某高速動(dòng)車(chē)組給水衛(wèi)生系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

庹霞　石佳良　張世?。ㄌ粕杰壍揽蛙?chē)有限責(zé)任公司產(chǎn)品研發(fā)中心，河北唐山 063035）

某高速動(dòng)車(chē)組給水衛(wèi)生系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

庹霞石佳良張世俊
（唐山軌道客車(chē)有限責(zé)任公司產(chǎn)品研發(fā)中心，河北唐山 063035）

隨著中國(guó)快速鐵路客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的飛速發(fā)展，高速動(dòng)車(chē)組作為快速鐵路客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的主力車(chē)型，以其高效、快速、舒適、環(huán)保的特點(diǎn)被越來(lái)越多的人們關(guān)注。為了體現(xiàn)高速動(dòng)車(chē)組的綠色環(huán)保，保護(hù)鐵路沿線的自然環(huán)境，本文介紹了一種動(dòng)車(chē)組上所有灰水、廢水、污水全收集的零排放設(shè)計(jì)理念，以及高速動(dòng)車(chē)組給水衛(wèi)生系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，并提出了在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的重要項(xiàng)點(diǎn)。

動(dòng)車(chē)組 給水衛(wèi)生 設(shè)計(jì)

1　方案設(shè)計(jì)

1.1凈水箱/污物箱配置

動(dòng)車(chē)組總定員613人，按照一次往返運(yùn)行10小時(shí)、最大定員對(duì)動(dòng)車(chē)組進(jìn)行供水、排污能力計(jì)算。目前高速動(dòng)車(chē)組的運(yùn)營(yíng)模式為白天運(yùn)營(yíng)，晚上檢修。動(dòng)車(chē)組用水需求主要為飲用開(kāi)水、洗手用水、便器沖洗，洗漱用水需求較少。

（1）飲用水量；根據(jù)實(shí)際旅客調(diào)查結(jié)果，時(shí)速250公里動(dòng)車(chē)組有20%的旅客飲用開(kāi)水爐供水，動(dòng)車(chē)組單程運(yùn)行時(shí)間為5小時(shí)，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(wèi)生間沖洗水量；使用頻率：1次/4小時(shí)/乘客；使用水量：0.5升/次；系數(shù)：1.1Vb= 613×1/4×0.5×10×1.1=843升。

（3）洗手水量；使用頻率：1次/4小時(shí)/乘客；使用水量：0.15升/次；系數(shù)：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(shí)/乘客；使用水量：2升/次；系數(shù)：1.1；Vd=613×1/20×2×10×1.1=674升。

實(shí)際需要總供水量V=356+843+253+674=2126升。按1/8車(chē)布置300升水箱，中間車(chē)布置400升水箱，全列車(chē)可布置水箱總?cè)萘?600升（餐車(chē)除外）。設(shè)計(jì)凈水箱容量2600升＞實(shí)際需要總供水量2126升，凈水箱容量能夠滿(mǎn)足動(dòng)車(chē)組連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)的需求。

圖1　中轉(zhuǎn)式真空集便系統(tǒng)工作原理示意圖

圖2　整個(gè)集便系統(tǒng)水氣原理圖

一、衛(wèi)生間污物的污物箱容量計(jì)算：使用頻率：1次/4小時(shí)/乘客；處理周期：往返1次；污物產(chǎn)生量：0.3升/次；每次沖洗水量：0.5 升/次；系數(shù)：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(jì)算；洗手水使用頻率：1次/4小時(shí)/乘客；洗手水消耗：0.15升/次；系數(shù)：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(shí)/乘客；使用水量：2升/次；系數(shù)：1.1；Vc=613×1/20×2×10×1.1=674升。全列車(chē)需要污物箱總?cè)萘繛?349+253+674=2276升。按頭車(chē)設(shè)置一個(gè)400升污物箱、中間車(chē)設(shè)置一個(gè)600升污物箱，全列車(chē)可布置污物箱總?cè)萘?800升。因此，污物箱設(shè)計(jì)容量3800升＞實(shí)際排污總量2276升，能夠滿(mǎn)足動(dòng)車(chē)組連續(xù)運(yùn)行16小時(shí)的需求。

1.2衛(wèi)生設(shè)施布置

全列共設(shè)有12個(gè)衛(wèi)生間，頭車(chē)設(shè)1個(gè)座式衛(wèi)生間，中間車(chē)設(shè)1個(gè)蹲式衛(wèi)生間和1個(gè)座式衛(wèi)生間，4車(chē)設(shè)殘疾人衛(wèi)生間和蹲式衛(wèi)生間，餐車(chē)不設(shè)衛(wèi)生間。全列共設(shè)有7個(gè)洗面間，除餐車(chē)外，每輛車(chē)設(shè)置1個(gè)洗面間。全列在4車(chē)設(shè)有1個(gè)沖拖布洗池。全列共設(shè)有8個(gè)車(chē)上凈水箱，頭車(chē)設(shè)1個(gè)300升水箱，其余車(chē)設(shè)1個(gè)400升水箱。全列共設(shè)有8個(gè)污物箱，頭車(chē)、餐車(chē)設(shè)一個(gè)400升污物箱、中間車(chē)設(shè)一個(gè)600升污物箱。

