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        高速動(dòng)車組零排放給水衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2014-05-11 03:14:40馬志會(huì)張國棟熊劍春歐陽立芝崔婧美
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2014年13期
        關(guān)鍵詞:設(shè)置

        馬志會(huì) 張國棟 熊劍春 歐陽立芝 崔婧美

        (1.唐山軌道客車有限責(zé)任公司 產(chǎn)品研發(fā)中心,河北 唐山 063035; 2.長春軌道客車股份有限公司,吉林 長春 130062)

        1 概述

        鐵路客車糞便污水一般被收集到污物箱中統(tǒng)一處理,這部分污染程度較高的污水對線路的影響大大減小。而鐵路客車上的洗滌用水主要為客室、餐車洗滌水及旅客洗漱用水,洗滌及洗漱所用的洗滌劑、洗衣粉、肥皂、化妝品等大多為化學(xué)加工品,其中所含的化學(xué)成分對人體健康和環(huán)境都有一定程度的危害。洗滌劑含有的表面活性劑也可以滲入人體,使人們免疫力下降,肝細(xì)胞病變加劇,容易誘發(fā)癌癥。另外洗滌劑中大多含有磷,這種洗滌水在運(yùn)營過程中被排放到鐵路沿線,長期富集引起周圍土壤成分改變,導(dǎo)致植被的破壞。這種洗滌水也可因雨水的攜帶排入附近的水體,引起水體富營養(yǎng)化。

        我國高速動(dòng)車組技術(shù)發(fā)展迅速,其運(yùn)營里程已居世界之最。為避免高速動(dòng)車組排水對鐵路沿線環(huán)境造成污染,研究零排放的給水衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案有著重要的意義。CRH380B型動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)遵循綠色環(huán)保理念,實(shí)現(xiàn)了零排放方案的設(shè)計(jì)。

        2 方案設(shè)計(jì)

        2.1 水量計(jì)算及衛(wèi)生設(shè)施布置

        CRH380B型車組總定員556人,按照單程運(yùn)行10小時(shí)、最大定員對動(dòng)車組進(jìn)行供水能力計(jì)算。

        (1) 飲用水量

        根據(jù)實(shí)際旅客調(diào)查結(jié)果,約有30%的旅客飲用開水爐供水,每位旅客飲用水量約1L。30%的旅客用水泡方便面食品,每人每次泡面用水0.5L。

        表1

        圖1 給水衛(wèi)生布置

        圖2 TC02車給水衛(wèi)生系統(tǒng)原理圖

        Va=556×(30%×1+30%×0.5)=250升

        (2) 衛(wèi)生間沖洗水量

        使用頻率:1次/4小時(shí)/乘客

        使用水量:0.5升/次

        系數(shù)1.1

        Vb= 556×1/4×0.5×10×1.1=765 升

        (3) 洗手水量

        使用頻率:1次/4小時(shí)/乘客;

        水消耗:0.2升/次;

        系數(shù)1.1;

        Vc= 556×1/4×0.2×10×1.1=306 升

        (4) 洗漱水排量

        使用頻率:1次/乘客3/10;

        使用水量:2升/次;

        系數(shù):1.1;

        Vd= 556×3/10×2×1.1=367 升

        (5)廚房用水量

        使用頻率:2次/運(yùn)行時(shí)間;

        使用水量:0.3升/次/人;

        系數(shù):1.1;

        Ve= 556×2×0.3×1.1= 367 升

        實(shí)際需要總供水量V= Va+Vb+Vc+Vd+Ve= 2055升

        圖3 一層接水托盤

        圖4 二層接水托盤

        按BC05餐車下布置700升水箱,其余中間車車上布置300升水箱,頭車車上布置200升水箱,全列車可布置水箱總?cè)萘?600升。設(shè)計(jì)水箱容量2600升>實(shí)際需要總供水量2055升。水箱容量能夠滿足動(dòng)車組連續(xù)運(yùn)行10小時(shí)的需求。

        除餐車,其余車污水、電熱開水器排水和洗盆排水V=2055-700=1355升.

