Управление вентиляционной системой московского метро

Опубликовано в номере:
PDF версия
Основные технологические задачи вентиляционной системы Московского метрополитена — создание благоприятных климатических условий на станциях и в тоннелях, а также удаление избытка тепла, выделяемого электропоездами, электродвигателями и приборами освещения. Эти функции обеспечивает вентиляционная система, управление которой осуществляется с использованием средств автоматизации ОВЕН.

Московское метро — сложнейший транспортный объект. Первоначально вентиляция в нем была построена по принципу поршневого эффекта: воздух по линиям «разносили» сами поезда, для чего через каждые 150 м пути на поверхность были выведены вентиляционные шахты, которые используются и сейчас. Со временем шахты естественной вентиляции были реконструированы, их оборудовали вентиляторами и стали применять только искусственную приточно-вытяжную вентиляцию.

Тоннельная вентиляция в метро работает по двунаправленному принципу. В теплое время года воздух забирается с поверхности и через вентиляционные шахты подается на станции, а удаляется наружу через перегонные вентиляционные камеры. В холодное время года воздух тоже забирается с поверхности, нагревается за счет естественного тепла тоннелей и приходит в станционные помещения уже необходимой температуры.

Раньше для работы двунаправленной системы вентиляции использовались реверсивные аппараты. Их применение усложнялось тем, что в прямом режиме эти машины работали с высокой эффективностью, но в реверсивном их производительность падала почти вполовину. Энергопотребление тоннельной вентиляции при этом достигало в год 0,9–1,2 млн кВт/ч на 1 км линий метрополитена, что уступает по энергозатратам только потреблению подвижного состава.

Современная вентиляция

Проблема улучшения воздухообмена в метрополитене была решена созданием двух систем вентиляции. Первая поддерживает необходимый воздухообмен в многочисленных служебных помещениях для обеспечения нормальных условий труда обслуживающего персонала, а вторая подает воздух в тоннели и вестибюли. Основа современной системы вентиляции — тоннельные вентиляторы.

Разрабатывает и производит вентиляторы для метрополитена «Артемовский машиностроительный завод «Вентпром» — единственный отечественный производитель вентиляторов для проветривания шахт, тоннелей и метрополитенов. Обычно в камере шахты устанавливаются два вентилятора с диаметром рабочего колеса до 2,5 м и производительностью 250 тыс. м3/ч. Конструкция вентиляторов позволяет изменять направление подачи воздуха, т. е. в одно время года работать на подачу, а в другое — на вытяжку, с возможностью регулировки их производительности.

Объем воздушного потока варьируется в зависимости от температуры воздуха, пассажиропотока, интенсивности движения поездов и других параметров. В Московском метро воздух обновляется 3–5 раз в час и составляет 55 млн м3. Требования к вентиляторам высокие, например, при температуре +250 °С они должны сохранять свою работоспособность в течение двух часов. Каждый агрегат комплектуется шкафом управления, оснащенным средствами автоматизации ОВЕН. Шкафы управления работают в АСУ приточно-вытяжной вентиляцией на новых станциях — Тропарево, Алма-Атинская. Они будут установлены на всех станциях Московского метро в ходе модернизации.

Автоматизированная система управления

Для управления мощными туннельными вентиляторами автоматизированная система комплектуется частотными преобразователями ОВЕН ПЧВ3 (90 кВт, 380 В), обеспечивающими плавный пуск, останов, реверсирование и изменение частоты вращения. В стандартных приложениях используется специализированный противопожарный режим. Он позволяет преобразователю работать без отключения в условиях перегрузок, перегрева и даже срабатывания противопожарного датчика. Помимо основных функций, ПЧВ3 осуществляет регистрацию нештатных ситуаций в журнале аварий и передачу информации в ПЛК верхнего уровня и далее — оператору.

ПЧВ3 обеспечивает максимальную производительность двигателя для создания комфортных условий в вагонах и на платформах. Во время ненагруженной работы, что в метро случается редко, частотный преобразователь может снижать частоту вращения тоннельного вентилятора в допустимых пределах — для сбережения электроэнергии. Управление частотным преобразователем, в том числе отработку более 50 видов возможных аварийных ситуаций, осуществляет программируемый контроллер ОВЕН ПЛК110. На него возложены функции опроса рабочих параметров и управления ПЧВ и передачи данных на пульт оператора в SCADA-систему. Чтобы гарантировать безаварийную работу системы, реализовано резервирование на базе двух контроллеров ПЛК110. Функциональная схема АСУ показана на рисунке.

управление вентиляцией метро

Рис. Автоматизированная система управления вентиляцией метро

Данный проект стал примером успешного и целесообразного импортозамещения. Замена устройств европейских производителей на оборудование ОВЕН была начата в 2013 г. До 2020 г. в Московском метро планируется оснастить автоматизированными системами более 200 тоннельных вентиляторов. В дальнейшем этот опыт можно будет использовать для модернизации метрополитенов других городов России.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *