靜電集塵空氣凈化設(shè)備在地鐵車(chē)站的應(yīng)用

魏 軍，方 暉，周 穎

（寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司建設(shè)分公司，浙江寧波 315100）

0 引言

隨著軌道交通建設(shè)水平的拓展與提升，按照當(dāng)前地鐵車(chē)站內(nèi)空氣質(zhì)量，對(duì)空氣污濁程度、漂浮物等存在的危害進(jìn)行研究。地鐵內(nèi)屬于封閉環(huán)境，整體空氣水平較差。地鐵運(yùn)行過(guò)程中，人流交換量大，相對(duì)擁擠，隨著溫度變化，微生物滋生量不斷提升。特別是在空調(diào)季節(jié)，站內(nèi)供風(fēng)系統(tǒng)采用閉合回風(fēng)狀態(tài)，空氣流通受整體影響。地鐵的地下結(jié)構(gòu)相對(duì)特殊，內(nèi)部空氣流通水平不足，隧道內(nèi)活塞風(fēng)效果受制動(dòng)影響，產(chǎn)生閘瓦灰，會(huì)導(dǎo)致空氣內(nèi)漂浮物量增加，造成地鐵空氣的整體污染增加。為了更好地控制空間內(nèi)的集中空調(diào)通風(fēng)體系的位置標(biāo)準(zhǔn)，需要結(jié)合集中空調(diào)系統(tǒng)配置規(guī)范，制定送風(fēng)質(zhì)量管理規(guī)范要求。

1 靜電凈化除塵技術(shù)應(yīng)用分析

靜電集塵空氣凈化設(shè)備技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛，主要有平板電螺絲與蜂窩兩種操作方式。

（1）平板電絲靜電除塵技術(shù)是利用電絲的強(qiáng)靜電磁場(chǎng)性能，在使用微塵作用下實(shí)現(xiàn)高性能離化電場(chǎng)作用的電離過(guò)程。經(jīng)過(guò)帶電離子的吸附作用，在靜電集塵板上，經(jīng)過(guò)平板電絲靜電除塵的作用，綜合技術(shù)應(yīng)用水平增加，技術(shù)成熟度提升，在國(guó)內(nèi)空氣領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用增強(qiáng)。

（2）蜂窩型空氣凈化設(shè)備是屬于蜂巢結(jié)構(gòu)方式，每一個(gè)蜂巢單元采用針狀物質(zhì)的作用和放電處理。放電操作相對(duì)均勻，電壓力強(qiáng)度水平高，集塵的實(shí)際效率水平高。徹底殺滅病菌的同時(shí)，可以提升電壓強(qiáng)度水平和集塵的綜合效率，徹底殺滅細(xì)菌，以保證高效的除塵、滅菌效果。蜂巢空氣凈化設(shè)備處理的操作技術(shù)相對(duì)成熟，空氣凈化具有更加廣泛的應(yīng)用。

從技術(shù)原理來(lái)看，兩種都屬于靜電技術(shù)，利用高壓靜電技術(shù)構(gòu)建電離區(qū)，產(chǎn)生較高濃度的電離子，產(chǎn)生快速的電荷作用。在高壓電荷的作用下產(chǎn)生，微生物細(xì)胞壁被擊穿，殺滅細(xì)菌，負(fù)極板獲取反作用的各種物質(zhì)。二者都具有高效殺菌、除塵的功能。

在凈化效果上，平板電絲凈化技術(shù)工作電壓需要大于8 kV，而集塵區(qū)域的工作電壓需要大于4 kV。通過(guò)捕捉95%的0.5 μm微顆粒，經(jīng)過(guò)煅燒，可以殺滅90%的真菌和病毒，降低70%的細(xì)菌量，減少1/2 以上的螨蟲(chóng)量。蜂巢靜電技術(shù)采用12 kV 的高壓靜電對(duì)捕獲的物質(zhì)進(jìn)行煅燒處理，注意正負(fù)區(qū)間范圍內(nèi)的變化，一般控制在11 mm 以?xún)?nèi)。蜂巢形可以保證集成板蜂窩狀最大面積的有效性，提高有效通過(guò)除塵的效率（達(dá)到98%以上，有效滅菌效率達(dá)到94%以上），且具有較高的消除有害氣體的作用，產(chǎn)品的綜合凈化效率水平高且足。在系統(tǒng)運(yùn)行效率分析過(guò)程中，平板電絲靜電的整體技術(shù)更加成熟，放電效果更加均勻。蜂巢形靜電技術(shù)放電操作磨合方式，放電均勻有效，不會(huì)因此發(fā)生整體效率降低的情況，有效使用壽命可以達(dá)到20 年以上。

