CRH6A型动车组维护说明书第16章给水卫生系统.docx
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CRH6A型动车组维护说明书第16章给水卫生系统
第16章
给水卫生系统
修订记录
序号
修改标题
修改内容
编制\审核
日期
备注
1
初版发行
刘慧峰\魏凌
2017.04
2
3
16.1概述
城际动车组在1、3、5、7车设置给水系统，该系统采用车下水箱电动水泵供水方式为卫生间便器和水阀供水。
在1号车设有残疾人卫生间，3、5、7车各设有1个蹲式卫生间，采用真空中转式集便系统收集来自便器的污物和洗手器污水，污物箱设置在车下容积为450L。
给水卫生系统主要设备配置见表16.1-1。
表16.1-1给水卫生系统主要设备配置
部件名称
每车数量
1＃
2＃
3＃
4＃
5＃
6＃
7＃
8＃
车下水箱组成（400L）
1
1
1
1
污物箱组成（450L）
1
1
1
1
蹲式卫生间
1
1
1
蹲式便器
1
1
1
残疾人卫生间
1
座式便器
1
电气控制单元
1
1
1
1
气控冲洗单元
1
1
1
1
16.2给水装置
16.2.1概述
时速200公里城际动车组（统型）在1、3、5、7号车设车下水箱供水系统。
车下水箱供水系统主要由车下水箱、水泵装置、电气箱、注水管路、溢水管路、供水管路、排水管路、防冻装置、液位开关等组成。
给水系统利用扬程压力开关控制水泵的启停，水泵间歇工作，采用PLC控制。
系统具有供水控制、水箱液位指示、大流量保护、吸气保护、缺水保护、泄漏保护、故障报警、防冻排空等功能。
为保证系统在低温环境下的正常使用，水箱、水泵、管路设有防寒材及防冻电加热装置。
16.2.2车下水箱供水系统
16.2.2.1车下水箱组成
（1）主要技术参数〔表16.2-1〕
项目
参数
400L水箱
外形尺寸
2329mm（L）X625mm（W）X568mm（H）
容积
400±15L
重量
360±20kg
伴热功率
2X400W
液位信号
可提供0、25%、50%、75%、100%的水位信号
（2）结构特点
车下水箱采用轻量化、集成化设计。
水箱内箱由不锈钢薄板焊接，采用良好的焊接处理工艺，保证焊缝不出现泄漏；外箱采用铝板拉铆结构，降低水箱的重量；水箱容水量为400L。
水箱装置集内箱体组成、水泵组成、供水管路、注水管路、溢水管路、排水管路、保温层和外箱、电伴热装置等部件为一体，与车体横梁相连接固定。
水箱结构见图16.2-1。
图16.2-1水箱结构图
16.2.2.2车下水箱供水系统安装
（1）管路安装
包括注水管、溢水管、排水管和供水管的安装，管路外包保温材，管路在车体上固定。
（2）水箱安装
车下水箱使用8套M20的特殊螺栓组成吊装在车下中部横梁上，其中特殊螺栓需通过在车下横梁滑槽上的开口穿入滑槽内，特殊螺母的紧固扭矩应符合《Q/SF71-013-2008高速动车组车下设备安装设计准则》的规定。
图16.2-2水箱安装示意图
水箱吊装
图16.2-3特殊螺栓组成安装示意图
16.2.3.3水泵装置
水泵装置采用集成化结构，设置在水箱端部泵房内，主要由水泵（包含压力缓冲罐、流量开关、扬程压力开关）、吸气检测开关、泄漏检测开关、进水电磁阀、排水电磁阀、电气箱等组成。
泵房布置见图16.2-4。
16.2-4400L水箱泵房布置
泵房水管路电伴热技术参数如下：
●加热电源：
车供稳态AC100V
●水泵系统泵房水管路伴热功率：
26W+52W（自控温）
●温度控制：
ON：
5℃±3℃
OFF：
15℃±3℃
16.2.3.4车下液位显示器
车下液位显示器安装于水箱组成上位置在水箱注水口附近，用于指示水箱、污物箱液位情况。
车下液位显示器通过连接器与水箱电控箱连接。
车下液位显示器见图16.2-5。
图16.2-5车下液位显示器
车下液位显示器颜色指示见表16.2-2。
表16.2-2车下液位显示器颜色指示
存水情况
水箱液位指示灯
污箱液位指示灯
电源灯
100%
75%
50%
25%
0%
20%
80%
100%
水箱
满水
绿
绿
绿
黄
无
绿
100%-75%
无
绿
绿
黄
无
绿
75%-50%
无
无
绿
黄
无
绿
50%-25%
无
无
无
黄
无
绿
25%-0%
无
无
无
无
无
绿
无水
无
无
无
无
红
绿
污箱
0-20%
无
无
无
绿
20%-80%
绿
无
无
绿
80%-100%
绿
黄
无
绿
满水
绿
黄
红
绿
16.2.3.4车下水箱供水系统电气控制
车下水箱供水系统电气部分主要包括电气箱（包括PLC控制器、继电器以及接线端子排等）、按钮开关等，与卫生系统共用电源模块。
车下水箱供水系统电气控制部分主要实现的功能：
（1）供水控制
系统上电（直流、交流）后，排水电磁阀得电关闭，经水箱0％液位15s持续检测，判断水箱有水后，进水电磁阀得电打开，再经15s后水泵启动。
当供水管路压力上升至扬程压力开关设定的上限值时，PLC控制水泵停止处待机状态。
当车上用水供水管路压力下降至扬程压力开关设定的下限值时，PLC控制水泵启动。
