高速列車項目給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計

沈浦源

（青島四方－龐巴迪鐵路運輸設(shè)備有限公司 工程部，山東 青島 266111）

高速列車各車廂為司乘人員設(shè)計制造了方便適用的給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)。廁所的給水系統(tǒng)提供用于沖洗集便器和洗手用水，洗臉間的給水系統(tǒng)能夠提供洗漱用冷熱水，開水爐給水系統(tǒng)為乘車人員提供飲用水。排水系統(tǒng)的任務(wù)是排掉污水和防凍排空。衛(wèi)生系統(tǒng)是向列車上的乘客提供舒適的廁所環(huán)境，收集并儲存所有污水和污物，直到最后實施清理。

2 給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

在滿足該高速列車大合同規(guī)定的運行環(huán)境要求下，清水箱位于車下，由水箱旁的水泵向車上中間水箱供水，然后靠重力向洗盆、便器和開水爐供水，普通臥鋪車還設(shè)有沖洗拖把用供水系統(tǒng)。整個系統(tǒng)具有自動和手動防凍排空功能。

衛(wèi)生系統(tǒng)由蹲便器、座便器、控制面板、灰水單元、水封（餐車）和污物箱組成，其作用是排空洗盆內(nèi)的灰水并收集便器內(nèi)的污物。本文以Mc車為例對其給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)進行說明，其系統(tǒng)原理圖見圖1。

圖1 Mc車給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)原理圖

Mc車配置1套供水系統(tǒng)和1套污物收集系統(tǒng)。Mc車給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)控制方式原理圖見圖2。

3 給排水系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)組成

列車每個車廂都設(shè)置有供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由清水箱、水泵、中間水箱、管道系統(tǒng)、開水爐、水面板、洗池、閥和管道加熱裝置等組成。排水系統(tǒng)主要由廁所系統(tǒng)部分、廢水、水箱、集便箱和清空裝置組成。

帶注水口和溢水口并具備相當(dāng)容量的清水箱為系統(tǒng)儲備水源；其注水連接滿足中國鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T112－74的有關(guān)規(guī)定，每節(jié)車廂有一個注水點。水箱和供水系統(tǒng)是防凍的，設(shè)置有電伴熱線。系統(tǒng)中設(shè)置有水泵和蓄壓水箱，以保證供水壓力和流量；在洗手盆的正上方設(shè)置有控制出水的光電元件，既能保證乘客清洗又能自動節(jié)約用水；洗臉間中設(shè)置有水加熱器和混合閥，以保證乘客能用上溫暖舒適的清潔水；每個車廂的供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)是相連的，即供水系統(tǒng)要為排水系統(tǒng)提供清洗水源。

圖2 Mc車給排水及衛(wèi)生系統(tǒng)控制方式原理圖

供水方式：清水箱布置在車下，由自動水泵向車上的中間水箱供水，再由中間水箱依靠重力向車內(nèi)的用水設(shè)備（如洗手盆、便器、茶水爐等）供水。洗手水采用溫水箱加熱后供水。

灰水處理方式：系統(tǒng)不對列車產(chǎn)生的灰水進行收集處理，僅通過灰水單元直接排至車外。

3.2 管道系統(tǒng)

車輛供水系統(tǒng)中的管道系統(tǒng)主要由直徑Φ50mm、Φ42mm、Φ34mm、Φ27mm和Φ21mm的不銹鋼管及閥門、開關(guān)等附件組成。不銹鋼管需要滿足國標(biāo)GB/T 14976，直徑Φ50mm不銹鋼316管用于排污管，直徑Φ42mm不銹鋼304管用于排水管，直徑Φ34mm不銹鋼304管用于主供水管（與水箱相連）和排氣管（溢水管），直徑Φ21mm的不銹鋼304管用于茶水爐供水，直徑Φ27mm的不銹鋼304管作為地漏下水管。為了減少水阻力，管路設(shè)計的最大水平長度不超過7m，最大提升距離不大于1.5m，90°折彎最多4個，45°折彎最多8個。