        BC05車為餐車,不設(shè)置污物箱。頭車車下設(shè)置300L污物箱,其余中間車車下設(shè)置570L污物箱,設(shè)計(jì)污物箱容量3450升>2×1355升,可滿足單程10小時(shí)的往返運(yùn)營需求。如表1所示。

        給水衛(wèi)生設(shè)施布置如圖1。

        2.2 結(jié)構(gòu)和原理分析

        CRH380B給水衛(wèi)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)遵循零排放的設(shè)計(jì)理念,衛(wèi)生間、洗面間、拖布池和電熱開水器的排水收集到車下污物箱內(nèi),避免冬季列車高速運(yùn)行時(shí)飛濺的排水對轉(zhuǎn)向架的不利影響?,F(xiàn)以TC02車為例介紹給水衛(wèi)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理設(shè)計(jì)。如圖2所示。

        衛(wèi)生間便器污物通過滑閥排放到污物箱中,使污染程度較高的污物收集到污物箱中。衛(wèi)生間洗盆排水先進(jìn)入灰水箱,灰水箱滿后,氣動(dòng)滑閥打開,水通過真空抽吸到車下污物箱內(nèi)。

        電熱開水器溢流的水、面板的水、防凍排空的水都通過一個(gè)排水管路流到洗面間的灰水箱內(nèi),當(dāng)列車有風(fēng)和電時(shí),灰水箱滿后,氣動(dòng)滑閥打開,水通過真空抽吸到車下污物箱內(nèi),當(dāng)列車無風(fēng)和電時(shí),打開灰水箱的手動(dòng)排水閥,灰水箱內(nèi)的水直接排放到車下污物箱內(nèi)。為避免灰水箱將氣味傳遞到車內(nèi)和洗盆排水時(shí)的壓力平衡,排氣溢流管需延伸至車下。

        為避免系統(tǒng)漏水后擴(kuò)散,系統(tǒng)設(shè)置了二層接水托盤:第一層是洗面間下部設(shè)置的接水托盤,能容納的水量為10L,托盤前部設(shè)置導(dǎo)流管,當(dāng)漏水發(fā)生時(shí)水可以迅速導(dǎo)流到客室地板布上并被及時(shí)發(fā)現(xiàn)后處理。在電熱開水器體外設(shè)置接水托盤,能容納的水量為10L,當(dāng)位于電熱開水器上部的供水管路漏水后,水可以通過間壁處的導(dǎo)流管導(dǎo)出到客室地板上并被及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理。如圖3所示。

        第二層接水拖盤是在衛(wèi)生間和洗面間下部的鋁地板上分別設(shè)置的擋水膠墻,能容納的水量為20L,此區(qū)域內(nèi)還設(shè)排水堵,可以在車下進(jìn)行排水,如圖4所示。

        為了防止電熱開水器進(jìn)水電磁閥和灰水箱排水閥故障同時(shí)故障導(dǎo)致的灰水箱向客室返水的事故發(fā)生,須使灰水箱通氣管延伸到車下,一旦灰水箱返水,可導(dǎo)流至車下,為整個(gè)系統(tǒng)增加安全保障。

        2.3 防凍排空

        CRH380B型動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一鍵式自動(dòng)排空。按下衛(wèi)生間控制板上的防凍排空按鈕,給水衛(wèi)生系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行防凍排空程序,按照順序?qū)崿F(xiàn)凈水箱,開水爐,供水管路,洗面間灰水箱,衛(wèi)生間便器的排空,排空流程如圖5所示。

        3 注意項(xiàng)點(diǎn)

        (1)電熱開水器的進(jìn)水電磁閥為常閉電磁閥,電磁閥故障后如果一直處于打開狀態(tài),位于平頂板上方的300升凈水箱內(nèi)的水會(huì)進(jìn)入到灰水箱,灰水箱滿后通過排氣管或洗盆、電熱開水器面板處返水。

        (2)灰水箱排水閥為氣動(dòng)閥,需要系統(tǒng)供氣正常才能工作。供氣不正?;蛘唛y故障都可導(dǎo)致排水閥不動(dòng)作,進(jìn)而發(fā)生返水故障。

        為避免(1)和(2)問題發(fā)生,灰水箱必須設(shè)置溢流管路,將多余的水導(dǎo)流至車下。

        (3)防凍排空流程需合理設(shè)置,遵循從高到低排空原則,做到每個(gè)部件的水都能排干凈。

        結(jié)語

        高速動(dòng)車組零排放給水衛(wèi)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合環(huán)境保護(hù)的要求,可有效避免飛濺的污物對沿線環(huán)境的影響,避免對軌道和車輛零部件的嚴(yán)重銹蝕,保護(hù)鐵路沿線環(huán)境衛(wèi)生和人民的身體健康。

        [1] 滕紅華. 鐵路客車節(jié)水真空廁所的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2004.

        [2] 蔣洪強(qiáng), 吳文俊. “十二五”鐵路交通環(huán)保不容忽視[J].環(huán)境保護(hù), 2011.

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