某高速動車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)方案設計

庹霞　石佳良　張世?。ㄌ粕杰壍揽蛙囉邢挢熑喂井a(chǎn)品研發(fā)中心，河北唐山 063035）

某高速動車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)方案設計

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

隨著中國快速鐵路客運網(wǎng)絡建設的飛速發(fā)展，高速動車組作為快速鐵路客運網(wǎng)絡的主力車型，以其高效、快速、舒適、環(huán)保的特點被越來越多的人們關(guān)注。為了體現(xiàn)高速動車組的綠色環(huán)保，保護鐵路沿線的自然環(huán)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(wèi)生系統(tǒng)的方案設計，并提出了在設計中應該注意的重要項點。

動車組 給水衛(wèi)生 設計

1　方案設計

1.1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(jù)實際旅客調(diào)查結(jié)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(wèi)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(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/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/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?cè)萘?600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(xù)運行12小時的需求。

圖1　中轉(zhuǎn)式真空集便系統(tǒng)工作原理示意圖

圖2　整個集便系統(tǒng)水氣原理圖

一、衛(wèi)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(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(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/乘客；使用水量：2升/次；系數(shù)：1.1；Vc=613×1/20×2×10×1.1=674升。全列車需要污物箱總?cè)萘繛?349+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?cè)萘?800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(xù)運行16小時的需求。

1.2衛(wèi)生設施布置

全列共設有12個衛(wèi)生間，頭車設1個座式衛(wèi)生間，中間車設1個蹲式衛(wèi)生間和1個座式衛(wèi)生間，4車設殘疾人衛(wèi)生間和蹲式衛(wèi)生間，餐車不設衛(wèi)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。

1.3排污、排水系統(tǒng)設計

污物處理一直是衛(wèi)生設施最重要的一個組成部分，對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)是高速動車上常見的一種集便系統(tǒng)，它具有穩(wěn)定、可靠、耗氣量少等特點，在CRH5動車組上有運用。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）：當按下沖洗按鈕后，壓縮空氣流過真空發(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，便盆內(nèi)的污物排入中轉(zhuǎn)箱，蝶閥關(guān)閉；便器沖洗累計次數(shù)達到設定值或中轉(zhuǎn)箱液位儀被激活時，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，污物被壓入污物箱內(nèi)，進口閥打開，出口閥關(guān)閉。

整個集便系統(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(zhuǎn)箱內(nèi)。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(zhuǎn)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(zhuǎn)箱形成負壓，灰水將被吸入中轉(zhuǎn)箱。中轉(zhuǎn)箱不工作時處于常壓狀態(tài)，當沖洗按鈕被激活后，真空發(fā)生器開始工作，中轉(zhuǎn)箱內(nèi)產(chǎn)生真空，形成負壓。便盆底部的蝶閥開啟，污物進入中轉(zhuǎn)箱。中轉(zhuǎn)箱中的污物達到一個設定值時，真空發(fā)生器開始工作，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，污物被壓入污物箱內(nèi)。

2　重要項點

（1）衛(wèi)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(nèi)外壓力變化大時，對車內(nèi)氣密性造成影響。如無溢流管，一旦灰水單元排水閥發(fā)生故障，存在洗手盆返水的危險。（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(nèi)外壓力變化大時，對車內(nèi)氣密性造成影響。如無溢流管，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。

3　結(jié)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(nèi)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(jié)構(gòu)，符合高速列車高寒地帶運營。

［1］梁才國，劉振環(huán).青藏客車真空集便系統(tǒng)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(shù)，2013（7）.

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