地铁运营能耗评估及节能措施研究论文_孙大光,苑海博

地铁运营能耗评估及节能措施研究论文_孙大光,苑海博

沈阳地铁集团有限公司运营分公司 辽宁省沈阳市 110000

摘要:地铁是人们出行所需要依靠的重要交通工具,在如今节能减排的时代背景之下,地铁也要努力减少能耗,为环境减轻负担,促进社会的可持续发展。

关键词:地铁运营;能耗评估;节能措施

1地铁消耗的主要能源

地铁是城市中的重要交通工具,早在1863年,伦敦就已经将地铁投入了运行,这也是世界上第一条地下铁路系统的诞生,最早的地铁依靠蒸汽发动,所以它所消耗的是煤炭能源,但这种驱动方式存在着一个弊端,不仅对煤炭能源的消耗量大,而且煤炭燃烧产生的气体在地下不易排解,因此会给人们的健康带来一定的危害,随着社会的不断发展,一种新型能源开始出现,那就是电能,电能的出现与使用是人类历史上的一次重大进步,从此,电能被应用到了各个领域,交通运输领域也不例外,地铁摒弃了传统的蒸汽驱动方式,实现了电力驱动,直至今日,电力驱动也是地铁的主要驱动方式,因此,地铁在运营过程中,消耗量最大的能源就是电能。

2地铁电能消耗的主要内容

2.1地铁驱动方式产生电能消耗

地铁主要的驱动方式是电力驱动,地铁由数个动车组构成,在动车车厢内,会安装驱动电机,驱动电机从外部接收电能,再将电能转化为动能,为地铁的运行提供动力,驱动电机在接收外部电能时,主要依靠两种方式,一种是依靠轨道,一种是依靠接触网。地铁的运行需要大量动力作为支持,因此,需要消耗大量的电能,这也是地铁运行中电能消耗量最大的环节。

2.2地铁车站产生电能消耗

地铁车站是城市地下铁路系统的重要组成部分,它是人们等待地铁的主要场所,也是地铁停靠的主要地点,在地铁车站中,会配备一定的设施,以起到服务乘客的作用,在我国,地铁车站中会配备电梯、电子信息显示屏、消防警报系统、电子监控系统等设施,这些设施满足了乘客的基本需要,同时也维护了地铁站的安全,有利于地铁的顺利运行,但是不容忽视的是,这些设施的正常运行都需要依靠电能,由此可见,地铁车站所产生的电能消耗量是很大的。

2.3照明系统产生电能消耗

绝大多数地铁都是建设于地下的,并在地下投入运营,这也就意味着,地铁在运行中,是缺乏光照条件的,也就是说,地铁接触不到可见光,因此,若想实现照明目的,地铁需要依靠电力照明。地铁所需的照明系统是非常庞杂的,从地铁车站,到地铁车厢,没有任何一部分能够离开照明系统,没有照明系统,地铁就无法实现正常运行,而也正是因为其照明系统过于庞杂,照明设备数量大,照明系统需要消耗大量的电能。

2.4空调产生电能消耗

空调如今已成为人们生活中不可缺少的一种电器,它能够对室内温度进行调节,为人们提供舒适的生活环境,地铁中也同样离不开空调,首先体现在地铁站的建设之中,地铁站的人流量大,并且还处于地下,空气容易污浊,也容易闷,空调在地铁站中显得尤为重要,它不仅能够促进地铁站内的空气流通,还能够使地铁站内的温度保持在合理的范围之内,地铁站内的空调一般都为大型的中央空调,众所周期,空调本身就是一种电能消耗量较大的电器,中央空调的电能消耗量要比普通空调的电能消耗量更大。除此之外,在地铁的各个车厢内部,也同样需要配备空调,每个车厢内部都会安装一定数量的空调,这加大了地铁运行过程中的电能消耗。

2.5地铁制动产生电能消耗

地铁制动是地铁运行中必不可少的重要步骤,所谓地铁制动,通俗来讲,就是地铁的刹车行为,通过制动来达到减速或停靠的目的。地铁运行中,主要使用的制动方式是电制动,电制动包括两方面的内容,再生制动以及电阻制动,但无论是再生制动还是电阻制动,都需要依靠电能,因此,地铁在制动过程中,会产生一定的电能消耗。上述内容都属于地铁内部因素所造成的电能消耗,其实除此之外,还有一些外部因素同样还会给地铁带来电能损耗,比如地铁的客运量、地铁的运转量以及季节温度等因素,都会影响到地铁的电能消耗量。

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3地铁节能所面临的问题

3.1地铁线路长

随着技术水平的不断进步,建筑工程技术也得到了发展,地铁建设也因此受益,地铁线路在技术的支持之下,不断延长,实现了大跨度运输,这使人们的出行更加便利,但是同时我们也应该认识到,虽然线路的延长方便了人们的出行,但线路的延长也会给地铁运行带来压力,由于地铁线路长,地铁所需要的电能量也会随之增加,毋庸置疑,电能需求的加大自然会带动电能消耗的增长。

