地鐵列車清洗機(jī)的循環(huán)水供給系統(tǒng)黃巨明(廣州市地下鐵道總公司,511400,廣州//助理工程師)摘要循環(huán)水供給系統(tǒng)是地鐵列車清洗機(jī)的一個重要組作用。成部分。介紹了循環(huán)水供給系統(tǒng)的設(shè)計原理,對其存在的典1循環(huán)水供給 系統(tǒng)的工作原理型問題進(jìn)行原因分析,并提出解決方案。改造后的循環(huán)水供給系統(tǒng)目前運(yùn)行正常，達(dá)到了防止“氣縛現(xiàn)象”發(fā)生的目的，列車清洗機(jī)循環(huán)水供給系統(tǒng)由循環(huán)水泵及其管可為檢修列車清洗機(jī)、驗收調(diào)試新安裝的列車清洗機(jī)提供路、氣控電磁閥、氣控水閥、泵前注水電磁閥、水壓傳幫助。感器等元件組成。其動力主要由立式多級離心泵提關(guān)鍵詞地鐵; 列車滑洗機(jī);循環(huán)水供給系統(tǒng)供。當(dāng)水泵吸人管路充滿水時,立式多級離心泵依中圈分類號U279.3*25靠葉片促使水快速旋轉(zhuǎn);旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作On the Circulating Water Supply Systen of Metro Train Washr用下從葉輪中飛去,泵內(nèi)的水被拋出后,葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。循環(huán)水池的水在大氣壓力(或ing MachineHuang Juming水壓)的作用下通過管網(wǎng)壓到進(jìn)水管內(nèi),這樣循環(huán)不Abstract Circulating water supply system is an important已,實現(xiàn)連續(xù)從循環(huán)水池中抽水。當(dāng)循環(huán)水供給的part of metro train washing machine, it is of great signifi-管路內(nèi)達(dá)到- -定的壓力時，PLC(可編程邏輯控制)cance for the overhaul of train washing machine, the de-系統(tǒng)下發(fā)命令，觸發(fā)相關(guān)氣控電磁閥,打開氣控水bugging and aceptance of new intalled train washing ma-閥,從而使循環(huán)水到達(dá)各個使用循環(huán)水的工位。循chine. By means of mastering the design principles of circu-環(huán)水管系布置圖、循環(huán)水路系統(tǒng)原理圖如圖1、圖2lating water supply system, the causes of typical problens所示。in the system are analyzed and some solutions proposed.[水源+循環(huán)水油一-一循環(huán)水泵一氣控水閥)Key words metror (rain washing machine; circulating wa-ter supply system循環(huán)水各工位Author's addres Guangzhou Metro Corporation,511400,Guangzhou,China扈內(nèi)砂過濾好一堂外沉淀過濾酒一回水集水坑廣州地鐵4號線列車清洗機(jī)由機(jī)械刷洗系統(tǒng)、圖1循環(huán)水管系布置圖噴淋系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、水供給系統(tǒng)、壓縮空氣供給系2循環(huán)水供給 系統(tǒng)的設(shè)計原理統(tǒng)、洗滌劑供給系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)及處理系統(tǒng)等組成，能夠自動完成列車車頭、車尾、兩側(cè)的清洗工作，循環(huán)水供給系統(tǒng)的動力由立式多級離心泵提實現(xiàn)整個列車清洗過程的自動化。其中,水供給系供。在離心泵的牽引下,循環(huán)水從地下式循環(huán)水池統(tǒng)具有自來水供給和循環(huán)水供給兩種功能。列車清輸送到各個清洗工位的噴淋柱。