1.3排污、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

污物處理一直是衛(wèi)生設(shè)施最重要的一個(gè)組成部分，對(duì)于污物的處理采用中轉(zhuǎn)式真空集便系統(tǒng)，中轉(zhuǎn)式集便系統(tǒng)是高速動(dòng)車(chē)上常見(jiàn)的一種集便系統(tǒng)，它具有穩(wěn)定、可靠、耗氣量少等特點(diǎn)，在CRH5動(dòng)車(chē)組上有運(yùn)用。此次本著節(jié)約能耗，有效抽吸的目的，采用中轉(zhuǎn)式真空集便系統(tǒng)。

中轉(zhuǎn)式真空集便系統(tǒng)工作原理（圖1所示）：當(dāng)按下沖洗按鈕后，壓縮空氣流過(guò)真空發(fā)生器在中轉(zhuǎn)箱內(nèi)產(chǎn)生真空；沖洗噴嘴沖洗，便盆底部的蝶閥打開(kāi)，便盆內(nèi)的污物排入中轉(zhuǎn)箱，蝶閥關(guān)閉；便器沖洗累計(jì)次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或中轉(zhuǎn)箱液位儀被激活時(shí)，中轉(zhuǎn)箱入口閥關(guān)閉，中轉(zhuǎn)箱內(nèi)產(chǎn)品正壓，中轉(zhuǎn)箱出口閥打開(kāi)，污物被壓入污物箱內(nèi)，進(jìn)口閥打開(kāi)，出口閥關(guān)閉。

整個(gè)集便系統(tǒng)水氣原理（圖2所示：）衛(wèi)生間洗手盆的水經(jīng)過(guò)灰水單元，當(dāng)灰水單元達(dá)到一定量時(shí)，出口閥開(kāi)啟，進(jìn)入排污管路與污物一起進(jìn)入中轉(zhuǎn)箱內(nèi)。盥洗室的水與電熱水器的水通過(guò)排水管路先匯到車(chē)下的灰水箱，灰水箱和中轉(zhuǎn)箱之間設(shè)置滑閥，當(dāng)灰水箱的水達(dá)到一定量時(shí)，出口閥開(kāi)啟，中轉(zhuǎn)箱形成負(fù)壓，灰水將被吸入中轉(zhuǎn)箱。中轉(zhuǎn)箱不工作時(shí)處于常壓狀態(tài)，當(dāng)沖洗按鈕被激活后，真空發(fā)生器開(kāi)始工作，中轉(zhuǎn)箱內(nèi)產(chǎn)生真空，形成負(fù)壓。便盆底部的蝶閥開(kāi)啟，污物進(jìn)入中轉(zhuǎn)箱。中轉(zhuǎn)箱中的污物達(dá)到一個(gè)設(shè)定值時(shí)，真空發(fā)生器開(kāi)始工作，使中轉(zhuǎn)箱內(nèi)產(chǎn)生真空，形成正壓，中轉(zhuǎn)箱出口閥打開(kāi)，污物被壓入污物箱內(nèi)。

2　重要項(xiàng)點(diǎn)

（1）衛(wèi)生間洗手盆上灰水單元需要設(shè)置溢流管，溢流管路上需要

設(shè)置壓力保護(hù)器，以防止車(chē)內(nèi)外壓力變化大時(shí)，對(duì)車(chē)內(nèi)氣密性造成影響。如無(wú)溢流管，一旦灰水單元排水閥發(fā)生故障，存在洗手盆返水的危險(xiǎn)。（2）洗面間與開(kāi)水爐的灰水單元需要設(shè)置溢流管，溢流管路上需要設(shè)置壓力保護(hù)器，以防止車(chē)內(nèi)外壓力變化大時(shí)，對(duì)車(chē)內(nèi)氣密性造成影響。如無(wú)溢流管，一旦灰水單元排水閥發(fā)生故障，存在洗面間返水淹車(chē)的危險(xiǎn)。（3）整個(gè)管路布置需合理，避免存水，防寒措施需要鋪設(shè)到位，以免凍裂。

3　結(jié)語(yǔ)

全列采用零排放，將所有灰水、污水進(jìn)行了灰水收集。在車(chē)外車(chē)內(nèi)均設(shè)置液位顯示，單車(chē)在電氣控制單元設(shè)置集控防凍排空功能，全列在機(jī)械師室設(shè)置集控防凍排空功能。全列采用重力供水，所有管路設(shè)置成可排空結(jié)構(gòu)，符合高速列車(chē)高寒地帶運(yùn)營(yíng)。

［1］梁才國(guó)，劉振環(huán).青藏客車(chē)真空集便系統(tǒng)選型方案及設(shè)計(jì)改進(jìn)［J］.鐵道車(chē)輛，2008（7）.

［2］范青楊.高速動(dòng)車(chē)組集便器應(yīng)用對(duì)比分析［J］.應(yīng)用技術(shù)，2013（7）.

［3］劉振環(huán)，梁才國(guó).列車(chē)污物箱容量計(jì)算方法的研究［J］.鐵道車(chē)輛，2003（5）.