地铁车站空调制水系统设备故障分析与设计防真

陆经玉 余俊杰

空调水系统是地铁车站机电专业的基础，以南昌地铁八一馆站空调水系统举例，首先认识空调水系统的构造组成、工作原理、故障处理，其次学习空调水系统中稳压装置的构造组成、工作原理、故障处理，最后以恒压供水控制系统自适应模糊PID控制器设计及仿真为改造方向思考，掌握空调水系统的工作原理、故障处理、和设计变更等方法。

机电专业 空调水系统 自适应模糊PID控制

空调水系统工程概况

八一馆站位于中山路与象山路交叉路口下，车站沿着中山路设置，大致呈东西走向，为地下车站，采用车站供冷方式，设置两台冷冻水泵、两台冷却水泵，两台冷水机组，车站冷冻水采用一级泵定流量、末端变流量的系统形式，设计温差为7℃-12℃，冷却水系统设计温差为32℃-37℃。

空调水系统的构造组成、工作原理、故障处理

（1）构造组成

八一馆站空调水系统主要由两台水冷螺杆式冷水机组（WCC-101，WCC-102），两台冷冻泵（LD-101，LD-102），两台冷却泵（LQ-101，LQ-102），两台冷却塔（CT-101，CT-102），空调集水器，空调分水器，综合水处理仪，空调机组（AHU-01，AHU-02，AHU-B201，AHU-B301，AHU-501，AHU-701）及相应就地控制箱，电动蝶阀，管道等部件共同组成。

（2）工作原理

八一馆站属于地下車站，设置独立冷冻机房，通常采用两台制冷能力相同的两台螺杆式机组组合运行的模式，即可单独运行，也可联合运行。根据空调水系统原理，冷冻水泵、冷却水泵与冷水机组台数一一对应，冷冻，冷却水系统采用一次泵系统，大，小系统空调机组的回水管上设置电动二通阀，集水器和分水器间设置压差旁通阀，平衡水压作用，冷却水系统采用稳压装置和地铁配套物业定压补水，冷冻水系统的定压采用膨胀水箱。

（3）故障处理

空调水系统中稳压装置的构造组成、工作原理、故障处理。

（1）构造组成

八一馆站空调水系统中稳压装置主要由稳压罐（型号：PN0.6DN1000），两台三相异步电动机（JLP3 90S），两台轻型立式多级离心泵（型号：KQDP40，流量：8m?/h，扬程：32m，配套功率：1.5kw，轴功率：1.33kw），就地控制箱，闸阀等部件共同组成。

（2）工作原理

如上图所示：1.气压罐；2.补水泵；3.配电箱；4.安全法；5.压力控制器； 6.自动排器罐；7. 出水口；8.吸水口；9.底座；10.吊装环

八一馆站两台冷却塔放置在地铁配套物业八楼屋面，采用气压罐装置定压，自动补水按空调水系统的稳压要求，在压力控制器内设定气压罐的上限压力P2[（0.03～0.05）MPa]和下限压力P1[P2 -（0.03～0.05）MPa ]，当需要向系统补水时，气压罐内的气枕压力P随水位而下降。当P下降到下限压力P1时接通电机，启动水泵，把贮水箱内的水压入补气罐，使罐内的水位和压力上升，压力上升到上限压力P2时，停止补水。此时，补气罐内的水位下降，吸开吸气阀，使外界空气进入补气罐。自动泄水时当水系统内水的体积膨胀，使水倒流到气压罐内，其水位上升时，罐内压力P亦上升。当压力超过系统静压（0.01～0.02）MPa，即达到电接点压力表所设定的上限压力P4时，接通并打开泄水电磁阀，把气压罐内的水泄回到贮水箱，待泄水到电接点压力表所设定的下限压力P3[（P4-（0.02～0.04）MPa）] 时停止。

（3）故障处理

空调水系统中稳压装置的设计方法和改造思路。

采用常规PID同步控制算法下系统响应曲线与采用模糊PID同步控制算法下系统响应曲线，对比发现，与常规PID性能相比，系统采用自适应模糊PID控制器具有动态性能好、稳态精度高以及适应参数变化能力强等特点，该控制器模型规则明确，实时计算工作量小，如果采用该系统进行高楼恒压供水完全可以替代现有的恒压供水装置，运用在地铁车站空调制水系统可以提高了恒压供水系统中管道压力的恒定性，节能且极具推广和应用价值。

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