根據(jù)列車清洗機(jī)的洗機(jī)有預(yù)冷、預(yù)濕、端刷洗、側(cè)面初刷洗、側(cè)面次刷作業(yè)要求(包括地下式循環(huán)水池的高度、列車高度洗、初沖洗、側(cè)面精刷洗終沖洗等8個工位,前5個等),應(yīng)選擇-臺合適的離心泵，確保洗車工藝對循工位使用循環(huán)水,后3個工位使用自來水。循環(huán)水環(huán)水供給系統(tǒng)的工作流量Q與揚(yáng)程H的要求。供給功能是通過循環(huán)水供給系統(tǒng)使循環(huán)水管路產(chǎn)生2.1確定循環(huán)水供給 系統(tǒng)的工作流量0.2MPa左右的水壓來實現(xiàn)的。保證循環(huán)水供給根據(jù)循環(huán)水清洗工位用水量(見表1)的要求,可確系統(tǒng)的正常使用,對于提高水利用率具有重要的定循環(huán)水供水流量Q。由表1可知,Q≥15 m/h?！?3.鵬Q城市軌道交通奧那斯哪喝郾那郾隰那郾麒娜哪那那那那剛2012年咖預(yù)冷清洗區(qū)預(yù)冷|條V6.|DVI機(jī)槭間循環(huán)承V中預(yù)濕預(yù)濕 |TDV7 8洗族劑泵氣ww山循環(huán)水泵。DV2.4循環(huán)水池Dv33飛劇B洗滌劑罐+L BE BE]+Qv6.8ξyV14w啤遇側(cè)面初刷側(cè)面次刷注:V2. V5-VI2為氣控水閥V12圖2循環(huán)水路系統(tǒng)原理圖確定循環(huán)水泵的最大允許安裝高度H_。表1循環(huán)水清洗工位用水tH。= H,-5- hu循環(huán)水泵供水2g清洗工位流量/(L/min) 壓力/MPa式中:預(yù)冷工位PR10.2H、--水泵泵殼吸入口的測壓孔處的真空值預(yù)濕工位PR220(見圖3) ,m;端刷洗工位BE;院絳噴淋劇洗BE1-水泵吸入管路的阻力損失;端刷洗工位BE:循環(huán)水噴淋刷洗BE270g- -重力加速度。側(cè)面初刷洗工位BLI和BL2水泵銘牌或樣本中會規(guī)定一個允許吸上真空度側(cè)面次刷洗工位BL350H,此H,即為Hv的最大極限值。因此，離心泵的總用水量/(L/min)280最大允許安裝高度取決于離心泵的允許吸上真2.2確定循環(huán)水供給系統(tǒng)所需的揚(yáng)程空度。循環(huán)水供給系統(tǒng)所需的揚(yáng)程H主要取決于循查水泵樣本得H,=7.9 m,則H。=3.8 m.環(huán)水在系統(tǒng)的始點(diǎn)與終點(diǎn)的能量差及循環(huán)水通過系統(tǒng)的阻力。循環(huán)水池設(shè)計高度hi為3 m。列車高度hz為3.625 m。循環(huán)水供給系統(tǒng)采用DN50的相樹壓力要線吃一3水管,管內(nèi)平均流速經(jīng)計算確定為v=2.4 m/s。由以上條件,根據(jù)《機(jī)械工程手冊》,計算出H≥30.6 m。2.3確定循環(huán)水泵的型號絕對壓力零線根據(jù)Q和H,可確定循環(huán)水供給系統(tǒng)的水泵型號。4號線列車清洗機(jī)選擇了格蘭富的立式多級離圖3離心泵工作原理圖心泵CRN15,其額定流量為17 m'/h,額定揚(yáng)程為由于循環(huán)水池設(shè)計高度h為3 m,則由圖3可32. 2 m,額定功率為3 kW。知,循環(huán)水泵安裝位置與循環(huán)水池頂端的距離不應(yīng)2.4確定循環(huán)水泵的最大允許 安裝高度為了使循環(huán)水供給系統(tǒng)安全高效地供水,必須超過0.8 m.3循環(huán)水供給系統(tǒng)存在的典型問題及其解電機(jī)決方法3.1存在問題圈流持氣網(wǎng)一與在列車清洗作業(yè)過程中，當(dāng)循環(huán)水供給系統(tǒng)排廷水電磁網(wǎng))出管路的水壓低于壓力傳感器所設(shè)置的壓力時,列車清洗機(jī)控制面板上產(chǎn)生“循環(huán)水泵壓力不正?！钡墓收闲畔?循環(huán)水泵一直干轉(zhuǎn)。同時，由于使用循環(huán)水的工位得不到水供給，側(cè)面毛刷便會- -直干刷列車外皮,列車外皮的污垢經(jīng)過毛刷進(jìn)行傳遞，導(dǎo)致列車外皮越洗越臟。圖4安裝溢流排氣閥后的循環(huán)水供給系統(tǒng)原理示意圖3.2原因分析通過調(diào)查試驗證明,由于底閥的泄漏而導(dǎo)致吸入在洗車作業(yè)過程中出現(xiàn)此類故障時，從噴嘴噴管路內(nèi)的水漏光的時間最少為15 min。