鐵路某車站高速場真空卸污系統性能試驗

薛 強,沈 駿,董大為,張玉寬

鐵路某車站高速場真空卸污系統性能試驗

薛 強,沈 駿,董大為,張玉寬

(中國鐵道科學研究院節能環保勞衛研究所,北京 100081)

鐵路某車站增設固定式真空卸污系統,主要解決車站列車卸污作業問題。測試某車站高速場真空卸污系統性能,主要驗證該系統是否滿足設計要求。車站運營列車進站后,測試高速場真空卸污系統卸污作業耗時,包括單個污物箱清空時間與整列車所有污物箱清空時間,同時記錄真空機組運行情況,并分析試驗數據。數據分析顯示該車站高速場真空卸污系統對兩列車卸污作業耗時均小于40 min,具備高效、快捷完成列車卸污作業的能力,該系統可以在類似大型鐵路樞紐推廣。

鐵路客站;真空卸污系統;性能試驗;結果分析

固定式真空卸污系統可以用管道抽吸、輸送列車污物箱污物到指定區域[1],為滿足高速鐵路運營需求,鐵路某車站增設固定式真空卸污系統,并于2012年年底建成。固定式真空卸污系統由真空機組設備、卸污單元設備、真空卸污管道、控制系統等組成[2]。真空機組設備:維持系統真空度、排污功能、指示功能、控制自動化,每套機組有2臺旋轉凸輪泵[3];卸污單元設備:抽吸污物箱污物到真空管道[4];真空卸污管道:輸送與排放污物;控制系統:控制真空機組的啟停。既有車站增設固定式真空卸污系統工程,現場情況復雜、原圖紙不齊全、施工難度大。施工過程中,大部分管道施工屬于隱蔽工程,地下障礙物較多,部分管道走向經設計同意后有所調整。真空卸污管道是保證系統實現真空的關鍵[5],管材為高密度聚乙烯塑料管HDPE,設計工作壓力1.0 MPa[6]。調整后的管道比原設計方案增加大量彎頭,導致沿程阻力增大[7],雖然理論計算符合相關標準要求,但有待實測驗證。

1 鐵路某車站真空卸污系統介紹及試驗概況

某車站共有20股道,普速場為1～14道,高速場為15～20道,高速場真空卸污系統位于車場南側的15道與16道間、17道與18道間、19道與20道間,共設置3條卸污管道。每條卸污線設置卸污單元設備25套,共計75套。真空機組設備位于真空中心內,真空中心設在二站臺西側平交道外2、3道線間,真空機組設備配2套。

本次試驗測試高速場系統卸污作業耗時、卸污效率等性能指標,即測試真空卸污系統在工作壓力范圍內,高速場單元設備作業耗時及整列車卸污作業耗時,驗證高速場真空卸污系統是否達到設計要求。試驗時,用1套真空機組對2列運營列車同時進行抽吸、排放作業。

2 試驗步驟

(1)試驗前30 min,打開真空機組設備,使系統壓力達到工況;2列動車組進站,Gxx1次列車(16節編組)于23:09進入19道,Gxx2次列車(8節編組)于23:20進入17道;卸污作業前5 min,工作人員將股道間最東側第25號、24號單元設備球閥打開,進氣3 min后關閉;

(2)2列動車組停穩后,第1組與第2組試驗人員進入19道,分別選定Gxx1次列車首尾污物箱進行卸污作業,兩組人員從列車兩端向中部同時順序作業,最后會合,記錄作業時間與作業卸污單元設備編號;同時,第3組與第4組試驗人員進入17道,分別選定Gxx2次列車首尾污物箱進行卸污作業,各組試驗人員都從列車兩端向中部同時順序作業,最后在每列車中部會合,并記錄作業時間與作業卸污單元設備編號;

(3)開始試驗,試驗人員記錄每個污物箱卸污作業耗時,即從打開卸污單元設備球閥至抽吸完畢后關閉球閥所需時間;另外記錄整個列車作業耗時,即從列車第一個污物箱作業開始到最后一個污物箱作業結束,包括工人走行時間;

(4)真空中心內試驗人員記錄真空機組設備的起始壓力、最低壓力、每臺泵的啟停次數、作業終止時的壓力;

(5)作業結束后,指揮人員發出“結束”指令,試驗人員在確保人員和設備安全的情況下撤離現場。

3 試驗結果及分析

記錄Gxx1、Gxx2兩列動車組每個污物箱清空時間與實際作業單元設備編號。Gxx2次列車進入19道,該股道共設置單元設備25套,編號為1-1～1-25,因列車型號不同導致污物箱的位置、大小也不同,所以每次卸污作業使用的單元設備不完全相同,每次作業時,有的單元設備可能不用,有的可能用2次。同理, Gxx2進入17道,該股道共設置單元設備25套,編號為2-1～2-25。具體作業耗時見表1、表2。

