北京南站动车组卸污设计(三)

 设计方案主要特点总结如下：1.真空卸污系统工程根据运输需求，总体规划、分场分期实施。2.真空卸污系统工程设计认真贯彻国家节约资源、环境保护的方针政策，积极采用新技术、新材料、新设备和新工艺。
 以下从卸污系统的组成即真空中心、接收单元设备、真空卸污管道和信息控制设施等4个方面分别叙述设计的特点和创新关键技术装备。
 1．真空中心
 真空中心是设置真空机组产生真空、维持真空度并具有排送污物和自动控制功能的设备处所。真空卸污系统设计真空值在30～70KPa之间。真空机组设备具有自动恢复真空的能力，也即维持系统真空度的能力，从设置的真空度下限恢复到上限的运行周期不超过4min。
 由于低真空输送系统能力的限制，为减少系统阻力损失，真空中心一般要求布置在卸污系统的中心位置，真空机组设备与最远卸污单元之间的真空卸污管道最大长度不大于450～500m。
 根据北京南站的总平面布置、综合管线情况以及已完工的实际情况，本工程真空中心1处，选择采用凸轮泵机组型式，布置在站场一站台远端。设计难点在于真空中心距离最远卸污单元管路长达700m，这就要求卸污系统设计满足长距离真空卸污的要求。
 经计算真空卸污系统的损失和高程设计，真空中心采用地下式结构形式，到发线间卸污管道以一定坡度坡向真空中心。凸轮泵机组自动控制系统分别控制系统的真空值上、下限，根据设定的上、下限值自动启停凸轮泵，并具有压力报警功能。
 凸轮泵机组排量为真空卸污系统污水设计流量的5～7倍，转速范围360～500rpm。采用的凸轮泵机组京沪高速、京津城际各1套，并互相联通备用，规模化集成装配，机组抽气速率160m3/h，转速1455/480rpm，排放压力200～300KPa，最大真空度可达20KPa，设备能力满足单线2口同时作业。控制系统采用现场PLC控制，手动/自动控制，自动控制系统真空状态通过由可调压力开关控制，无需人员看守。
 真空中心值班电控室地上设置，机械设备间地下结构，在机械设备间结构顶板上设置用于起吊设备的设备吊装孔和通风换气设备。
 2．真空卸污接收单元
 卸污单元是与集便器污物箱连接，将污物抽吸输送至真空卸污管道的设备单元。真空卸污接收单元由卸污软管和与车载集便器卸污口简便密切连接的快速接头组成，与集便器污物箱连接，具有将污物抽吸输送至后续真空卸污管道的功能。卸污快速接头与列车污物箱排出口可靠密闭连接是保证不泄露的关键。
 本工程在相邻两条到发线设置与股道平行的一排卸污接收单元，安装在到发线间净宽800mm的盖板沟内，半地上式安装。卸污接收设备采用盘绕柜式抽吸单元，配备固定软管转盘回卷，卸污接收单元接口型式执行铁运函[2006]462号《时速200和300公里动车组主要技术条件》，接口为2.5英寸D型标准阴端快速接头，与列车集便器污物箱排污口相适应，卸污软管公称直径50mm，卸污软管服务半径10m。
 卸污接收单元的布置采用全覆盖、均布方案，设置间距不大于20m，一排22台单元设备共110台，覆盖最大编组——两列重联16节长编组动车组每节车厕所的位置，适用于各种动车车型不同停靠位置的卸污端口位置。卸污接收单元设备满足CRH1～3、CRH5等四各型动车组的卸污接口技术要求。
 卸污接收单元作业半径≥10m，柜体与列车外皮净距不小于1m，既保证卸污作业快捷方便，同时满足铁路车辆限界要求，同时卸污接收单元安装位置与客车上水设备保持净距不小于2m的卫生防护距离。卸污接收单元采用电动水平盘绕式卷管器，软管拉出作业时轻便灵活、卸污作业完自动回圈，软管末端快速接头由铜质接头、铜质球阀（阻力小）和锁紧扣环组成。单元结构紧凑，设置感应式开关，并设有电伴热加热装置，在冬季条件下使用防冻。
 3．真空卸污管道
 真空卸污管道保持密闭状态，输送与排放污物，一般平行股道以一定坡度铺设。
 本工程在京津城际场1～2、3～4道到发线间和京沪高速场15～16、17～18、19～20道到发线，共设5排真空卸污通道。在站房地下结构范围内真空卸污管道安装在净宽400mm的盖板沟内，地下结构外管道地下直埋，穿越铁路设防护涵管垂直通过。
 真空卸污管道系统低真空输送的原理，要求在管材、管件的采用及安装均必须满足对系统气密性高度的要求。本工程真空卸污管道选用给水聚乙烯PE100塑料管材、管件，承压1.0MPa，其特性是内壁光滑、阻力小、耐腐蚀性强、安装便捷。真空干管管径DN150。在管道安装方面，采用电熔连接，采用45°弯头管件，支管与干管连接接点位于水平轴向上方。
 真空卸污管道一般设计坡度在2～5‰，本工程受场地实际条件控制，线间盖板沟内真空卸污管道安装坡度接近极限，仅0～1‰，管底高程要求控制严格。管沟内管道采用聚氨酯泡沫保温30mm厚。
 4．真空卸污信息与控制系统
 本工程在每排卸污管道距真空中心的远端设置压力表。在每排卸污管道接入过轨干管前设置压力传感器，数值与真空中心控制系统联动。真空中心设置了计量、检测仪表和相关自动控制设施。根据卸污整备作业工艺流程和系统组成等配备了信息监控设备——信息管理控制操作台，由软件实现对真空机组的实时监测、动态管理，跟踪指示设备性能，根据运行状态对设备故障实时报警，并预留集中管理的信息化接口条件，以满足系统正常运转和调试等不同阶段的运行管理要求。
 
 四、结论
 北京南站真空卸污系统在规模计算、总体布置与系统组成等方面的设计，明确了真空卸污系统的技术关键，提出了真空式卸污系统布设的基本原则。真空卸污流程顺畅，操作便捷，污物抽吸干净环保，卸污能力完全满足客运列车卸污作业要求。
 本工程设计的主要特点为：1.系统设计标准高，采用新技术、新设备和新工艺，达到了节能、环保、卫生的要求。2.卸污系统规模大、能力大，近期5排、远期10排的真空卸污规模是目前国内、外大型客站建成使用最早、规模最大的系统。3.客站真空卸污系统根据运输需要，总体规划、分场分期实施。
 本工程是动车组真空卸污技术在大型客站的首次应用，填补了我国高速铁路客站动车组真空卸污系统的空白，对客运专线和高速铁路建设采用真空卸污技术设施具有重要借鉴和示范作用。目前，在大型客站设置动车组真空卸污设施已成为适应于高速铁路运输的一种发展趋势。

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