地铁列车清洗机的循环水供给系统

地铁列车清洗机的循环水供给系统黄巨明(广州市地下铁道总公司,511400,广州//助理工程师)摘要循环水供给系统是地铁列车清洗机的一个重要组作用。成部分。介绍了循环水供给系统的设计原理,对其存在的典1循环水供给 系统的工作原理型问题进行原因分析,并提出解决方案。改造后的循环水供给系统目前运行正常，达到了防止“气缚现象”发生的目的，列车清洗机循环水供给系统由循环水泵及其管可为检修列车清洗机、验收调试新安装的列车清洗机提供路、气控电磁阀、气控水阀、泵前注水电磁阀、水压传帮助。感器等元件组成。其动力主要由立式多级离心泵提关键词地铁; 列车滑洗机;循环水供给系统供。当水泵吸人管路充满水时,立式多级离心泵依中圈分类号U279.3*25靠叶片促使水快速旋转;旋转着的水在离心力的作On the Circulating Water Supply Systen of Metro Train Washr用下从叶轮中飞去,泵内的水被抛出后,叶轮的中心部分形成真空区域。循环水池的水在大气压力(或ing MachineHuang Juming水压)的作用下通过管网压到进水管内,这样循环不Abstract Circulating water supply system is an important已,实现连续从循环水池中抽水。当循环水供给的part of metro train washing machine, it is of great signifi-管路内达到- -定的压力时，PLC(可编程逻辑控制)cance for the overhaul of train washing machine, the de-系统下发命令，触发相关气控电磁阀,打开气控水bugging and aceptance of new intalled train washing ma-阀,从而使循环水到达各个使用循环水的工位。循chine. By means of mastering the design principles of circu-环水管系布置图、循环水路系统原理图如图1、图2lating water supply system, the causes of typical problens所示。in the system are analyzed and some solutions proposed.[水源+循环水油一-一循环水泵一气控水阀)Key words metror (rain washing machine; circulating wa-ter supply system循环水各工位Author's addres Guangzhou Metro Corporation,511400,Guangzhou,China扈内砂过滤好一堂外沉淀过滤酒一回水集水坑广州地铁4号线列车清洗机由机械刷洗系统、图1循环水管系布置图喷淋系统、控制系统、水供给系统、压缩空气供给系2循环水供给 系统的设计原理统、洗涤剂供给系统、水循环系统及处理系统等组成，能够自动完成列车车头、车尾、两侧的清洗工作，循环水供给系统的动力由立式多级离心泵提实现整个列车清洗过程的自动化。其中,水供给系供。在离心泵的牵引下,循环水从地下式循环水池统具有自来水供给和循环水供给两种功能。列车清输送到各个清洗工位的喷淋柱。根据列车清洗机的洗机有预冷、预湿、端刷洗、侧面初刷洗、侧面次刷作业要求(包括地下式循环水池的高度、列车高度洗、初冲洗、侧面精刷洗终冲洗等8个工位,前5个等),应选择-台合适的离心泵，确保洗车工艺对循工位使用循环水,后3个工位使用自来水。循环水环水供给系统的工作流量Q与扬程H的要求。供给功能是通过循环水供给系统使循环水管路产生2.1确定循环水供给 系统的工作流量0.2MPa左右的水压来实现的。保证循环水供给根据循环水清洗工位用水量(见表1)的要求,可确系统的正常使用,对于提高水利用率具有重要的定循环水供水流量Q。由表1可知,Q≥15 m/h。●73.鹏Q城市轨道交通奥那斯哪喝郾那郾隰那郾麒娜哪那那那那刚2012年咖预冷清洗区預冷|条V6.|DVI机槭间循环承V中预湿预湿 |TDV7 8洗族剂泵气ww山循环水泵。