静电集尘空气净化设备在地铁车站的应用
时间：2023-02-11 09:55:07 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
魏 军，方 晖，周 颖
（宁波市轨道交通集团有限公司建设分公司，浙江宁波 315100）
随着轨道交通建设水平的拓展与提升，按照当前地铁车站内空气质量，对空气污浊程度、漂浮物等存在的危害进行研究。地铁内属于封闭环境，整体空气水平较差。地铁运行过程中，人流交换量大，相对拥挤，随着温度变化，微生物滋生量不断提升。特别是在空调季节，站内供风系统采用闭合回风状态，空气流通受整体影响。地铁的地下结构相对特殊，内部空气流通水平不足，隧道内活塞风效果受制动影响，产生闸瓦灰，会导致空气内漂浮物量增加，造成地铁空气的整体污染增加。为了更好地控制空间内的集中空调通风体系的位置标准，需要结合集中空调系统配置规范，制定送风质量管理规范要求。
静电集尘空气净化设备技术在国内应用广泛，主要有平板电螺丝与蜂窝两种操作方式。
（1）平板电丝静电除尘技术是利用电丝的强静电磁场性能，在使用微尘作用下实现高性能离化电场作用的电离过程。经过带电离子的吸附作用，在静电集尘板上，经过平板电丝静电除尘的作用，综合技术应用水平增加，技术成熟度提升，在国内空气领域的广泛应用增强。
（2）蜂窝型空气净化设备是属于蜂巢结构方式，每一个蜂巢单元采用针状物质的作用和放电处理。放电操作相对均匀，电压力强度水平高，集尘的实际效率水平高。彻底杀灭病菌的同时，可以提升电压强度水平和集尘的综合效率，彻底杀灭细菌，以保证高效的除尘、灭菌效果。蜂巢空气净化设备处理的操作技术相对成熟，空气净化具有更加广泛的应用。
从技术原理来看，两种都属于静电技术，利用高压静电技术构建电离区，产生较高浓度的电离子，产生快速的电荷作用。在高压电荷的作用下产生，微生物细胞壁被击穿，杀灭细菌，负极板获取反作用的各种物质。二者都具有高效杀菌、除尘的功能。
在净化效果上，平板电丝净化技术工作电压需要大于8 kV，而集尘区域的工作电压需要大于4 kV。通过捕捉95%的0.5 μm微颗粒，经过煅烧，可以杀灭90%的真菌和病毒，降低70%的细菌量，减少1/2 以上的螨虫量。蜂巢静电技术采用12 kV 的高压静电对捕获的物质进行煅烧处理，注意正负区间范围内的变化，一般控制在11 mm 以内。蜂巢形可以保证集成板蜂窝状最大面积的有效性，提高有效通过除尘的效率（达到98%以上，有效灭菌效率达到94%以上），且具有较高的消除有害气体的作用，产品的综合净化效率水平高且足。在系统运行效率分析过程中，平板电丝静电的整体技术更加成熟，放电效果更加均匀。蜂巢形静电技术放电操作磨合方式，放电均匀有效，不会因此发生整体效率降低的情况，有效使用寿命可以达到20 年以上。
清洗维护中，平板电丝静电技术一般是一年一清洗，不适用高压水枪进行清洗。蜂巢形静电技术的清洗周期大于12 个月，用户高压水枪的冲洗压力需要大于0.35 MPa。可以采用组合空调机组的冲洗方式。在运行管理过程中，需要注意与空气机理的同步调整。如果设备出现异常，需要及时查询各类故障点。设备需要采用冷轧装配、固化的方式。产品需要均满足电器质量监督检验的操作要求，如果设备无射线危害，需要具有完整的自控系统安全报警显示方式，可以采用远程控制功能，提升设备净化的安全性。
依据国家相关的送风质量标准要求，对集中空调系统进行质量认定。其中PM10 指标控制小于0.15 mg/m3，细菌总数控制在500 CFU/m3，真菌总数控制在500 CFU/m3，β-溶血性链球菌、嗜肺军团均未检出。按照2012 年的环保卫生发布的环境空气质量规范要求，增加PM2.5 浓度评估限制值，结合各城市之间的治理标准，参考本地的环境空间污染量，对空气污染中存在的问题进行全面评估认定。污染物会随着新风系统引入，在车站两端分别设置新风井、排风井，新风井从室外到室内，输入新的空气；
排风井是将站内的空气排出到室外，根据不同的季节变化，送风包含新风和回风两种。非空调季节，为了保证新风量，结合运行工况方式进行新风状态的处理，调整风阀、排风开启变化，注意阀门开闭关系。
为了保证新风输送到车站内部，需要充分考虑空调季节下的空调系统经济价值，分析运行回风的状态。进风阀门、排风阀门角度需要控制在合理的范围内，注意开闭阀门之间的风险关系。在椭圆型的虚拟路径下，冷空气可以有效循环，无外漏、外泄情况，只有10%左右的新风输送到站内部。地铁站内空气净化采用粗放的过滤方式，过滤间隙大，可以阻碍大体积的漂浮物进入冷系统内，可吸入的颗粒物净化效率水平低，更无杀菌、消毒的作用。对于粗放的装置，应经过有效的过滤方式进行清洗，并注意尘埃集聚，调整空调系统的风阻比例水平，风阻越大、能耗越大。综合测试效率水平降低，运营成本也随之增加，一般情况下效率降低30%则运营成本增加15%左右。
