某高速動車組給水衛生系統方案設計

庹霞+++石佳良+++張世俊

【摘 要】隨著中國快速鐵路客運網絡建設的飛速發展，高速動車組作為快速鐵路客運網絡的主力車型，以其高效、快速、舒適、環保的特點被越來越多的人們關注。為了體現高速動車組的綠色環保，保護鐵路沿線的自然環境，本文介紹了一種動車組上所有灰水、廢水、污水全收集的零排放設計理念，以及高速動車組給水衛生系統的方案設計，并提出了在設計中應該注意的重要項點。

【關鍵詞】動車組 給水衛生 設計

2 方案設計

2.1 凈水箱/污物箱配置

動車組總定員613人，按照一次往返運行10小時、最大定員對動車組進行供水、排污能力計算。目前高速動車組的運營模式為白天運營，晚上檢修。動車組用水需求主要為飲用開水、洗手用水、便器沖洗，洗漱用水需求較少。

（1）飲用水量；根據實際旅客調查結果，時速250公里動車組有20%的旅客飲用開水爐供水，動車組單程運行時間為5小時，每位旅客飲用水量0.7升。30%的旅客用水泡方便面食品，每人每次泡面用水0.5升。Va=613×（20%×0.7×2+30%×0.5×2）= 356升。

（2）衛生間沖洗水量；使用頻率：1次/4小時/乘客； 使用水量： 0.5升/次；系數： 1.1 Vb= 613×1/4×0.5×10×1.1=843升。

（3）洗手水量；使用頻率：1次/4小時/乘客； 使用水量： 0.15升/次；系數： 1.1； Vc= 613×1/4×0.15×10×1.1=253升。

（4）洗漱水排量；使用頻率： 1次/20小時/乘客；使用水量： 2升/次；系數： 1.1； Vd= 613×1/20×2×10×1.1=674升。

實際需要總供水量V=356+843+253+674=2126升。按1/8車布置300升水箱，中間車布置400升水箱，全列車可布置水箱總容量2600升（餐車除外）。設計凈水箱容量2600升>實際需要總供水量2126升，凈水箱容量能夠滿足動車組連續運行12小時的需求。

一、衛生間污物的污物箱容量計算：使用頻率： 1次/4小時/乘客； 處理周期： 往返1次；污物產生量： 0.3升/次； 每次沖洗水量： 0.5升/次；系數： 1.1； Va= 613×1/4×10×（0.3+0.5）×1.1=1349升。二、盥洗用水的污物箱容量計算；洗手水使用頻率： 1次/4小時/乘客； 洗手水消耗： 0.15升/次；系數： 1.1； Vb= 613×1/4×0.15×10×1.1=253升。三、洗漱水排量；使用頻率： 1次/20小時/乘客；使用水量：2升/次；系數： 1.1； Vc= 613×1/20×2×10×1.1=674升。全列車需要污物箱總容量為1349+253+674=2276升。按頭車設置一個400升污物箱、中間車設置一個600升污物箱，全列車可布置污物箱總容量3800升。因此，污物箱設計容量3800升>實際排污總量2276升，能夠滿足動車組連續運行16小時的需求。

2.2 衛生設施布置

全列共設有12個衛生間，頭車設1個座式衛生間，中間車設1個蹲式衛生間和1個座式衛生間，4車設殘疾人衛生間和蹲式衛生間，餐車不設衛生間。全列共設有7個洗面間，除餐車外，每輛車設置1個洗面間。全列在4車設有1個沖拖布洗池。全列共設有8個車上凈水箱，頭車設1個300升水箱，其余車設1個400升水箱。全列共設有8個污物箱，頭車、餐車設一個400升污物箱、中間車設一個600升污物箱。

2.3 排污、排水系統設計

污物處理一直是衛生設施最重要的一個組成部分，對于污物的處理采用中轉式真空集便系統，中轉式集便系統是高速動車上常見的一種集便系統，它具有穩定、可靠、耗氣量少等特點，在CRH5動車組上有運用。此次本著節約能耗，有效抽吸的目的，采用中轉式真空集便系統。

中轉式真空集便系統工作原理（圖1 所示）：當按下沖洗按鈕后，壓縮空氣流過真空發生器在中轉箱內產生真空；沖洗噴嘴沖洗，便盆底部的蝶閥打開，便盆內的污物排入中轉箱，蝶閥關閉；便器沖洗累計次數達到設定值或中轉箱液位儀被激活時，中轉箱入口閥關閉，中轉箱內產品正壓，中轉箱出口閥打開，污物被壓入污物箱內，進口閥打開，出口閥關閉。

整個集便系統水氣原理（圖2 所示：）衛生間洗手盆的水經過灰水單元，當灰水單元達到一定量時，出口閥開啟，進入排污管路與污物一起進入中轉箱內。盥洗室的水與電熱水器的水通過排水管路先匯到車下的灰水箱，灰水箱和中轉箱之間設置滑閥，當灰水箱的水達到一定量時，出口閥開啟，中轉箱形成負壓，灰水將被吸入中轉箱。中轉箱不工作時處于常壓狀態，當沖洗按鈕被激活后，真空發生器開始工作，中轉箱內產生真空，形成負壓。便盆底部的蝶閥開啟，污物進入中轉箱。中轉箱中的污物達到一個設定值時，真空發生器開始工作，使中轉箱內產生真空，形成正壓，中轉箱出口閥打開，污物被壓入污物箱內。

3 重要項點

（1）衛生間洗手盆上灰水單元需要設置溢流管，溢流管路上需要設置壓力保護器，以防止車內外壓力變化大時，對車內氣密性造成影響。如無溢流管，一旦灰水單元排水閥發生故障，存在洗手盆返水的危險。（2）洗面間與開水爐的灰水單元需要設置溢流管，溢流管路上需要設置壓力保護器，以防止車內外壓力變化大時，對車內氣密性造成影響。如無溢流管，一旦灰水單元排水閥發生故障，存在洗面間返水淹車的危險。（3）整個管路布置需合理，避免存水，防寒措施需要鋪設到位，以免凍裂。

4 結語

全列采用零排放，將所有灰水、污水進行了灰水收集。在車外車內均設置液位顯示，單車在電氣控制單元設置集控防凍排空功能，全列在機械師室設置集控防凍排空功能。全列采用重力供水，所有管路設置成可排空結構，符合高速列車高寒地帶運營。

參考文獻：

[1] 梁才國，劉振環.青藏客車真空集便系統選型方案及設計改進[J].鐵道車輛，2008（7）.

[2] 范青楊.高速動車組集便器應用對比分析[J].應用技術，2013（7）.

[3] 劉振環，梁才國.列車污物箱容量計算方法的研究[J].鐵道車輛，2003（5）.endprint