铁路某车站高速场真空卸污系统性能试验

薛 强,沈 骏,董大为,张玉宽

铁路某车站高速场真空卸污系统性能试验

薛 强,沈 骏,董大为,张玉宽

(中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所,北京 100081)

铁路某车站增设固定式真空卸污系统,主要解决车站列车卸污作业问题。测试某车站高速场真空卸污系统性能,主要验证该系统是否满足设计要求。车站运营列车进站后,测试高速场真空卸污系统卸污作业耗时,包括单个污物箱清空时间与整列车所有污物箱清空时间,同时记录真空机组运行情况,并分析试验数据。数据分析显示该车站高速场真空卸污系统对两列车卸污作业耗时均小于40 min,具备高效、快捷完成列车卸污作业的能力,该系统可以在类似大型铁路枢纽推广。

铁路客站;真空卸污系统;性能试验;结果分析

固定式真空卸污系统可以用管道抽吸、输送列车污物箱污物到指定区域[1],为满足高速铁路运营需求,铁路某车站增设固定式真空卸污系统,并于2012年年底建成。固定式真空卸污系统由真空机组设备、卸污单元设备、真空卸污管道、控制系统等组成[2]。真空机组设备:维持系统真空度、排污功能、指示功能、控制自动化,每套机组有2台旋转凸轮泵[3];卸污单元设备:抽吸污物箱污物到真空管道[4];真空卸污管道:输送与排放污物;控制系统:控制真空机组的启停。既有车站增设固定式真空卸污系统工程,现场情况复杂、原图纸不齐全、施工难度大。施工过程中,大部分管道施工属于隐蔽工程,地下障碍物较多,部分管道走向经设计同意后有所调整。真空卸污管道是保证系统实现真空的关键[5],管材为高密度聚乙烯塑料管HDPE,设计工作压力1.0 MPa[6]。调整后的管道比原设计方案增加大量弯头,导致沿程阻力增大[7],虽然理论计算符合相关标准要求,但有待实测验证。

1 铁路某车站真空卸污系统介绍及试验概况

某车站共有20股道,普速场为1～14道,高速场为15～20道,高速场真空卸污系统位于车场南侧的15道与16道间、17道与18道间、19道与20道间,共设置3条卸污管道。每条卸污线设置卸污单元设备25套,共计75套。真空机组设备位于真空中心内,真空中心设在二站台西侧平交道外2、3道线间,真空机组设备配2套。

本次试验测试高速场系统卸污作业耗时、卸污效率等性能指标,即测试真空卸污系统在工作压力范围内,高速场单元设备作业耗时及整列车卸污作业耗时,验证高速场真空卸污系统是否达到设计要求。试验时,用1套真空机组对2列运营列车同时进行抽吸、排放作业。

2 试验步骤

(1)试验前30 min,打开真空机组设备,使系统压力达到工况;2列动车组进站,Gxx1次列车(16节编组)于23:09进入19道,Gxx2次列车(8节编组)于23:20进入17道;卸污作业前5 min,工作人员将股道间最东侧第25号、24号单元设备球阀打开,进气3 min后关闭;

(2)2列动车组停稳后,第1组与第2组试验人员进入19道,分别选定Gxx1次列车首尾污物箱进行卸污作业,两组人员从列车两端向中部同时顺序作业,最后会合,记录作业时间与作业卸污单元设备编号;同时,第3组与第4组试验人员进入17道,分别选定Gxx2次列车首尾污物箱进行卸污作业,各组试验人员都从列车两端向中部同时顺序作业,最后在每列车中部会合,并记录作业时间与作业卸污单元设备编号;

(3)开始试验,试验人员记录每个污物箱卸污作业耗时,即从打开卸污单元设备球阀至抽吸完毕后关闭球阀所需时间;另外记录整个列车作业耗时,即从列车第一个污物箱作业开始到最后一个污物箱作业结束,包括工人走行时间;

(4)真空中心内试验人员记录真空机组设备的起始压力、最低压力、每台泵的启停次数、作业终止时的压力;

(5)作业结束后,指挥人员发出“结束”指令,试验人员在确保人员和设备安全的情况下撤离现场。

3 试验结果及分析

记录Gxx1、Gxx2两列动车组每个污物箱清空时间与实际作业单元设备编号。Gxx2次列车进入19道,该股道共设置单元设备25套,编号为1-1～1-25,因列车型号不同导致污物箱的位置、大小也不同,所以每次卸污作业使用的单元设备不完全相同,每次作业时,有的单元设备可能不用,有的可能用2次。同理, Gxx2进入17道,该股道共设置单元设备25套,编号为2-1～2-25。具体作业耗时见表1、表2。

表1 Gxx1次列车卸污时间统计s____

表2 Gxx2次列车卸污时间统计s____

真空机组设备含2套凸轮泵、电控柜等[8],在卸污作业时可能数次启停,自动启停既能保证卸污作业正常进行,又可保护设备不过度运转。当压力低于-40 kPa时,机组可启动,及时补充压力;当压力达到-60 kPa时,机组停止运转,本次试验真空机组设备作业起始时压力为-60 kPa,作业终止时压力为-48 kPa,作业时压力最低值为-30 kPa。本次测试从23:25开始,将此时视为0,每间隔1 min记录真空机组设备压力值,压力变化如图1所示。