3.2缺乏完善的能耗监督体系

想要减少地铁耗能,那么首先就应该对地铁的耗能量进行准确把握,明确各部分所消耗的电能量,只有这样,才能有针对性的对地铁电能消耗进行控制,但是目前许多地铁缺乏完善的能耗监督体系,工作人员不了解地铁的能源消耗情况,即使了解,工作人员在对地铁的能源消耗量进行计算和统计时,也会存在一定的偏差,不能对数值进行准确计算,这为地铁的节能工作带来了困难。

3.3能耗标准不明确

许多地铁系统对能耗标准的要求不够明确,使工作人员不知道能耗到底达到多大的数值,才需要进行控制,能耗标准的缺失,使地铁的节能工作难以顺利推进。除了能耗标准不明确外,还有一些地铁系统,没有制定节能标准,这使工作人员在落实节能工作时,无处下手。

4地铁节能措施

4.1制定明确的能耗标准

地铁部门应该制定出一套明确的能耗标准,以能耗标准为依据,工作人员才能知道地铁的耗能是否过量,以及地铁的哪部分耗能过量,这样才能更好的开展地铁节能工作。

4.2建立电子监测系统

如今,信息化已经成为了社会的主要发展趋势,信息化在各个领域都显示出了不可比拟的优势,在地铁的节能工作中,也应当顺应信息化的趋势,应用信息化技术,建立起完善的电子监测系统,从而实现对地铁耗能的自动监控,一旦地铁出现能源消耗过量的问题,电子监控系统能够自动提醒,并对能源消耗过量的部件进行定位,避免了繁杂的人工检查,减轻了工作人员的工作量,提高了工作效率。

4.3选用节能的照明产品

照明设施是地铁运行中不可缺少的设备,在地铁中,所需要的照明设备较多,因此,所消耗的电能也较多。实现地铁节能,可以从照明设施入手,这是一个行之有效的手段。地铁建设部门在选用照明产品时,一定要充分做好市场调研工作,选择节能性好、价格合理的照明产品,有些地铁建设部门在选用照明设计时,一味地追求节约成本,选用价格低廉的照明设备,这样的照明设备,不仅使用寿命无法保证,而且还会增加电能损耗,为地铁运行带来能耗压力。

4.4选用性能良好的空调

同照明设施一样,空调在地铁中的应用也是十分广泛的,但空调所消耗的能源要远远高于照明设施,因此,地铁建设部门在选择空调设备时,一定要严格把关,明确空调的能耗标准,选用性能良好的空调,降低能源消耗量。空调的主要作用就是通风及温度调节,因此,地铁建设部门在建设地铁时,不仅可以通过空调实现通风目的,还可以建立科学的通风系统,使地铁站能够流入自然风,这样就能够减少空调设备的投入,有效降低能耗,达到节能效果。

4.5科学设计地铁车站中央空调

大部分地铁运营在地下进行,而地下空间隧道的排风口比较少,与外界处于相互隔离的状态,这样不仅会影响地下空气的流通,而且地铁在运行过程中由于活塞运行会释放大量的热量,如果无法排出这部份热量,将会增加地铁运营的能源消耗,甚至危及乘客的身体健康。为了有效解决上述问题,需要对地铁车站中央空调进行科学、合理的设计。目前,地铁车站中央空调的设计最好以交通最高峰为基础,以最大符合为标准来对空调的类型进行选择,最好不选取定额系统,避免能源的大量消耗。实际上,可以选取变频控制性空调系统,并根据不同时间段、不同区域的冷负荷大小来对相关参数进行调节,从而降低对能源的消耗,更好的达到节能效果。地铁是人们出行所需要依靠的重要交通工具,在如今节能减排的时代背景之下,地铁也要努力减少能耗,为环境减轻负担,促进社会的可持续发展。

结论

人们的出行离不开交通工具,地铁可以称得上是城市之中最便捷的交通工具了,地铁的客运量大,且速度快,能够缓解城市地面交通压力,同时,因为在地下运行,有自己专用的轨道,使得安全性有了可靠保障,也大大降低了交通事故发生的概率。如今,我国的环境问题日益突出,节能环保成为了社会共同关注的话题,地铁也应紧跟时代步伐,响应节能环保的号召,努力减少能源消耗。

参考文献:

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[3]齐江浩.地铁活塞风特性及车站通风空调负荷能耗研究[D].西安建筑科技大学,2016.

[4]王晓山.地铁列车空调系统能耗计算方法研究[D].西南交通大学,2016.

论文作者:孙大光,苑海博

论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期

论文发表时间:2018/3/23

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