静电集尘技术是在合理的集尘范围内提高集成效率、集尘效果，其应用效果高于传统的过滤网、紫外线杀菌方式。自2010 年开始静电集尘已在国外地铁广泛应用，并在冶炼、煤气、电站、硫酸、造纸等工业也得到广泛应用。静电集尘器是一种高效的气体净化装备，其消耗量水平低、有效寿命长、集尘效率高，可适用于空气中各种粉尘的去除，也适用于风速高、压力大的运行环境。
静电集尘器主要包括两大类组成，一类是高压电源，输入380 V/220 V 比例的交流电，按照12 kV、15 kV 两种直流供电方式；
另一类是模块的集尘单元，根据每一个集尘单元进行电离组和集尘组的分配。空气经过集尘器后，最大限度地实现电离放电，在电场的作用下气流中的粉尘出现气流分离的情况，带电粉尘颗粒被聚集在集尘器中，经过在高压电载荷的作用，微生物细胞壁被击穿后杀灭细菌。
静电集尘器维护水平低、寿命长、阻力低，集尘效果高，具有一定的运营优势，特别是对于吸附性粉尘，集尘率可以达到90%以上。从净化处理后的新风质量标准和空气质量水平方面分析，能够快速减少空调设备的灰尘，提高空调综合冷却效率水平。
地铁通风有一定的特殊性，需要充分考虑集尘设备的安装方式，注意阀门内空间的布局；
安装测试前需要对设备区域进行分别测定，结合实际数据进行分析；
通风区域的截面一般小于30 m2，风流动速度为1.3 m/s，空气流量控制在39 m3/s，注意风道位置的实际数据测量。
在共同测定数据组中，应按照测试间隔1 s 进行调整，最大值控制测定范围需要满足实际平均值标准要求。按照秒、分、时、天、月、年的不同等级标准，调整各项设计参数同时确定实际方案。在地铁现场测量中，需要结合各类静电集尘单元的测试要求，采用十字交叉静电集尘单元的测定方式，在风速4.5 m/s 的条件下，集尘的直流电压为10 kV，统计系统的集尘效率可以达到95%以上。结合风道内外的安装区域，调整横纵截面积，注意各项数据的测试分析，安装静电集尘单元。
在实际效果测定分析中，静电集尘设备安装完毕后，需要在设备前后进行空气指标的检测。检测过程中需要参考相关标准，明确检测分析方式。空气PM10 浓度需要符合实际检测的方式和方法要求。按照相关的数据值进行计算，静电集尘设备经过PM10 和PM2.5 的净化效率，提升设备的整体净化率水平。
设备安装过程中，需要注意改善空气质量水平，减少空调的冷凝频率次数，有效降低设备的维护、运营费用等。此外，还应注意对地铁关键空气质量的评估和认定，并选择符合地铁出行的方式，以提高出行环境的合理有效性。
4.1 常规集中空调系统的配置
在车站24 h 运行范围内，应按照管理用房的各部分标准实现设备的连接，其中：综合监控室、车站控制室、通信系统室、环境控制室、照明电源室等，室内温度控制在27 ℃左右，湿度控制在40%～60%，空调可控冷负荷量为170 kW；
地铁车站供变电用房内应采用变压器、控制端衔接，并注意调整空调冷却降温系统；
车站内配置环形电控室，需要注意应急照明系统的控制；
此外还应按照室内配置标准要求，调整设置空调器、排风机等。
4.2 分布空调系统的配置
分布风冷多联合机是指设备内采用多联通机配置，按照室内外之间的入口设置联机，集中温控操作，实现对设备的温控处理。按照国家标准要求，风冷式多联机空调配置中，采用制冷综合系数评估，提高系数调控比例水平。水冷多联机方式采用冷却水换热处理，性能相对稳定，对于气候的影响少，安装操作相对灵活，不会受限于外机距离，综合性能效果水平高。设备设置标准机，采用冷却塔冷却方式，注意水冷多联主机容量范围的认定，制冷性能系数应控制在5.0～5.5，冷却水的温度控制在7～45 ℃，注意室内温度在15～25 ℃，系统综合冷却效率大于4.5以上，满足分布空调系统的整体配置要求。
为保证地铁站内的净化效果，需要采用不同的方式控制粉尘量，降低运营成本，优化乘车周围的环境水平。静电集成空气净化设备是符合地铁车站整体发展经济价值的过程，是有效推广地铁车站运行应用的关键因素。综合地铁运行经营发展的应用要求，采用平板电丝静电、蜂窝形净化除尘方式或二者融合方法，可以提升静电集成空气净化效果，满足地铁车站内的系统净化要求以及地铁车站的整体运营和建设要求，进而提升地铁车站的综合监测应用水平。采用静电集成空气净化设备符合地铁车站的未来发展需要，是不断提升地铁车站综合应用发展的一种有效方式。
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