清洗維護(hù)中，平板電絲靜電技術(shù)一般是一年一清洗，不適用高壓水槍進(jìn)行清洗。蜂巢形靜電技術(shù)的清洗周期大于12 個(gè)月，用戶(hù)高壓水槍的沖洗壓力需要大于0.35 MPa?？梢圆捎媒M合空調(diào)機(jī)組的沖洗方式。在運(yùn)行管理過(guò)程中，需要注意與空氣機(jī)理的同步調(diào)整。如果設(shè)備出現(xiàn)異常，需要及時(shí)查詢(xún)各類(lèi)故障點(diǎn)。設(shè)備需要采用冷軋裝配、固化的方式。產(chǎn)品需要均滿(mǎn)足電器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的操作要求，如果設(shè)備無(wú)射線(xiàn)危害，需要具有完整的自控系統(tǒng)安全報(bào)警顯示方式，可以采用遠(yuǎn)程控制功能，提升設(shè)備凈化的安全性。

2 地鐵空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)質(zhì)量管理要求

依據(jù)國(guó)家相關(guān)的送風(fēng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)集中空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)定。其中PM10 指標(biāo)控制小于0.15 mg/m3，細(xì)菌總數(shù)控制在500 CFU/m3，真菌總數(shù)控制在500 CFU/m3，β-溶血性鏈球菌、嗜肺軍團(tuán)均未檢出。按照2012 年的環(huán)保衛(wèi)生發(fā)布的環(huán)境空氣質(zhì)量規(guī)范要求，增加PM2.5 濃度評(píng)估限制值，結(jié)合各城市之間的治理標(biāo)準(zhǔn)，參考本地的環(huán)境空間污染量，對(duì)空氣污染中存在的問(wèn)題進(jìn)行全面評(píng)估認(rèn)定。污染物會(huì)隨著新風(fēng)系統(tǒng)引入，在車(chē)站兩端分別設(shè)置新風(fēng)井、排風(fēng)井，新風(fēng)井從室外到室內(nèi)，輸入新的空氣；排風(fēng)井是將站內(nèi)的空氣排出到室外，根據(jù)不同的季節(jié)變化，送風(fēng)包含新風(fēng)和回風(fēng)兩種。非空調(diào)季節(jié)，為了保證新風(fēng)量，結(jié)合運(yùn)行工況方式進(jìn)行新風(fēng)狀態(tài)的處理，調(diào)整風(fēng)閥、排風(fēng)開(kāi)啟變化，注意閥門(mén)開(kāi)閉關(guān)系。

為了保證新風(fēng)輸送到車(chē)站內(nèi)部，需要充分考慮空調(diào)季節(jié)下的空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，分析運(yùn)行回風(fēng)的狀態(tài)。進(jìn)風(fēng)閥門(mén)、排風(fēng)閥門(mén)角度需要控制在合理的范圍內(nèi)，注意開(kāi)閉閥門(mén)之間的風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系。在橢圓型的虛擬路徑下，冷空氣可以有效循環(huán)，無(wú)外漏、外泄情況，只有10%左右的新風(fēng)輸送到站內(nèi)部。地鐵站內(nèi)空氣凈化采用粗放的過(guò)濾方式，過(guò)濾間隙大，可以阻礙大體積的漂浮物進(jìn)入冷系統(tǒng)內(nèi)，可吸入的顆粒物凈化效率水平低，更無(wú)殺菌、消毒的作用。對(duì)于粗放的裝置，應(yīng)經(jīng)過(guò)有效的過(guò)濾方式進(jìn)行清洗，并注意塵埃集聚，調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)阻比例水平，風(fēng)阻越大、能耗越大。綜合測(cè)試效率水平降低，運(yùn)營(yíng)成本也隨之增加，一般情況下效率降低30%則運(yùn)營(yíng)成本增加15%左右。

