關(guān)于地鐵車輛氣密性設(shè)備導(dǎo)致空調(diào)漏水原因分析及處置建議

劉 洋

武漢地鐵運營有限公司 湖北武漢 430000

1 問題描述

地鐵列車在高架區(qū)間進行調(diào)試作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)空調(diào)新風(fēng)口及回風(fēng)口出現(xiàn)漏水情況。后續(xù)登頂檢查發(fā)現(xiàn)空調(diào)機組內(nèi)通風(fēng)機安裝座四周有水漬，集水盤外的接線盒、二位五通電磁閥、氣液分離腔內(nèi)有存水。

跟蹤觀察故障時，列車空調(diào)回風(fēng)口再次漏水。通過對列車現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：在列車調(diào)試過程中，空調(diào)回風(fēng)濾網(wǎng)臟堵未及時清洗。空調(diào)機組與客室間壓差較大，取下回風(fēng)濾網(wǎng)及格柵時阻力較大。第1節(jié)車兩側(cè)車門輔助鎖氣路塞門由于調(diào)試需要被截斷，無氣源送至空調(diào)機組?；謴?fù)第1節(jié)車兩側(cè)輔助鎖截斷塞門，并拆下回風(fēng)格柵及濾網(wǎng)。空調(diào)持續(xù)工作，待積水排出后，出風(fēng)口、回風(fēng)口不再漏水。

2 原理描述

某線路地鐵列車最高運行速度為120km/h，線路區(qū)間為高架和隧道。為保證列車整體氣密性要求，列車設(shè)置壓力波保護裝置。在空調(diào)機組新風(fēng)側(cè)、主動廢排裝置側(cè)和冷凝水排水口位置均設(shè)置氣動閥門。當(dāng)車內(nèi)外壓力變化達到設(shè)定值時，氣動閥門動作并關(guān)閉閥口，控制車外壓力波動傳入車內(nèi)，提高列車乘坐舒適性。

壓力波保護裝置包含壓力保護控制器、壓力保護閥。壓力保護控制器安裝于每列車的頭車中，每節(jié)頭車設(shè)1套壓力保護控制器，每臺客室空調(diào)機組內(nèi)設(shè)置1套新風(fēng)壓力保護閥，1套排水保護閥，每臺廢排裝置內(nèi)設(shè)置1套廢排壓力保護閥。示意圖如圖2所示。

在列車進出隧道及其他車內(nèi)外壓力變化超過檢測值的條件下，安裝在司機室的壓力波控制裝置發(fā)出壓力保護信號，控制各車空調(diào)控制盤的控制繼電器，使新風(fēng)壓力波保護閥、排水保護閥、廢排裝置壓力波保護閥門動作并關(guān)閉閥門，防止車外壓力波動傳入車內(nèi)。壓力保護閥關(guān)閉后，新風(fēng)壓力波保護閥及廢排壓力波保護閥壓力氣缸位置反饋裝置發(fā)出信號到空調(diào)控制器，表示壓力保護閥已正常關(guān)閉。空調(diào)壓力波裝置在有氣源時，按各工況的控制信號動作；無氣源時，氣缸保持默認動作狀態(tài)。

各保護閥的氣缸類型及動作狀態(tài)表

3 原因分析

空調(diào)機組內(nèi)的壓力波動作執(zhí)行機構(gòu)為氣動閥門，需要氣源才能動作?？照{(diào)機組從車下主風(fēng)管取風(fēng)，經(jīng)過一位側(cè)車門輔助鎖截斷塞門B25.1到達客室側(cè)頂板內(nèi)部，最后經(jīng)空調(diào)氣閥塞門B25.3和B25.4分別到達空調(diào)機組2和空調(diào)機組1內(nèi)部。當(dāng)一位側(cè)輔助鎖塞門B25.1被截斷后，車頂兩空調(diào)機組失去氣源，空調(diào)排水閥氣缸為彈簧輔助收縮氣缸，排水口保持開啟狀態(tài)。新風(fēng)口和主動廢排為保證壓力保護時快速響應(yīng)，而選用彈簧輔助伸出氣缸，在無風(fēng)條件下新風(fēng)口和廢排口保持關(guān)閉。

所以，當(dāng)一位側(cè)輔助鎖塞門截斷后，空調(diào)機組無新風(fēng)參與循環(huán)，僅從回風(fēng)口進風(fēng)。相較于新風(fēng)口開啟的條件下，空調(diào)機組內(nèi)部負壓會明顯升高。

新風(fēng)口關(guān)閉條件下，空調(diào)集水盤水位高度理論計算，其各部件的靜壓力如下：

車內(nèi)正壓：35Pa(設(shè)計數(shù)據(jù))；

回風(fēng)格柵及濾網(wǎng)壓力損失(潔凈)：50Pa(經(jīng)驗數(shù)據(jù))；

回風(fēng)風(fēng)道壓力損失：65Pa(經(jīng)驗數(shù)據(jù))；

回風(fēng)閥壓力損失：25Pa(經(jīng)驗數(shù)據(jù))；

混合風(fēng)濾網(wǎng)壓力損失：25Pa(經(jīng)驗數(shù)據(jù))；

蒸發(fā)器壓力損失：180Pa(設(shè)計數(shù)據(jù))；

要的，這主要是因為它不 僅關(guān)系到水利工程的質(zhì)量，還與水利工程的整體效益也有 密切的聯(lián)系。如果啟閉機出現(xiàn)了故障，不僅會給維修和管 理工作帶來不便，也會對水利樞紐質(zhì)量安全造成一定的威 脅，所以就需要相關(guān)的工作人員更加注重啟閉機的維護和 管理工作，可以大大地降低故障發(fā)生的概率。筆

