德黑兰地铁BAS/FAS/FES系统

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关键词:一、项目概述  德黑兰地铁项目是当时建国以来最大的机电产品出口项目,是伊朗乃至中东地区的第一条地铁。德黑兰地铁一、二号线工程,全长共49.1公里,共有32个地下站,成十字型贯穿德黑兰市区的南北和东西。该项目原由法国人在七十年代完成设计,在两伊战争爆发之前土建施工已基本完成,后因战争爆发而停工。中伊双方就德黑兰地铁的建设问题于1992年开始谈判,清华大...
  • 关键词:

一 、项目概述
  德黑兰地铁项目是当时建国以来最大的机电产品出口项目,是伊朗乃至中东地区的第一条地铁 。德黑兰地铁一、二号线工程 ,全长共49.1公里,共有32个地下站,成十字型贯穿德黑兰市区的南北和东西。该项目原由法国人在七十年代完成设计 ,在两伊战争爆发之前土建施工已基本完成,后因战争爆发而停工。中伊双方就德黑兰地铁的建设问题于1992年开始谈判,清华大学及清华同方的环境控制专家参与了谈判并同时进行德黑兰地下热环境的模拟分析 。1996年 ,清华同方签定了环境监控系统(BAS)的承建合同。2002年,清华同方成功续签火灾报警(FAS)和气体灭火系统(FES)工程。
  清华同方将环境监控系统、火灾报警系统 、气体灭火系统进行了集成,使三个系统有机结合,协同工作 ,在有效节省工程总投资的基础上 ,提高了系统运行的可靠性 。

  二、工程难点
  地铁内的环境复杂,空调通风系统的运行与室外空气状况、列车运行情况以及地下环境状况都有关系。简单地根据各点温度来启/停当地设备,难以维持合适的温湿度环境。同时 ,地铁环境又具有巨大的热惯性,很难在短时间内通过对空调和通风系统的调整迅速改变地下环境的温湿度 。这就使通风系统的控制非常复杂 。
  地铁环境在发生火灾时烟量大 、排烟排热差、人员疏散困难,扑救困难。不仅如此,德黑兰地铁一号线的隧道两端地势高差达500m ,形成了“烟囱”的效应,使得排烟时的气流组织成为一个难点。
  德黑兰气候高温干燥,夏季室外温度高达43度 ,相对湿度很低 。空气调节系统采用的是完全循环水喷淋,这种空调方式的送风温度受室外湿球温度的限制,为BAS系统达到设计要求增加了难度。
  现有的建筑条件 ,也严重制约了通风量的增加。原设计认为,地铁列车运行中的发热量有70%散发到隧道,30%散发到站台 。然而 ,经过模拟分析以及实测 ,得出了完全相反的结论。为了承担成倍增加的热负荷,必须加大通风量,增加足够的通风设备。但是 ,结构预留的风道截面积明显不足,限制最大风量;车站通风机房的面积不足,限制通风设备的增加;车站通风系统设备用电负荷估算不足 ,致使各车站用于辅助设备供电的变压器容量不足,通风设备无法正常启动 。

  三、环境监控系统(BAS)
  环境监控系统(BAS)监测一 、二号线共三十二个地下车站和区间隧道的环境状况及机电辅助系统设备的运行状态,对通风设备 、空调用水泵等环境控制设备实施优化控制 ,以维持站台和隧道适宜的温湿度,并尽可能减少设备的运行能耗;对电梯、扶梯、照明 、给排水等设备实施定时启停及远动控制,以保证车站正常的乘车环境。当发生火灾或列车阻塞等事故时 ,环境监控系统根据灾害状况控制通风设备实现通风排烟及诱导人流疏散。
  针对德黑兰地铁的特殊条件和功能需求,环境监控系统采用了清华同方完全自主知识产权的RH分布式微机控制系统,采取了全面的抗干扰措施以适应地铁内高温、潮湿、粉尘及强电磁干扰的恶劣环境 ,实施了一系列应用软件以解决工程中存在的难点问题 。
  系统结构分为中央级 、车站级、就地级三级控制、两级管理。每个车站设置十五到二十台现场控制器 ,由车站级局域网络与车站操作员站连接。车站操作员站负责站内设备的监控和管理 。各个车站的操作员站通过地铁信息主干网与全线控制中心相连 。控制中心负责对全线设备统一调度和监测控制。
  应用的关键性软件包括环境模拟预测和优化控制软件 、排烟智能分析判断及运行决策软件等。系统自动根据当前及上一周的测量数据,预测下一周环境温湿度等热状况,通过能效计算和比较 ,提供优化的通风空调系统运行模式,在保证地铁热环境舒适性要求的前提下,尽可能降低能耗;采用智能分析手段模拟不同地点发生火灾时的烟气流动情况 ,在现场控制设备中预置排烟方案,在火灾情况下自动根据火情变化及风机的排烟情况,动态计算所需排烟量 ,调整排烟的运行模式,以达到最佳的排烟效果 。系统还具备设备管理和故障诊断等功能,并根据设备故障情况自动调整运行模式 ,确保系统的安全、可靠运行。
  目前,该项目运行情况良好,获得了业主的高度评价 ,中伊双方一致认为是合同执行情况最好的系统 ,该系统同时获得了北京市政府颁发的2001年度市科学技术进步二等奖。