而通常情況射出來的循環(huán)水呈斷斷續(xù)續(xù)狀態(tài)，明顯可以看出泵下，在列車清洗機(jī)的洗車作業(yè)過程中，前后兩列列車殼和水管中混有空氣。根據(jù)離心泵的工作原理，進(jìn)的清洗時間間隔至少為20 min.由此可知，當(dāng)后一-列水管和泵殼內(nèi)存在空氣，而在常溫常壓下空氣的密車開始清洗時，循環(huán)水供給系統(tǒng)會因為吸入管路內(nèi)沒度比液體的密度小700多倍，由離心力計算式F=有充滿水而導(dǎo)致離心泵出現(xiàn)“氣縛現(xiàn)象”。因此,需要ma2τ= Pw2r可知,在水中混有空氣的情況下離心修改原來的循環(huán)水泵前注水PLC程序。設(shè)置泵前注泵產(chǎn)生的離心力變得很小。離心泵的離心力變小，水電磁閥的開啟方式為每隔15 min開啟1 min,保證在離心泵吸入口附近產(chǎn)生不了足夠的低壓，即吸水啟動循環(huán)水泵前吸人管路和泵殼內(nèi)充滿水。管的真空度變小，從而大大降低了離心泵的吸上高改造后的循環(huán)水供給系統(tǒng),能夠確保在手動洗度,甚至?xí)痣x心泵抽不了水，即出現(xiàn)所謂的“氣車模式和自動洗車模式下,循環(huán)水泵的吸入口都能縛現(xiàn)象”。形成足夠的真空度,防止了“氣縛現(xiàn)象”的產(chǎn)生。為了保證離心泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)后在葉輪人口處3.4水上式底閥的應(yīng)用設(shè)計方案根據(jù)循環(huán)水供給系統(tǒng)的設(shè)計原理,離心泵的吸形成足夠的真空度，在列車清洗機(jī)的供給系統(tǒng)上設(shè)人管路前必須安裝一個底閥。通常情況下,底閥安計安裝了一個泵前注水電磁閥。根據(jù)西門子PLC裝于水面以下。但是,由于底閥的密封性不好或關(guān)控制程序的設(shè)計原理，當(dāng)每次進(jìn)入手動或自動洗車閉不嚴(yán),容易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，需要重復(fù)引流或者經(jīng)常模式時，即將控制臺上的“手動/停止/自動”位打到檢修拆換,給使用帶來不便。為了改進(jìn)這一-缺點(diǎn),可“手動”位或“自動”位，循環(huán)水泵前的注水電磁閥便考慮用水上式底閥替換水下式底閥。會自動開啟1 min使吸人管路和離心泵殼內(nèi)注滿水，以排除吸入管路和泵殼內(nèi)的空氣。但是,由于底水上式底閥的使用條件之- -是:吸入管路中的閥的密封性不好,當(dāng)離心泵停止:工作-段時間時,吸水平段有足夠的長度，以保證水泵充滿水啟動后管入管路便出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,導(dǎo)致泵殼和吸入管路中混路中產(chǎn)生足夠的真空值。結(jié)合循環(huán)水供給系統(tǒng)的設(shè)有空氣。計布局，設(shè)計出水上式底閥的安裝方式及吸人管路的合理布局如圖5所示。3.3解決方法為了保證在離心泵開啟前吸入管路形成足夠的團(tuán)上式底閥真空度，根據(jù)循環(huán)水路系統(tǒng)原理圖及其PLC控制程序.提出了排去泵殼和吸人管路內(nèi)空氣的解決方案:2日在循環(huán)水泵的泵殼上方安裝-一個溢流排氣閥,并將泵前注水電磁閥設(shè)置為循環(huán)開啟方式。這樣, 當(dāng)開啟泵前注水電磁閥或啟動循環(huán)水泵時,吸入管路和泵殼內(nèi)的空氣便能及時從溢流排氣閥中排出。安裝溢流排圖5水上式底閥安裝方式及吸入管路的布局示意圖氣閥后的循環(huán)水供給系統(tǒng)原理示意圖如圖4所示。(下轉(zhuǎn)第104頁)及早參與設(shè)計全過程，一方面可避免設(shè)計缺陷，避免施工進(jìn)度,同時造成了一些方案及設(shè)計變更。不必要的返工,另一方面可隨時反映運(yùn)營管理和工考慮到大型設(shè)備招標(biāo)時間較長,建議在車輛段藝要求的變化，保證設(shè)計成果與運(yùn)營需求同步。與綜合基地初步設(shè)計審查后,在設(shè)備穩(wěn)定的情況下，4.4合理安排工程籌劃與標(biāo)段立即進(jìn)行大型設(shè)備招標(biāo)，為施工圖設(shè)計創(chuàng)造有利條車輛段與綜合基地工程涉及專業(yè)眾多.接口關(guān)件。設(shè)備招標(biāo)后，設(shè)計組應(yīng)積極參加有關(guān)設(shè)計聯(lián)絡(luò)系復(fù)雜,同時工期較為緊張,因此施J.