS系统权限分离专项技改，大小系统、水系统控制权限正常情况下放置于车站级，增加站务控制灵活性，提高节能水平。4）根据数据积累制定系统运行原则隧道通风系统：根据温度记录，区间温度远低于设计要求，因此采用隧道通风系统关停措施。同时为保证设备性能，每月进行维护性开启。大、小系统：冬季大系统关停，仅在温度或二氧化碳浓度超标时开启；小系统采用只排不送方式。5）合理调整设备运行参数

a、通过降低风机频率、调整冷冻水回水管电动二通调节阀开度，控制表冷器的出风温度不低于19.5℃。

b、提高冷水机组出水温度，由7℃调整为9℃。提高空调机组送风温度，同时降低冷水机组运行能耗效果明显。但采用此种方式需注意加强对各重要设备用房温度的监控，确保各房间温度在允许的范围之内。

c、针对部分电动二通调节实际的开度和综合监控界面的反馈值不一致问题，专项对二通阀进行了整治。Page

40时间设备编号名称电能(kWh)时能耗(kWh)2012年09月06日05时TVF0206-A1隧道风机56.3816.752012年09月24日05时TVF0206-A1隧道风机91.2734.892012年09月27日05时TVF0206-A1隧道风机108.5017.232012年10月04日05时TVF0206-A1隧道风机125.6317.132012年10月11日05时TVF0206-A1隧道风机142.7617.132012年10月18日05时TVF0206-A1隧道风机159.9917.232012年10月25日05时TVF0206-A1隧道风机175.8515.832012年10月25日06时TVF0206-A1隧道风机177.241.392012年11月01日05时TVF0206-A1隧道风机194.6717.43上表是市图书馆站A端1号隧道风机9、10月份运行能耗数据，该隧道风机共开启运行了9次，9月份累计能耗为68.87Kwh；10月份累计能耗为68.74Kwh；按此数据计算全线每月能耗约为4700Kwh，不到理论计算数据12240Kwh的一半，在满足区间工况的前提下大大节约了用电。效果分