  四、火灾报警系统(FAS)和气体灭火系统(FES)
  火灾报警系统(FAS)和气体灭火系统(FES)的监控范围包括一 、二号线全部地下、地上车站及地面设施 。火灾报警系统监测车站和隧道内的空气温度和车站烟雾浓度,监测防排烟设备和气体灭火设备的运行状态,当检测到火灾危险情况后 ,及时向控制中心、本站气体灭火系统 、本站环境监控系统发送报警信息。
  火灾报警系统采用了国际先进的智能探测和报警设备,采用了清华同方根据德黑兰地铁需求而开发的应用软件。系统结构分为控制中心级 、车站级、就地级三级控制,两级管理 。在车站控制室内设系统监控工作站和控制主机 ,从控制主机引出三条探测回路,分别用于连接分布于站厅层、站台层和重要设备用房的烟感/温感探测器 、电话插孔、声响可视报警设备、人工手动报警设备 、扬声器及联动控制模块等就地设备。站台层探测回路中还在站台下设置探测系统用于检测电缆的故障状况,在隧道中设置了光纤探测系统用于检测隧道空气温度是否正常。各车站监控工作站通过地铁通信主干网向控制中心传输相关信息 ,控制中心是整个地铁的火灾报警中心,负责接收并记录各车站发送的危险警报信息,包括系统设备运行状态和灭火系统信号 ,设备维护报告等 。
  气体灭火系统用于重要设备用房和办公用房在火灾情况下的惰性气体方式灭火,在车站内按照区域分成七个独立的子系统,每个子系统包括智能烟感/温感探测器、气体灭火药剂储存装置、气体分布管道 ,自动释放装置及其管道等设备设施 ,分别连接到火灾报警系统的车站控制主机上。当接收到火灾报警系统发来的火灾报警信息后,相关区域的气体灭火子系统自动按照预设模式控制气体灭火装置进行灭火操作。对于整流站 、动力照明变电站等无人值班场所,采用二氧化碳气体灭火系统 ,对于技术室、管理室等办公用房,采用七氟丙烷(HFC 227ea)灭火系统 。所有设备的状态信息都发送给火灾报警系统的车站级控制主机,并通过地铁通信主干网将所有报警信息和设备运行状态信息发送到控制中心 ,由控制中心统一显示并管理 。
  火灾报警系统在车站级通过信息接口和环境监控系统进行数据通讯。当出现火情时,火灾报警系统向环境监控系统发送危险警报信息。环境监控系统由控制中心级根据实际情况,在预设的若干火灾模式中进行合理选择 ,统一调度着火区域前后相邻车站的通风设备用以通风和排烟的气流组织,自动向相关车站发出灭火指令,并接受反馈信号 。
  火灾报警系统、气体灭火系统 、环境监控系统共同承担了德黑兰地铁的危害防御使命。

  五、应用效果
  德黑兰地铁BAS系统一次投运成功 ,至今运行良好,设备自动控制运行正常,地铁环境达到设计的要求并大幅度降低了机电设备的运行能耗(与原设计的简单模式运行方式相比 ,节能在30%以上) ,各个车站BAS系统可实现无人职守。该系统反映了中国的高科技发展水平,受到业主及伊朗业内人士的高度赞扬,加深了我国在中东地区的影响 ,提高了我国的国际地位 。
  德黑兰地铁BAS/FAS/FES的成功经验和成套技术可以应用到目前国内正在修建的地铁中,为我国地铁相关系统的国产化作出示范。


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