CRH2A統型動車組給排水衛生系統凍結故障分析與防控

王水源 董曉東 譚天賦

摘要：本文對CRH2A統型動車組衛生間凍結故障與防控措施進行了簡要分析，對冬季冰雪天氣CRH2A統型動車組運用過程中衛生間故障防控具有一定積極意義。

關鍵詞：CRH2A統型動車組，給排水衛生

1.給排水衛生系統功能概述

1.1系統構成

CRH2A統型動車組在各個車廂均設有給排水衛生系統，為旅客及司乘人員提供乘車期間生活用水。

給排水衛生系統主要由以下組件構成：水箱、電源轉換模塊、水泵裝置（含水泵電控箱）、車下液位顯示器、車上液位及加熱顯示器、污物箱組成、座式/蹲式衛生間、電氣控制單元、氣動控制單元、水增壓單元、溫水器、電開水爐、給排水管路、車下水封、防凍裝置等。

1.2凈水提供

給排水衛生系統根據水箱在動車組上設置位置的不同分為車上水箱供水系統與車下水箱供水系統兩種。其中，在2、6號車設置車上水箱供水系統，在1、3、4、5、7、8號車設置車下水箱供水系統。通過電動水泵為衛生間、盥洗室、潔具間、餐車、電開水爐等提供凈水。

水泵裝置通過揚程壓力開關控制水泵的啟停與間歇工作?？刂葡到y采用PLC控制，具有供水控制、水箱液位指示、大流量保護、吸氣保護、缺水保護、泄漏保護、給水系統故障報警、防凍排空等功能。為保證系統在低溫環境下的正常使用，水箱、水泵、管路設有防寒及電加熱裝置。

1.3廢水排放

給排水衛生系統產生的廢水根據對環境污染程度分為衛生間污水與盥洗廢水。二者分別通過到站吸污與水封排放的方式進行處置。其中，衛生間產生的污水采用真空集便系統進行收集并排入動車組車下污物箱，在動車組到達車站或檢修場所后通過地面吸污作業完成污水排放。盥洗廢水通過排水管路輸送至車下水封，通過自重排出車外。

2.設備防凍策略

2.1加熱裝置防凍（動車組供電）

水箱、水泵防凍：車上車下水箱的水泵泵體均設有電加熱塊，受溫控開關控制。另外，車下水箱泵房水管路增設自控溫伴熱帶，且與水泵泵體加熱塊共用同一溫控開關，伴熱功能由伴熱帶自身和溫控開關共同控制。

2.2排空作業防凍（動車組斷電存放）

冬季動車組斷電存放且無保溫措施時，須進行動車組防凍排空作業排空給排水衛生系統存水，避免因存水結冰導致設備設施受損。給排水衛生系統設有斷電排空、單車排空、集控排空、手動排空功能。具體如下：

斷電排空：給排水衛生系統斷電時執行，用于排空水泵進水管路、供水管路存水。

單車排空：通過操作單車給排水衛生系統電氣控制單元上的排空按鈕，排空本車水泵進水管路、 供水水管路、便器、 水增壓器、中轉箱及其附屬管路中存水。

集控排空：通過操作位于1、8號車的整列集控排空旋鈕，排空全列水泵進水管路、 供水水管路、便器、 水增壓器、中轉箱及其附屬管路中存水。

手動排空：一是通過手動操作水箱排水閥（位于車上水箱底部與車下水箱兩端）、水泵排水閥排空水箱及水泵腔中存水;二是通過配套的吸污設備抽空污物箱內污水;三是手動打開水封裝置底部的M12 的排水螺栓進行排水，排水完畢后將排水螺栓恢復原狀。

3.典型故障

3.1故障現象

極寒天氣情況下，CRH2A統型動車組運行途中多個車廂發生衛生間不可用故障，通過DTC控制裝置復位無效。設置車上水箱的車廂（2、6車）發生管路泄漏故障。設置車下水箱的車廂（1、3、4、5、7、8號車）發生電茶爐接水盤堵故障。動車組入庫后檢查相關故障消除，給排水衛生系統功能正常。

3.2原理分析

動車組2、6車水箱位于車上，水封位于車下，電茶爐及洗漱池污水通過水封排出車外。車內水箱下設接水盤，接水盤也和水封連接，接水盤中有液位傳感器，用來檢測水箱泄漏故障。極寒惡劣天氣狀況造成車下水封凍結，導致來自電茶爐和洗手池的污水無法排出，在水封內積攢。隨著積水增多，水位上升，反逆到水箱接水盤（水箱接水盤緊貼車底板，位置比電茶爐接水盤低），當沒過水箱接水盤處液位傳感器時報出管路泄露故障。1、7車為車下水箱，不與水封連接，水封凍結后污水積攢會直接反逆到電茶爐接水盤，造成1、7車電茶爐接水盤堵。2、6車報出管路泄漏故障后，水泵停止工作，衛生間因無水而無法使用，故一并報出衛生間不可用故障。

水箱接水盤

液位傳感器

3.3故障結論

衛生間不可用故障原因：一是蹲便水增壓單元至便池噴嘴之間的水管內部結冰導致水無法從便池噴嘴排出導致衛生間故障;二是設置車上水箱的車廂水泵停止工作導致衛生間不可用（詳見管路泄漏故障原因）。

管路泄漏故障原因：設置車上水箱的車廂（2、6車）位于車下的水封排水口凍結，導致廢水積攢反逆到車上水箱接水盤，淹沒液位傳感器報出管路泄露故障。此故障可導致該車廂水箱水泵停止工作，進而導致衛生間不可用故障。

電茶爐接水盤堵故障原因：設置車下水箱的車廂（1、3、4、5、7、8號車）車下水封排水口凍結，導致廢水積攢反逆到電茶爐接水盤，造成電茶爐接水盤堵。

因在動車組后續運行途中及入庫后相關凍結位置冰雪融化，從而管路給排水恢復正常，相關故障均自行消除。

4.故障防控

動車組給排水衛生系統凍結故障主要發生在寒冷惡劣天氣狀況下動車組斷電存放期間，以及極端寒冷天氣狀況下動車組未及時進行防凍排空時。因此，故障防控工作重點要根據天氣狀況及時安排動車組防凍保溫工作，以及極端寒冷天氣狀況下提前對動車組進行防凍排空。另外，動車組日常維護過程中，對車下水封、給排水衛生系統管路按要求進行檢修疏通，防止堵塞與管路積水情況發生，也可對動車組給排水衛生系統凍結故障的發生起到有效預防。