图1 真空机组设备压力变化曲线

试验结果分析:

(1)2列车整车卸污作业耗时符合要求。Gxx1次列车为长编组动车,车型为CRH380AL,共15个污物箱,列车首尾污物箱容积为150 L,其余污物箱容积为450 L,该列车卸污作业起止时间为23:25～23:52,耗时27 min;Gxx2次列车为短编组动车,车型为CRH380A,共7个污物箱,列车污物箱容积均为450 L,该列车卸污作业起止时间为23:25～23:37,耗时12 min。满足《铁路站段真空卸污系统技术条件》对整列车作业时间的要求[9];

(2)单个单元设备作业耗时＜3 min。真空卸污单元作业时间显示,用时最少的为编号1-4设备,时间为35 s,用时最多的为编号1-17设备,时间为178 s。因列车污物箱容积不同,且实际容量不等,所以卸污作业时间不等;两列车均为当日末班车,污物箱容量可能达到当天最大,所以试验数据在较不利情况下采集,较有说服力;

(3)满足4套单元设备同时使用要求。本次试验对2列车同时进行卸污作业,作业开始后前12 min内为4套单元设备同时作业,试验数据显示,本次试验中任何单元设备作业时间均＜3 min,所以4套单元设备同时作业平均耗时＜3 min;

(4)本次测试开始之前真空机组设备压力从0到-60 kPa共用时3 min,满足《铁路站段真空卸污系统技术条件》[9]要求;

(5)真空机组设备自控性能正常,压力达到设定最低值后能自动启动,达到设定最高值后也能自动停止,均能按照设定要求运行[10]。真空机组满足要求。

4 结语

按照铁路车站运营列车停时要求,测试车站真空卸污系统的作业耗时、作业效率,数据分析显示该车站高速场真空卸污系统对两列车卸污作业耗时均小于40 min,具备高效、快捷完成列车卸污作业的能力,该系统可以在类似大型铁路枢纽推广。

[1] 段金明,周敬宣,林洪,阳国柱.铁路站场固定式真空地面卸污系统设计[J].中国给水排水,2006(18):41-44.

[2] 黄焱歆,张继杰.上海站增设真空卸污系统方案[J].铁道劳动安全卫生与环保,2013(1):9-12.

[3] 邹红.京沪高速铁路列车地面卸污系统设计[J].中国给水排水, 2008(20):40-42.

[4] 郭霖,吴国华,齐鸣春.北京南站动车组卸污设计[J].铁道标准设计,2011(7):105-107.

[5] 黄焱歆,齐鸣春,范英宏.哈大客运专线车站真空卸污系统应用与改进[J].铁道建筑,2013(3):131-134.

[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50268—2008给水排水管道工程施工及验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[7] 中华人民共和国铁道部.TBl0010—2008铁路给水排水设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2008.

[8] 邹红.客运专线铁路旅客列车地面卸污系统设计研究[J].铁道勘测与设计,2008(9):12-114.

[9] 中华人民共和国铁道部.TB/T 3163—2007铁路站段真空卸污系统技术条件[S].北京:中国铁道出版社,2007.

[10]邱慧,王研.铁路站场真空式地面卸污系统介绍[J].铁道劳动安全卫生与环保,2005(1):30-33.

Performance Test of Vacuum Sewerage System at High-Speed Train Yard in a Railway Station

XUE Qiang,SHEN Jun,DONG Da-wei,ZHANG Yu-kuan
(Energy Saving&Environmental Protection&Occupational Safety and Health Research Institute,China Academy of Railway Sciences,Beijing 100081,China)

A certain railway station was additionally provided with a fixed-type vacuum sewerage system, mainly to solve the problem of sewage discharge operation from station trains.This study made aperformance test on this vacuum sewerage system at the high-speed train yard,mainly to verify whether this system can meet the design requirements.Meanwhile,after the passenger train enters the station,the elapsed times for the operation of this vacuum sewerage system at high-speed train yard were tested, including the elapsed time for empting the single sewage tank and the elapsed time for empting all sewage tanks of the whole train.At the same time,the operation situation of vacuum unit was recorded and the experiment data were analyzed.Data analysis shows that the elapsed times of sewage discharge operation for two trains are all less than 40 minutes by this vacuum sewerage system at the high-speed yard in the station,and this proves that this vacuum sewerage system at the high-speed yard in the station has the ability to complete the sewage discharge operation efficiently and quickly.Therefore,this system can be widely used for similar large-scale railway terminals.

railway passenger station;vacuum sewerage system;performance test;result analysis

X703

B

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.04.023

1004-2954(2014)04-0096-03

2013-10-17;

2013-11-04

薛 强(1980—),男,助理研究员,2007年毕业于北京交通大学环境工程专业,工学硕士,E-mail:qiangxue1980@126.com。