表1 Gxx1次列車卸污時間統計s____

表2 Gxx2次列車卸污時間統計s____

真空機組設備含2套凸輪泵、電控柜等[8],在卸污作業時可能數次啟停,自動啟停既能保證卸污作業正常進行,又可保護設備不過度運轉。當壓力低于-40 kPa時,機組可啟動,及時補充壓力;當壓力達到-60 kPa時,機組停止運轉,本次試驗真空機組設備作業起始時壓力為-60 kPa,作業終止時壓力為-48 kPa,作業時壓力最低值為-30 kPa。本次測試從23:25開始,將此時視為0,每間隔1 min記錄真空機組設備壓力值,壓力變化如圖1所示。

圖1 真空機組設備壓力變化曲線

試驗結果分析:

(1)2列車整車卸污作業耗時符合要求。Gxx1次列車為長編組動車,車型為CRH380AL,共15個污物箱,列車首尾污物箱容積為150 L,其余污物箱容積為450 L,該列車卸污作業起止時間為23:25～23:52,耗時27 min;Gxx2次列車為短編組動車,車型為CRH380A,共7個污物箱,列車污物箱容積均為450 L,該列車卸污作業起止時間為23:25～23:37,耗時12 min。滿足《鐵路站段真空卸污系統技術條件》對整列車作業時間的要求[9];

(2)單個單元設備作業耗時＜3 min。真空卸污單元作業時間顯示,用時最少的為編號1-4設備,時間為35 s,用時最多的為編號1-17設備,時間為178 s。因列車污物箱容積不同,且實際容量不等,所以卸污作業時間不等;兩列車均為當日末班車,污物箱容量可能達到當天最大,所以試驗數據在較不利情況下采集,較有說服力;

(3)滿足4套單元設備同時使用要求。本次試驗對2列車同時進行卸污作業,作業開始后前12 min內為4套單元設備同時作業,試驗數據顯示,本次試驗中任何單元設備作業時間均＜3 min,所以4套單元設備同時作業平均耗時＜3 min;

(4)本次測試開始之前真空機組設備壓力從0到-60 kPa共用時3 min,滿足《鐵路站段真空卸污系統技術條件》[9]要求;

(5)真空機組設備自控性能正常,壓力達到設定最低值后能自動啟動,達到設定最高值后也能自動停止,均能按照設定要求運行[10]。真空機組滿足要求。

4 結語

按照鐵路車站運營列車停時要求,測試車站真空卸污系統的作業耗時、作業效率,數據分析顯示該車站高速場真空卸污系統對兩列車卸污作業耗時均小于40 min,具備高效、快捷完成列車卸污作業的能力,該系統可以在類似大型鐵路樞紐推廣。

[1] 段金明,周敬宣,林洪,陽國柱.鐵路站場固定式真空地面卸污系統設計[J].中國給水排水,2006(18):41-44.

[2] 黃焱歆,張繼杰.上海站增設真空卸污系統方案[J].鐵道勞動安全衛生與環保,2013(1):9-12.

[3] 鄒紅.京滬高速鐵路列車地面卸污系統設計[J].中國給水排水, 2008(20):40-42.

[4] 郭霖,吳國華,齊鳴春.北京南站動車組卸污設計[J].鐵道標準設計,2011(7):105-107.

[5] 黃焱歆,齊鳴春,范英宏.哈大客運專線車站真空卸污系統應用與改進[J].鐵道建筑,2013(3):131-134.

[6] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50268—2008給水排水管道工程施工及驗收規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2008.

[7] 中華人民共和國鐵道部.TBl0010—2008鐵路給水排水設計規范[S].北京:中國鐵道出版社,2008.

[8] 鄒紅.客運專線鐵路旅客列車地面卸污系統設計研究[J].鐵道勘測與設計,2008(9):12-114.

[9] 中華人民共和國鐵道部.TB/T 3163—2007鐵路站段真空卸污系統技術條件[S].北京:中國鐵道出版社,2007.

[10]邱慧,王研.鐵路站場真空式地面卸污系統介紹[J].鐵道勞動安全衛生與環保,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 強(1980—),男,助理研究員,2007年畢業于北京交通大學環境工程專業,工學碩士,E-mail:qiangxue1980@126.com。