某高速动车组给水卫生系统方案设计

2015-08-26庹霞石佳良张世俊唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心河北唐山063035

中国科技纵横 2015年8期

庹霞　石佳良　张世俊（唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心，河北唐山 063035）

某高速动车组给水卫生系统方案设计

庹霞石佳良张世俊
（唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心，河北唐山 063035）

随着中国快速铁路客运网络建设的飞速发展，高速动车组作为快速铁路客运网络的主力车型，以其高效、快速、舒适、环保的特点被越来越多的人们关注。为了体现高速动车组的绿色环保，保护铁路沿线的自然环境，本文介绍了一种动车组上所有灰水、废水、污水全收集的零排放设计理念，以及高速动车组给水卫生系统的方案设计，并提出了在设计中应该注意的重要项点。

动车组给水卫生设计

1　方案设计

1.1净水箱/污物箱配置

动车组总定员613人，按照一次往返运行10小时、最大定员对动车组进行供水、排污能力计算。目前高速动车组的运营模式为白天运营，晚上检修。动车组用水需求主要为饮用开水、洗手用水、便器冲洗，洗漱用水需求较少。

（1）饮用水量；根据实际旅客调查结果，时速250公里动车组有20%的旅客饮用开水炉供水，动车组单程运行时间为5小时，每位旅客饮用水量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）卫生间冲洗水量；使用频率：1次/4小时/乘客；使用水量：0.5升/次；系数：1.1Vb= 613×1/4×0.5×10×1.1=843升。

（3）洗手水量；使用频率：1次/4小时/乘客；使用水量：0.15升/次；系数：1.1；Vc=613×1/4×0.15×10×1.1=253升。

（4）洗漱水排量；使用频率： 1次/20小时/乘客；使用水量：2升/次；系数：1.1；Vd=613×1/20×2×10×1.1=674升。

实际需要总供水量V=356+843+253+674=2126升。按1/8车布置300升水箱，中间车布置400升水箱，全列车可布置水箱总容量2600升（餐车除外）。设计净水箱容量2600升＞实际需要总供水量2126升，净水箱容量能够满足动车组连续运行12小时的需求。

图1　中转式真空集便系统工作原理示意图

图2　整个集便系统水气原理图

一、卫生间污物的污物箱容量计算：使用频率：1次/4小时/乘客；处理周期：往返1次；污物产生量：0.3升/次；每次冲洗水量：0.5 升/次；系数：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计算；洗手水使用频率：1次/4小时/乘客；洗手水消耗：0.15升/次；系数：1.1；Vb= 613×1/4×0.15×10 ×1.1=253升。三、洗漱水排量；使用频率：1次/20小时/乘客；使用水量：2升/次；系数：1.1；Vc=613×1/20×2×10×1.1=674升。全列车需要污物箱总容量为1349+253+674=2276升。按头车设置一个400升污物箱、中间车设置一个600升污物箱，全列车可布置污物箱总容量3800升。因此，污物箱设计容量3800升＞实际排污总量2276升，能够满足动车组连续运行16小时的需求。

1.2卫生设施布置

全列共设有12个卫生间，头车设1个座式卫生间，中间车设1个蹲式卫生间和1个座式卫生间，4车设残疾人卫生间和蹲式卫生间，餐车不设卫生间。全列共设有7个洗面间，除餐车外，每辆车设置1个洗面间。全列在4车设有1个冲拖布洗池。全列共设有8个车上净水箱，头车设1个300升水箱，其余车设1个400升水箱。全列共设有8个污物箱，头车、餐车设一个400升污物箱、中间车设一个600升污物箱。

1.3排污、排水系统设计

污物处理一直是卫生设施最重要的一个组成部分，对于污物的处理采用中转式真空集便系统，中转式集便系统是高速动车上常见的一种集便系统，它具有稳定、可靠、耗气量少等特点，在CRH5动车组上有运用。此次本着节约能耗，有效抽吸的目的，采用中转式真空集便系统。

中转式真空集便系统工作原理（图1所示）：当按下冲洗按钮后，压缩空气流过真空发生器在中转箱内产生真空；冲洗喷嘴冲洗，便盆底部的蝶阀打开，便盆内的污物排入中转箱，蝶阀关闭；便器冲洗累计次数达到设定值或中转箱液位仪被激活时，中转箱入口阀关闭，中转箱内产品正压，中转箱出口阀打开，污物被压入污物箱内，进口阀打开，出口阀关闭。

整个集便系统水气原理（图2所示：）卫生间洗手盆的水经过灰水单元，当灰水单元达到一定量时，出口阀开启，进入排污管路与污物一起进入中转箱内。盥洗室的水与电热水器的水通过排水管路先汇到车下的灰水箱，灰水箱和中转箱之间设置滑阀，当灰水箱的水达到一定量时，出口阀开启，中转箱形成负压，灰水将被吸入中转箱。中转箱不工作时处于常压状态，当冲洗按钮被激活后，真空发生器开始工作，中转箱内产生真空，形成负压。便盆底部的蝶阀开启，污物进入中转箱。中转箱中的污物达到一个设定值时，真空发生器开始工作，使中转箱内产生真空，形成正压，中转箱出口阀打开，污物被压入污物箱内。

2　重要项点

（1）卫生间洗手盆上灰水单元需要设置溢流管，溢流管路上需要

设置压力保护器，以防止车内外压力变化大时，对车内气密性造成影响。如无溢流管，一旦灰水单元排水阀发生故障，存在洗手盆返水的危险。（2）洗面间与开水炉的灰水单元需要设置溢流管，溢流管路上需要设置压力保护器，以防止车内外压力变化大时，对车内气密性造成影响。如无溢流管，一旦灰水单元排水阀发生故障，存在洗面间返水淹车的危险。（3）整个管路布置需合理，避免存水，防寒措施需要铺设到位，以免冻裂。