籌劃與標(biāo)段劃會議,明確設(shè) 備接口及基礎(chǔ)資料,減少不必要的設(shè)計分就顯得尤為重要。反復(fù)。工程籌劃由施I單位編寫,設(shè)計組應(yīng)盡早掌握，5結(jié)語并根據(jù)其合理地安排設(shè)計計劃。標(biāo)段劃分由業(yè)主組織,由于廣州地鐵業(yè)主有多個車輛段的建設(shè)經(jīng)驗,因綜上所述,車輛段與綜合基地的設(shè)計是一個多此標(biāo)段劃分較為合理,有利于按照工程的--般規(guī)律專業(yè)互相配合的復(fù)雜系統(tǒng)工程,設(shè)計組要做好設(shè)計進(jìn)行工程建設(shè),同時也給了設(shè)計單位較為合理的設(shè)及設(shè)計協(xié)調(diào),抓好內(nèi)外接口管理，做好施工配合及設(shè)計周期。計變更.同時處理好設(shè)計細(xì)節(jié)。此外,設(shè)計組還要配另外,工程招標(biāo)盡量采用施工圖進(jìn)行招標(biāo)。初合業(yè)主與政府職能等部1]進(jìn)行溝通,穩(wěn)定車輛段邊步設(shè)計或招標(biāo)設(shè)計-般是在缺少設(shè)計基礎(chǔ)資料、設(shè)界條件,同時為業(yè)主當(dāng)好參謀。計資料不完整或邊界條件不穩(wěn)定情況下進(jìn)行的,因參考文獻(xiàn)此在施工圖階段不可避免地需要對招標(biāo)圖紙進(jìn)行修改和完善,由此會產(chǎn)生較多的方案變更,對施T進(jìn)度[1]忱景炎， 秦國棟,鄭毅、等.城市軌道交遭工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)也會產(chǎn)生影響。[M].北京:中國計劃出版社2008.08[2]周小斌. 城軌車輛段及綜合基地綜合管線設(shè)計[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)4.5提前招標(biāo)大型設(shè)備計21065):929夏南車輛段與綜合基地內(nèi)固定式架車機(jī)、不落[3]李劍虹. 論州地鐵廈洛車輛段室外綜合管線設(shè)計方法[].鐵輪鏇床、洗車機(jī)等大型設(shè)備的招標(biāo)工作滯后于施I道工程學(xué)報.2010(8);101.圖設(shè)計進(jìn)度，且設(shè)備接口條件,包括土建及風(fēng)水電的[4]陳小輝. 民用建筑機(jī)電綜合管線設(shè)計[J].制冷2008(3),67.接口問題往往需經(jīng)過多次設(shè)計聯(lián)絡(luò)才能明確,造成[5]丁建中,王喜軍. 上:海北犯路車輛段列車出人段能力研究[J].城市軌道交通研究,2010(7);37.大型設(shè)備及接口條件到了施工圖階段還不能及時穩(wěn)(收稿日期:2010- 12-20)定,導(dǎo)致設(shè)備基礎(chǔ)加固無法和庫內(nèi)整體考慮,影響了(上接第75頁)設(shè)水泵啟動前水平段(I)內(nèi)的壓力為P,空氣正常 ,達(dá)到了防止“氣縛現(xiàn)象”的目的。同時.提出了容積為V;垂直段(l2)內(nèi)的壓力為P,空氣容積為水上式底閥在列車清洗機(jī)循環(huán)水供給系統(tǒng)中的應(yīng)V2。水泵開始啟動后,I和12中的壓力為P.由用,可為今后檢修列車清洗機(jī).驗收調(diào)試新安裝的列波義耳定律:P(V,+ V2)=P2V;.并考慮l2為水車清洗機(jī)提供幫助。泵最大允許安裝高度(H。),且吸入管路直徑相等，則l的理論計算式為:1=(Px- P)H。[1]電機(jī)工程手冊編輯委員會 機(jī)械工程手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)P出版社，1982.2] 李亞峰.水泵及水泵站[M].北京:機(jī)械T業(yè)出版社,2009.4結(jié)語[3] 陳黎明.小型離心泵真空引|水鱷引|水系統(tǒng)的分析與設(shè)計計算[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，995(3):53.通過分析循環(huán)水供給系統(tǒng)的設(shè)計原理.對循環(huán)(收稿日期:2012- 03- 02)水供給系統(tǒng)進(jìn)行了改造。目前循環(huán)水供給系統(tǒng)運(yùn)行●104●