3 靜電集塵技術(shù)的應(yīng)用和特性分析

靜電集塵技術(shù)是在合理的集塵范圍內(nèi)提高集成效率、集塵效果，其應(yīng)用效果高于傳統(tǒng)的過(guò)濾網(wǎng)、紫外線(xiàn)殺菌方式。自2010 年開(kāi)始靜電集塵已在國(guó)外地鐵廣泛應(yīng)用，并在冶煉、煤氣、電站、硫酸、造紙等工業(yè)也得到廣泛應(yīng)用。靜電集塵器是一種高效的氣體凈化裝備，其消耗量水平低、有效壽命長(zhǎng)、集塵效率高，可適用于空氣中各種粉塵的去除，也適用于風(fēng)速高、壓力大的運(yùn)行環(huán)境。

靜電集塵器主要包括兩大類(lèi)組成，一類(lèi)是高壓電源，輸入380 V/220 V 比例的交流電，按照12 kV、15 kV 兩種直流供電方式；另一類(lèi)是模塊的集塵單元，根據(jù)每一個(gè)集塵單元進(jìn)行電離組和集塵組的分配?？諝饨?jīng)過(guò)集塵器后，最大限度地實(shí)現(xiàn)電離放電，在電場(chǎng)的作用下氣流中的粉塵出現(xiàn)氣流分離的情況，帶電粉塵顆粒被聚集在集塵器中，經(jīng)過(guò)在高壓電載荷的作用，微生物細(xì)胞壁被擊穿后殺滅細(xì)菌。

靜電集塵器維護(hù)水平低、壽命長(zhǎng)、阻力低，集塵效果高，具有一定的運(yùn)營(yíng)優(yōu)勢(shì)，特別是對(duì)于吸附性粉塵，集塵率可以達(dá)到90%以上。從凈化處理后的新風(fēng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和空氣質(zhì)量水平方面分析，能夠快速減少空調(diào)設(shè)備的灰塵，提高空調(diào)綜合冷卻效率水平。

地鐵通風(fēng)有一定的特殊性，需要充分考慮集塵設(shè)備的安裝方式，注意閥門(mén)內(nèi)空間的布局；安裝測(cè)試前需要對(duì)設(shè)備區(qū)域進(jìn)行分別測(cè)定，結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；通風(fēng)區(qū)域的截面一般小于30 m2，風(fēng)流動(dòng)速度為1.3 m/s，空氣流量控制在39 m3/s，注意風(fēng)道位置的實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)量。

在共同測(cè)定數(shù)據(jù)組中，應(yīng)按照測(cè)試間隔1 s 進(jìn)行調(diào)整，最大值控制測(cè)定范圍需要滿(mǎn)足實(shí)際平均值標(biāo)準(zhǔn)要求。按照秒、分、時(shí)、天、月、年的不同等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)同時(shí)確定實(shí)際方案。在地鐵現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，需要結(jié)合各類(lèi)靜電集塵單元的測(cè)試要求，采用十字交叉靜電集塵單元的測(cè)定方式，在風(fēng)速4.5 m/s 的條件下，集塵的直流電壓為10 kV，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的集塵效率可以達(dá)到95%以上。結(jié)合風(fēng)道內(nèi)外的安裝區(qū)域，調(diào)整橫縱截面積，注意各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測(cè)試分析，安裝靜電集塵單元。

在實(shí)際效果測(cè)定分析中，靜電集塵設(shè)備安裝完畢后，需要在設(shè)備前后進(jìn)行空氣指標(biāo)的檢測(cè)。檢測(cè)過(guò)程中需要參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明確檢測(cè)分析方式?？諝釶M10 濃度需要符合實(shí)際檢測(cè)的方式和方法要求。按照相關(guān)的數(shù)據(jù)值進(jìn)行計(jì)算，靜電集塵設(shè)備經(jīng)過(guò)PM10 和PM2.5 的凈化效率，提升設(shè)備的整體凈化率水平。