P0=基準(zhǔn)壓力(車內(nèi)正壓)；

P1=混合風(fēng)濾網(wǎng)前壓力；

P2=蒸發(fā)器后壓力。

H1=蒸發(fā)器前集水盤內(nèi)凝結(jié)水高度；

H2=蒸發(fā)器后集水盤內(nèi)凝結(jié)水高度；

P1=車內(nèi)正壓+回風(fēng)格柵及濾網(wǎng)壓力損失+回風(fēng)道壓力損失+回風(fēng)閥壓力損失=-95Pa；

P2=P1+混合風(fēng)濾網(wǎng)壓力損失+蒸發(fā)器壓力損失=-300Pa。

根據(jù)負壓與水柱高度的對應(yīng)關(guān)系H=|P|/10，可以換算出，即使在集水盤排水閥開啟狀態(tài)下，由于空調(diào)機組內(nèi)部負壓作用，回風(fēng)濾網(wǎng)前和蒸發(fā)器后，積蓄的冷凝水高度最高會達到H1=9.5mm和H2=30mm，且冷凝水積蓄高度會隨回風(fēng)口濾網(wǎng)、混合風(fēng)濾網(wǎng)臟堵的程度而升高?？照{(diào)機組集水盤壁設(shè)置高度為50mm，集水盤水位越高，在列車啟動和停車時，集水盤內(nèi)冷凝水越容易飛濺并被送風(fēng)機吹入新風(fēng)道內(nèi)，造成客室出風(fēng)口滴水。

通過對現(xiàn)場條件綜合研判，確定空調(diào)漏水原因主要為兩個方面：截斷車門輔助鎖塞門導(dǎo)致空調(diào)壓力波裝置無氣源，新風(fēng)門保持在關(guān)閉狀態(tài)，空調(diào)機組僅能從回風(fēng)口進風(fēng)，空調(diào)機組內(nèi)部負壓增大；空調(diào)回風(fēng)濾網(wǎng)臟堵，造成空調(diào)機組內(nèi)部負壓進一步增大，積蓄水位過高，在列車加速、制動、軌道傾斜等工況下，集水盤內(nèi)冷凝水溢出或飛濺至回風(fēng)口和新風(fēng)送風(fēng)口內(nèi)，導(dǎo)致客室內(nèi)滴水。

4 處理建議

列車空調(diào)漏水問題除個別機組安裝和密封缺陷外，主要為空調(diào)機組內(nèi)部冷凝水排水不暢導(dǎo)致，而冷凝水排水不暢原因可分為兩大類：

一類是排水路徑堵塞，原因一般為新線隧道積塵嚴重，老線長時間運營未及時清理空調(diào)機組，或高架區(qū)間掉入異物等。此類故障可通過直接檢查空調(diào)機組有無臟堵、異物等情況排查，或通過模擬對比觀察空調(diào)機組的排水情況，查找堵塞位置。

另一類是空調(diào)機組內(nèi)部負壓升高，空調(diào)機組長時間在較高負壓的狀態(tài)下工作，集水盤內(nèi)冷凝水在負壓作用下積蓄的液位升高，在列車運行的過程中更易飛濺出空調(diào)機組到達客室內(nèi)。新風(fēng)口、回風(fēng)口異常關(guān)閉，新風(fēng)濾網(wǎng)、回風(fēng)濾網(wǎng)、混合風(fēng)濾網(wǎng)臟堵都會導(dǎo)致機組內(nèi)部負壓升高。處理此類故障時，檢查三種濾網(wǎng)的潔凈狀態(tài)和風(fēng)閥動作執(zhí)行機構(gòu)的動作狀態(tài)以及反饋狀態(tài)。目前除部分氣密性要求較高的高速線路有氣動風(fēng)門執(zhí)行機構(gòu)外，常規(guī)線路風(fēng)門均為電動執(zhí)行機構(gòu)。

針對空調(diào)機組內(nèi)壓力波裝置的氣動風(fēng)門執(zhí)行機構(gòu)，有如下建議：

(1)優(yōu)化空調(diào)機組供風(fēng)管路，在合理的位置設(shè)置塞門。如將空調(diào)機組取風(fēng)點從B25.1塞門后端前移至塞門前端，保證各截斷塞門的功能獨立，避免截斷單側(cè)車門輔助鎖塞門時，對空調(diào)壓力波裝置的影響。

(2)優(yōu)化空調(diào)壓力波裝置動作邏輯。目前暫定車內(nèi)外壓力差變化速率超800Pa/3S時，壓力波控制裝置給出動作指令，各閥口保持關(guān)閉。當(dāng)壓力波動作信號持續(xù)超過1min后，排水閥強制打開1min，若壓力信號仍持續(xù)，重復(fù)上述循環(huán)。后續(xù)需根據(jù)列車隧道空氣動力學(xué)試驗結(jié)果和列車氣密性考核指標(biāo)，確定最終的壓力波裝置動作標(biāo)準(zhǔn)值及控制邏輯。