庹霞+++石佳良+++張世俊
【摘 要】隨著中國(guó)快速鐵路客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的飛速發(fā)展,高速動(dòng)車組作為快速鐵路客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的主力車型,以其高效、快速、舒適、環(huán)保的特點(diǎn)被越來(lái)越多的人們關(guān)注。為了體現(xiàn)高速動(dòng)車組的綠色環(huán)保,保護(hù)鐵路沿線的自然環(huán)境,本文介紹了一種動(dòng)車組上所有灰水、廢水、污水全收集的零排放設(shè)計(jì)理念,以及高速動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì),并提出了在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的重要項(xiàng)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】動(dòng)車組 給水衛(wèi)生 設(shè)計(jì)
2 方案設(shè)計(jì)
2.1 凈水箱/污物箱配置
動(dòng)車組總定員613人,按照一次往返運(yùn)行10小時(shí)、最大定員對(duì)動(dòng)車組進(jìn)行供水、排污能力計(jì)算。目前高速動(dòng)車組的運(yùn)營(yíng)模式為白天運(yùn)營(yíng),晚上檢修。動(dòng)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(shí)際旅客調(diào)查結(jié)果,時(shí)速250公里動(dòng)車組有20%的旅客飲用開水爐供水,動(dòng)車組單程運(yùn)行時(shí)間為5小時(shí),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(shí)/乘客; 使用水量: 0.5升/次;系數(shù): 1.1 Vb= 613×1/4×0.5×10×1.1=843升。
(3)洗手水量;使用頻率:1次/4小時(shí)/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(shí)/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(shí)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(shè)計(jì)凈水箱容量2600升>實(shí)際需要總供水量2126升,凈水箱容量能夠滿足動(dòng)車組連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)的需求。
一、衛(wèi)生間污物的污物箱容量計(jì)算:使用頻率: 1次/4小時(shí)/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(jì)算;洗手水使用頻率: 1次/4小時(shí)/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(shí)/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(shè)置一個(gè)400升污物箱、中間車設(shè)置一個(gè)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(shè)計(jì)容量3800升>實(shí)際排污總量2276升,能夠滿足動(dòng)車組連續(xù)運(yùn)行16小時(shí)的需求。
2.2 衛(wèi)生設(shè)施布置
全列共設(shè)有12個(gè)衛(wèi)生間,頭車設(shè)1個(gè)座式衛(wèi)生間,中間車設(shè)1個(gè)蹲式衛(wèi)生間和1個(gè)座式衛(wèi)生間,4車設(shè)殘疾人衛(wèi)生間和蹲式衛(wèi)生間,餐車不設(shè)衛(wèi)生間。全列共設(shè)有7個(gè)洗面間,除餐車外,每輛車設(shè)置1個(gè)洗面間。全列在4車設(shè)有1個(gè)沖拖布洗池。全列共設(shè)有8個(gè)車上凈水箱,頭車設(shè)1個(gè)300升水箱,其余車設(shè)1個(gè)400升水箱。全列共設(shè)有8個(gè)污物箱,頭車、餐車設(shè)一個(gè)400升污物箱、中間車設(shè)一個(gè)600升污物箱。
2.3 排污、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
污物處理一直是衛(wèi)生設(shè)施最重要的一個(gè)組成部分,對(duì)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(dòng)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(diǎn),在CRH5動(dòng)車組上有運(yùn)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(dāng)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(jì)次數(shù)達(dá)到設(shè)定值或中轉(zhuǎn)箱液位儀被激活時(shí),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(jìn)口閥打開,出口閥關(guān)閉。
整個(gè)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(dāng)灰水單元達(dá)到一定量時(shí),出口閥開啟,進(jìn)入排污管路與污物一起進(jìn)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(shè)置滑閥,當(dāng)灰水箱的水達(dá)到一定量時(shí),出口閥開啟,中轉(zhuǎn)箱形成負(fù)壓,灰水將被吸入中轉(zhuǎn)箱。中轉(zhuǎn)箱不工作時(shí)處于常壓狀態(tài),當(dāng)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(fù)壓。便盆底部的蝶閥開啟,污物進(jìn)入中轉(zhuǎn)箱。中轉(zhuǎn)箱中的污物達(dá)到一個(gè)設(shè)定值時(shí),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)。
3 重要項(xiàng)點(diǎn)
(1)衛(wèi)生間洗手盆上灰水單元需要設(shè)置溢流管,溢流管路上需要設(shè)置壓力保護(hù)器,以防止車內(nèi)外壓力變化大時(shí),對(duì)車內(nèi)氣密性造成影響。如無(wú)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(xiǎn)。(2)洗面間與開水爐的灰水單元需要設(shè)置溢流管,溢流管路上需要設(shè)置壓力保護(hù)器,以防止車內(nèi)外壓力變化大時(shí),對(duì)車內(nèi)氣密性造成影響。如無(wú)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(xiǎn)。(3)整個(gè)管路布置需合理,避免存水,防寒措施需要鋪設(shè)到位,以免凍裂。
4 結(jié)語(yǔ)
全列采用零排放,將所有灰水、污水進(jìn)行了灰水收集。在車外車內(nèi)均設(shè)置液位顯示,單車在電氣控制單元設(shè)置集控防凍排空功能,全列在機(jī)械師室設(shè)置集控防凍排空功能。全列采用重力供水,所有管路設(shè)置成可排空結(jié)構(gòu),符合高速列車高寒地帶運(yùn)營(yíng)。
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