蒸发式冷却塔下沉式布置在地铁的使用和探索

高俊逸

（河海大学文天学院，安徽马鞍山243000）

1 南京地铁3号线大行宫站及站外周边情况介绍

南京地铁3号线全长44.8 km，其中28座车站全部为地下站。本工程地下车站均设空调通风系统[1]。地铁地下车站一般为地下二层结构，车站冷冻机房一般布置在室内地下一层或地下二层，冷却塔在站外设置，大行宫站为地铁3号线与2号线的换乘站，两线采用“T”型岛岛换乘的形式，车站沿太平北路路中布设，站东为南京市图书馆，西侧为江宁织造府。车站共设置有3个出入口和2组风亭。1号出入口位于太平北路东侧道路红线内，2号出入口接入江宁织造府，3号出入口与既有2号线出入口结合。1号风亭为低风亭，位于太平北路与中山路交叉路口西北角的空地内；2号风亭为高风亭，与江宁织造府结合。规划部门同意车站站位及附属出入口设置。冷却塔原计划在1号出入口南京图书馆门前太平北路目前的绿化带内，临近附近风景区和图书馆，景观和噪声要求比较高，因整体规划限制，噪声不达标而不能实施[2]。

2 冷却循环水系统方案比选

针对大行宫站外周边情况，原计划方案不适用，新方案有两种：

（1）冷却塔设置在临站。将冷却塔设置在与大行宫距离最近的临近站浮桥站，冷却水供回水管穿越两站间的区间，与消防水管平行布置。

该方案存在以下问题：1）冷却水管往返距离大约为1.8 km，增加了大量管材的使用，同时水泵扬程将增加大约25 m，水泵功率增加大约一倍；2）冷却管线1.8 km，必须设置保温层，设置保温层后，冷却水管管径达到500 mm，穿越区间人防门有较大困难，区间限界布置也比较困难；3）需要在浮桥站多占用大约20 m×16 m的空间；4）管线过长，系统运行时间很长，导致后期维护和运营困难，区间的活塞风极易造成保温破损，影响行车，大大增加了运营风险。

各接口单位均认为此方案不合理，不推荐采用。

（2）冷却塔布置在大行宫站2号出入口附近江宁织造府用地内，有4种方案，均选择逆流引风蒸发式冷却塔下沉布置[3]。

方案一：三台冷却塔按长度方向布置。

方案二：三台冷却塔其中两台并排布置，另一台按长度方向布置。

方案三：四台冷却塔按长度方向布置。

方案四：四台冷却塔按每组两台并排布置，共两组。

每两台冷却塔之间都需要有一定的空间以保证进风，当整个安装空间的宽度为5.75 m时进风面到墙的距离为2 m，两个进风面之间的距离为3.7 m，进出水管接管所留空间为2 m，按此规定分别计算四种方案的占地面积和造价，并分别在风机出风口边缘斜45°方向上方1.5 m处和9 m处测量声压级。

各方案数据对比如表1所示。

经测量，现状道路噪声白天约为70 dB（A），晚上约为60 dB（A），上述布置方案均不高于当前噪声[4]。综合考虑占地和造价，推荐方案二作为实施方案，需要将整个冷却塔完全放置于地下竖井，出风口与竖井高度平齐，对周围景观基本无影响，竖井至少需要有3.423 m的深度，其中包括200 mm高度的工字钢基础。条件允许时建议将竖井深度定为3.9 m，增加基础高度至500 mm，以方便在冷却塔下方布置水管。

表1 冷却塔布置方案对比表

3 使用中的问题

投入使用后，常出现冷水机组运行中冷凝压力过高报警故障，经查，原因是冷却循环水回水效果不畅加上冷却塔散热效果不好，导致冷水机组冷凝水流量不足，冷却水温度升高，造成冷凝压力升高。

4 整改方案

（1）调整冷却塔回水管的安装标高和路径，将回水管调整到两台冷却塔中间进行布置，冷却塔回水管的中心绝对标高为8.1 m，现冷却塔基坑的绝对标高为7.85 m，现场安装后的高度不得高于该标高。

（2）冷却塔进水管阻挡了冷却塔的进风，将阻挡部分的冷却塔进水管拆除，改成部分利用下部的原有冷却塔出水管（新建了冷却塔出水管，该部分管道已经不再作为冷却塔出水管），从而使冷却塔的进风不受管道的影响，增加了通风效果。

（3）从冷却塔基坑到风亭需开凿φ400的孔洞，该孔洞在冷却塔出水管安装后需密封严实，特殊情况下需要启用人防门时可以废除该冷却塔出水管，对孔洞采取人防封堵。

整改方案如图1所示。

5 经验和推广

改造后，冷却塔进风处通风良好，回水避免了原来的水平段局部上翻设置的管路，回水顺畅，既有故障数量大大减少。

图1 冷却塔整改施工图

（1）南京地铁3号线、4号线几个有特殊景观要求的车站，采用这种形式的冷却塔都出现了不同程度的类似故障，都是由于类似原因，主要是此类型冷却塔受景观限制，安装竖井高度基本在4 m以内，水塔底盘安装标高一般不超过500 mm，水管本身管径在350 mm，安装支架加管道半径，水管中心线标高已经接近500 mm，高差最大不超过150 mm，管路静压太小，出水压力不足以克服出塔后管路阻力，因而不能顺利回水，造成故障。所以在后继设计中，大都以大行宫的改造方式布置管路走向，出塔后直接垂直穿过车站顶板向下，增加垂直静压，以满足回水管系统的阻力，避免回水不畅。

（2）出风的布置上要将出风口与竖井高度平齐，不做遮挡，在出风口以外的竖井面积上做百叶窗式遮挡。

6 结语

城市轨道交通在主城区的站点大都有站外设施用地紧张、影响景观规划、噪声过大扰民等共通性问题，选择蒸发式冷却塔下沉式布置，既能有效降低噪声，又对周边道路、景观的影响很小，但是要特别注意两个问题：一是回水管路走向布置，二是出风布置方式。要注意避免回水和出风不畅带来的冷却效果不足引发的系统故障。此外，因冷却塔竖井是敞开式，还需注意雨水排放，在下沉区域内设置积水坑和潜水泵，并将水位报警纳入车站机电设备集控系统[5]。