車內(nèi)管道外包防寒材料防止冷凝水，車下管道考慮防凍增加伴熱線及防寒材料。

4 衛(wèi)生系統(tǒng)

針對現(xiàn)車布局存在污物傳送管路較長，且無法進行日常維護檢修的狀況，衛(wèi)生系統(tǒng)布置如圖3所示。為滿足真空系統(tǒng)的要求，選擇了EVAC公司的緊湊型便器系統(tǒng)。此真空系統(tǒng)具有抽吸能力強、污物傳送距離遠、管路存留物少、便器沖洗循環(huán)周期短等特點。

其基本工作原理是：以車上的壓縮空氣為能源，利用噴射器在污物箱內(nèi)產(chǎn)生并保持一定程度的真空度，使便盆內(nèi)污物在污物箱內(nèi)真空的作用下被抽吸到污物箱中。便器采用壓力水沖洗方式，壓力水的產(chǎn)生采用氣動增壓方式。

電氣控制方式如下：按部件的功能和實際安裝位置將系統(tǒng)分成衛(wèi)生間主控模塊和車下擴展模塊。模塊之間采用通訊方式聯(lián)系。

圖3 衛(wèi)生系統(tǒng)布置

衛(wèi)生間主控模塊的主要功能如下：控制衛(wèi)生間內(nèi)的洗漱供水和便器沖洗；與車下擴展模塊采用通訊方式進行數(shù)據(jù)交換（狀態(tài)信號和控制指令）；負(fù)責(zé)與列車TCMS（列車控制管理系統(tǒng)）進行通訊聯(lián)系，提交系統(tǒng)信息并執(zhí)行來自列車控制系統(tǒng)的集控指令。

車下擴展模塊的主要功能如下：負(fù)責(zé)對車下清水箱、泵箱、污物箱以及中間水箱（車上）的狀態(tài)信號（氣源、液位、溫度、伴熱、水泵狀態(tài)、故障等）進行采集并傳遞給衛(wèi)生間主控模塊，同時執(zhí)行來自主控模塊的相關(guān)指令。

由于轉(zhuǎn)向架與鋼結(jié)構(gòu)地板之間空間狹小，同時考慮檢修，因此設(shè)計排污管穿過內(nèi)裝地板和鋼結(jié)構(gòu)地板，緊貼鋼結(jié)構(gòu)下表面布置。由于水盆距污物箱太遠，為避免潛在的管路堵塞風(fēng)險，灰水將直接排到車外。為消除壓力變化帶來的影響（如噪聲問題），采用EVAC的灰水單元排放水盆內(nèi)的灰水。為避免因油污或其他雜質(zhì)引起的堵塞，餐車使用水封排水。

待用狀態(tài)時，便盆內(nèi)存有少量水，水箱充滿水，進、出口閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)。

按下沖洗按鈕后開始執(zhí)行沖洗流程。電磁閥打開，壓縮空氣進入水箱，水在壓縮空氣的作用下沖洗便盆。

5 總結(jié)

（1）便器采用真空保持式工作方式，污物箱中始終保持著真空，使用者只要觸動沖洗按鈕，系統(tǒng)立即進行沖洗便盆和抽吸污物動作，不存在等待時間。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠。

（2）污物收集系統(tǒng)除便器安裝在車上外，其他部件均集成在污物箱上，車上占用空間小。

（3）系統(tǒng)各部件分別采用各自的控制單元控制，各控制單元間采用通訊方式聯(lián)系。相關(guān)部件間布線少，便于施工。

［1］青島四方車輛研究所有限公司.TB/T 112—74客車用注水口（A、B型）型式與尺寸［S］.北京：中國鐵道出版社，1974：1-5.

［2］全國鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 14967—2012流體輸送用不銹鋼無縫鋼管［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012：1-13.

［3］青島四方車輛研究所有限公司.TB/T 1720—2010鐵道客車給水裝置［S］.北京：中國鐵道出版社，2010：1-4.

［4］青島四方車輛研究所有限公司.TB/T 3338—2013鐵道客車及動車組集便裝置［S］.北京：中國鐵道出版社，2013：1-11.