DV2.4循环水池Dv33飞剧B洗涤剂罐+L BE BE]+Qv6.8ξyV14w啤遇侧面初刷侧面次刷注:V2. V5-VI2为气控水阀V12图2循环水路系统原理图确定循环水泵的最大允许安装高度H_。表1循环水清洗工位用水tH。= H,-5- hu循环水泵供水2g清洗工位流量/(L/min) 压力/MPa式中:预冷工位PR10.2H、--水泵泵壳吸入口的测压孔处的真空值预湿工位PR220(见图3) ,m;端刷洗工位BE;院绦喷淋剧洗BE1-水泵吸入管路的阻力损失;端刷洗工位BE:循环水喷淋刷洗BE270g- -重力加速度。侧面初刷洗工位BLI和BL2水泵铭牌或样本中会规定一个允许吸上真空度侧面次刷洗工位BL350H,此H,即为Hv的最大极限值。因此，离心泵的总用水量/(L/min)280最大允许安装高度取决于离心泵的允许吸上真2.2确定循环水供给系统所需的扬程空度。循环水供给系统所需的扬程H主要取决于循查水泵样本得H,=7.9 m,则H。=3.8 m.环水在系统的始点与终点的能量差及循环水通过系统的阻力。循环水池设计高度hi为3 m。列车高度hz为3.625 m。循环水供给系统采用DN50的相树压力要线吃一3水管,管内平均流速经计算确定为v=2.4 m/s。由以上条件,根据《机械工程手册》,计算出H≥30.6 m。2.3确定循环水泵的型号绝对压力零线根据Q和H,可确定循环水供给系统的水泵型号。4号线列车清洗机选择了格兰富的立式多级离图3离心泵工作原理图心泵CRN15,其额定流量为17 m'/h,额定扬程为由于循环水池设计高度h为3 m,则由图3可32. 2 m,额定功率为3 kW。知,循环水泵安装位置与循环水池顶端的距离不应2.4确定循环水泵的最大允许 安装高度为了使循环水供给系统安全高效地供水,必须超过0.8 m.3循环水供给系统存在的典型问题及其解电机决方法3.1存在问题圈流持气网一与在列车清洗作业过程中，当循环水供给系统排廷水电磁网)出管路的水压低于压力传感器所设置的压力时,列车清洗机控制面板上产生“循环水泵压力不正常”的故障信息,循环水泵一直干转。同时，由于使用循环水的工位得不到水供给，侧面毛刷便会- -直干刷列车外皮,列车外皮的污垢经过毛刷进行传递，导致列车外皮越洗越脏。图4安装溢流排气阀后的循环水供给系统原理示意图3.2原因分析通过调查试验证明,由于底阀的泄漏而导致吸入在洗车作业过程中出现此类故障时，从喷嘴喷管路内的水漏光的时间最少为15 min。而通常情况射出来的循环水呈断断续续状态，明显可以看出泵下，在列车清洗机的洗车作业过程中，前后两列列车壳和水管中混有空气。根据离心泵的工作原理，进的清洗时间间隔至少为20 min.由此可知，当后一-列水管和泵壳内存在空气，而在常温常压下空气的密车开始清洗时，循环水供给系统会因为吸入管路内没度比液体的密度小700多倍，由离心力计算式F=有充满水而导致离心泵出现“气缚现象”。因此,需要ma2τ= Pw2r可知,在水中混有空气的情况下离心修改原来的循环水泵前注水PLC程序。设置泵前注泵产生的离心力变得很小。离心泵的离心力变小，水电磁阀的开启方式为每隔15 min开启1 min,保证在离心泵吸入口附近产生不了足够的低压，即吸水启动循环水泵前吸人管路和泵壳内充满水。管的真空度变小，从而大大降低了离心泵的吸上高改造后的循环水供给系统,能够确保在手动洗度,甚至会引起离心泵抽不了水，即出现所谓的“气车模式和自动洗车模式下,循环水泵的吸入口都能缚现象”。形成足够的真空度,防止了“气缚现象”的产生。为了保证离心泵叶轮高速旋转后在叶轮人口处3.4水上式底阀的应用设计方案根据循环水供给系统的设计原理,离心泵的吸形成足够的真空度，在列车清洗机的供给系统上设人管路前必须安装一个底阀。通常情况下,底阀安计安装了一个泵前注水电磁阀。根据西门子PLC装于水面以下。但是,由于底阀的密封性不好或关控制程序的设计原理，当每次进入手动或自动洗车闭不严,容易出现漏水现象，需要重复引流或者经常模式时，即将控制台上的“手动/停止/自动”位打到检修拆换,给使用带来不便。为了改进这一-缺点,可“手动”位或“自动”位，循环水泵前的注水电磁阀便考虑用水上式底阀替换水下式底阀。会自动开启1 min使吸人管路和离心泵壳内注满水，以排除吸入管路和泵壳内的空气。