設(shè)備安裝過(guò)程中，需要注意改善空氣質(zhì)量水平，減少空調(diào)的冷凝頻率次數(shù)，有效降低設(shè)備的維護(hù)、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等。此外，還應(yīng)注意對(duì)地鐵關(guān)鍵空氣質(zhì)量的評(píng)估和認(rèn)定，并選擇符合地鐵出行的方式，以提高出行環(huán)境的合理有效性。

4 地鐵標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備用房空調(diào)配合

4.1 常規(guī)集中空調(diào)系統(tǒng)的配置

在車(chē)站24 h 運(yùn)行范圍內(nèi)，應(yīng)按照管理用房的各部分標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連接，其中：綜合監(jiān)控室、車(chē)站控制室、通信系統(tǒng)室、環(huán)境控制室、照明電源室等，室內(nèi)溫度控制在27 ℃左右，濕度控制在40%～60%，空調(diào)可控冷負(fù)荷量為170 kW；地鐵車(chē)站供變電用房?jī)?nèi)應(yīng)采用變壓器、控制端銜接，并注意調(diào)整空調(diào)冷卻降溫系統(tǒng)；車(chē)站內(nèi)配置環(huán)形電控室，需要注意應(yīng)急照明系統(tǒng)的控制；此外還應(yīng)按照室內(nèi)配置標(biāo)準(zhǔn)要求，調(diào)整設(shè)置空調(diào)器、排風(fēng)機(jī)等。

4.2 分布空調(diào)系統(tǒng)的配置

分布風(fēng)冷多聯(lián)合機(jī)是指設(shè)備內(nèi)采用多聯(lián)通機(jī)配置，按照室內(nèi)外之間的入口設(shè)置聯(lián)機(jī)，集中溫控操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的溫控處理。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，風(fēng)冷式多聯(lián)機(jī)空調(diào)配置中，采用制冷綜合系數(shù)評(píng)估，提高系數(shù)調(diào)控比例水平。水冷多聯(lián)機(jī)方式采用冷卻水換熱處理，性能相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)于氣候的影響少，安裝操作相對(duì)靈活，不會(huì)受限于外機(jī)距離，綜合性能效果水平高。設(shè)備設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，采用冷卻塔冷卻方式，注意水冷多聯(lián)主機(jī)容量范圍的認(rèn)定，制冷性能系數(shù)應(yīng)控制在5.0～5.5，冷卻水的溫度控制在7～45 ℃，注意室內(nèi)溫度在15～25 ℃，系統(tǒng)綜合冷卻效率大于4.5以上，滿(mǎn)足分布空調(diào)系統(tǒng)的整體配置要求。

5 結(jié)束語(yǔ)

為保證地鐵站內(nèi)的凈化效果，需要采用不同的方式控制粉塵量，降低運(yùn)營(yíng)成本，優(yōu)化乘車(chē)周?chē)沫h(huán)境水平。靜電集成空氣凈化設(shè)備是符合地鐵車(chē)站整體發(fā)展經(jīng)濟(jì)價(jià)值的過(guò)程，是有效推廣地鐵車(chē)站運(yùn)行應(yīng)用的關(guān)鍵因素。綜合地鐵運(yùn)行經(jīng)營(yíng)發(fā)展的應(yīng)用要求，采用平板電絲靜電、蜂窩形凈化除塵方式或二者融合方法，可以提升靜電集成空氣凈化效果，滿(mǎn)足地鐵車(chē)站內(nèi)的系統(tǒng)凈化要求以及地鐵車(chē)站的整體運(yùn)營(yíng)和建設(shè)要求，進(jìn)而提升地鐵車(chē)站的綜合監(jiān)測(cè)應(yīng)用水平。采用靜電集成空氣凈化設(shè)備符合地鐵車(chē)站的未來(lái)發(fā)展需要，是不斷提升地鐵車(chē)站綜合應(yīng)用發(fā)展的一種有效方式。