但是,由于底水上式底阀的使用条件之- -是:吸入管路中的阀的密封性不好,当离心泵停止:工作-段时间时,吸水平段有足够的长度，以保证水泵充满水启动后管入管路便出现漏水现象,导致泵壳和吸入管路中混路中产生足够的真空值。结合循环水供给系统的设有空气。计布局，设计出水上式底阀的安装方式及吸人管路的合理布局如图5所示。3.3解决方法为了保证在离心泵开启前吸入管路形成足够的团上式底阀真空度，根据循环水路系统原理图及其PLC控制程序.提出了排去泵壳和吸人管路内空气的解决方案:2日在循环水泵的泵壳上方安装-一个溢流排气阀,并将泵前注水电磁阀设置为循环开启方式。这样, 当开启泵前注水电磁阀或启动循环水泵时,吸入管路和泵壳内的空气便能及时从溢流排气阀中排出。安装溢流排图5水上式底阀安装方式及吸入管路的布局示意图气阀后的循环水供给系统原理示意图如图4所示。(下转第104页)及早参与设计全过程，一方面可避免设计缺陷，避免施工进度,同时造成了一些方案及设计变更。不必要的返工,另一方面可随时反映运营管理和工考虑到大型设备招标时间较长,建议在车辆段艺要求的变化，保证设计成果与运营需求同步。与综合基地初步设计审查后,在设备稳定的情况下，4.4合理安排工程筹划与标段立即进行大型设备招标，为施工图设计创造有利条车辆段与综合基地工程涉及专业众多.接口关件。设备招标后，设计组应积极参加有关设计联络系复杂,同时工期较为紧张,因此施J.筹划与标段划会议,明确设 备接口及基础资料,减少不必要的设计分就显得尤为重要。反复。工程筹划由施I单位编写,设计组应尽早掌握，5结语并根据其合理地安排设计计划。标段划分由业主组织,由于广州地铁业主有多个车辆段的建设经验,因综上所述,车辆段与综合基地的设计是一个多此标段划分较为合理,有利于按照工程的--般规律专业互相配合的复杂系统工程,设计组要做好设计进行工程建设,同时也给了设计单位较为合理的设及设计协调,抓好内外接口管理，做好施工配合及设计周期。计变更.同时处理好设计细节。此外,设计组还要配另外,工程招标尽量采用施工图进行招标。初合业主与政府职能等部1]进行沟通,稳定车辆段边步设计或招标设计-般是在缺少设计基础资料、设界条件,同时为业主当好参谋。计资料不完整或边界条件不稳定情况下进行的,因参考文献此在施工图阶段不可避免地需要对招标图纸进行修改和完善,由此会产生较多的方案变更,对施T进度[1]忱景炎， 秦国栋,郑毅、等.城市轨道交遭工程项目建设标准也会产生影响。[M].北京:中国计划出版社2008.08[2]周小斌. 城轨车辆段及综合基地綜合管线设计[J].铁道标准设4.5提前招标大型设备计21065):929夏南车辆段与综合基地内固定式架车机、不落[3]李剑虹. 论州地铁厦洛车辆段室外综合管线设计方法[].铁轮镟床、洗车机等大型设备的招标工作滞后于施I道工程学报.2010(8);101.图设计进度，且设备接口条件,包括土建及风水电的[4]陈小辉. 民用建筑机电综合管线设计[J].制冷2008(3),67.接口问题往往需经过多次设计联络才能明确,造成[5]丁建中,王喜军. 上:海北犯路车辆段列车出人段能力研究[J].城市轨道交通研究,2010(7);37.大型设备及接口条件到了施工图阶段还不能及时稳(收稿日期:2010- 12-20)定,导致设备基础加固无法和库内整体考虑,影响了(上接第75页)设水泵启动前水平段(I)内的压力为P,空气正常 ,达到了防止“气缚现象”的目的。同时.提出了容积为V;垂直段(l2)内的压力为P,空气容积为水上式底阀在列车清洗机循环水供给系统中的应V2。水泵开始启动后,I和12中的压力为P.由用,可为今后检修列车清洗机.验收调试新安装的列波义耳定律:P(V,+ V2)=P2V;.并考虑l2为水车清洗机提供帮助。泵最大允许安装高度(H。),且吸入管路直径相等，则l的理论计算式为:1=(Px- P)H。[1]电机工程手册编辑委员会 机械工程手册[M].北京:机械工业P出版社，1982.2] 李亚峰.水泵及水泵站[M].北京:机械T业出版社,2009.4结语[3] 陈黎明.小型离心泵真空引|水鱷引|水系统的分析与设计计算[J].内蒙古电力技术，995(3):53.通过分析循环水供给系统的设计原理.对循环(收稿日期:2012- 03- 02)水供给系统进行了改造。目前循环水供给系统运行●104●