当车上停止用水供水管路压力上升至扬程压力开关设定的上限值时，PLC控制水泵停止。
（2）水箱液位指示及缺水保护功能
当水箱液位低于25％或0％无水时，卫生系统电气控制单元及列车MON监控器上报警。
当水箱水位低于25％高于0％时（为防止误报，液位信号持续15s检测有效），水泵工作正常，便器可用，卫生系统电气控制单元显示相应代码，列车MON监控器报警。
当水箱无水时（为防止误报，液位信号持续15s检测有效），水泵停止工作，便器禁用，卫生系统电气控制单元显示相应代码，列车MON监控器报警。
注：
水箱注水，0％液位开关OFF，信号持续检测15s后，系统恢复正常。
（3）大流量保护功能
当供水管路流量大于流量开关设定的上限值时，即供水管路压力到达扬程压力开关设定的上限值，PLC控制水泵持续工作，以防止供水压力波动造成水泵频繁启停。
（4）吸气保护功能
当吸气检测压力开关检测到供水管路压力降至设定的下限值，且信号持续30s后，PLC控制水泵停止，等待30s后（即第60s）PLC控制水泵再次启动，当吸气检测压力开关再次检测到供水管路压力降至设定的下限值，且信号持续30s（即第90s）后，PLC控制水泵停止且不再启动，便器不可用，卫生系统电气控制单元显示相应代码。
假设在第0s～30s（或第60s～90s）之间，吸气检测开关OFF，系统恢复正常工作。
注：
操作电气控制单元给水系统故障复位按钮后水泵重新启动。
（5）泄漏保护功能
当泄漏检测开关检测到供水管路流量大于1L/min，且信号持续3min后，PLC控制水泵停止，等待3min后（即第6min）PLC控制水泵再次启动，假设泄漏检测开关再次检测到持续3min的流量信号，第9min后PLC控制水泵停止且不再启动便器禁用，卫生系统电气控制单元显示相应代码，列车MON监控器报警。
假设在第0min～3min或第6min～9min时泄漏检测开关断开，系统自动恢复正常。
注：
操作电气控制单元水系统故障复位按钮后水泵重新启动。
（6）防冻功能
●水泵及泵房水管路电加热
水泵泵体设有电加热块，受温控开关控制（开：
5℃±3℃，关：
15℃±3℃）。
Ø系统首次上电（低温启动保护）
假设温控开关处于OFF状态，水泵加热块不工作，水泵直接启动，此后水泵启停不受温控开关控制；假设温控开关处于ON状态，水泵加热块通电加热，30min（或加热至温控开关OFF）水泵启动，此后水泵启停不受温控开关控制，加热至温控开关设定的上限值，温控开关OFF，加热停止。
Ø正常运用过程中
假设温度低于设定值开关导通，水泵加热块通电加热，直至温度高于设定值开关断开，加热停止。
泵房水管路增设自控温伴热带，且与水泵泵体加热快共用同一温控开关，伴热功能由伴热带自身和温控开关共同控制。
●水箱加热
水箱设电加热器，受温控开关控制（开：
5℃±1.5℃，关：
7.5℃±1.5℃），假设温控探头感应温度低于温控开关设定的下限值，水箱电加热器通电加热，直至温控探头感应温度到达温控开关设定的上限值，加热停止。
●防冻排空功能
车下水箱泵房水管路上设两个排水电磁阀，用以排空水泵进、出水管路及供水主管路存水。
车下水箱供水系统设有断电排空、单车排空、集控排空功能。
具体见表16.2-3。
排空方式
排空部位
工作过程
操作方式
断电排空
水泵进水管路、供水管路
系统断电后，水泵停止，进水电磁阀失电关闭，排水电磁阀失电打开，排空水泵进水管路、供水管路存水
断开给水卫生系统控制电源
单车排空
本车水泵进水管路、供水水管路，便器、水增压器、废水中转箱及其附属管路
给水系统排水15min后，排水及便器系统独立执行排空控制（便器冲洗一次→废水中转箱排空一次→便器冲洗一次→废水中转箱排空一次→便器冲洗一次→废水中转箱排空一次）
操作单车给水卫生系统电气控制单元上的排空按钮
〔操作单车防冻排空按钮后，便器不可用，卫生系统电气控制单元报警〕
集控排空
整列车水泵进水管路、供水水管路，便器、水增压器、废水中转箱及其附属管路
同单车排空
操作整列集控排空旋钮（位于1、8号车）
〔操作整列集控按钮后，本列车所有水泵停止，便器不可用，卫生系统电气控制单元报警〕
备注：
水箱存水需手动操作排水阀排空。
16.2.3.6使用维护
（1）检查各管路，确认各管路无泄漏。
（2）检查进水电磁阀、排水电磁阀，确认动作正常，无泄漏。
（3）检查水箱，确认水箱无变形、泄漏。
（4）检查水泵，水泵运行时无异常噪音，供水压力稳定。
（5）冬季防冻排空：
●操作单车给水卫生系统电气控制单元排空按钮或整车集控排空旋钮；
●打开水箱两端排水阀，进行水箱排空；
（6）水箱清洗保养
●保养周期：
一年一次
●工作规程：
Ø排空清水箱
Ø将柠檬酸（4%）倒入箱体
Ø注入柠檬酸并保证其24小时有效
Ø用清水清洗箱体（在再次使用之前）
16.3卫生间
16.3.1概述
1号车设置了残疾人卫生间，3、5、7车设置了蹲式卫生间。
16.3.2卫生间
残疾人座式卫生间采用整体式玻璃钢盒子间，内部配置有座便器、洗手盆、按压式节水阀、扶手、便纸架、镜子、垃圾桶、座便垫盒等设施，还专门配置了供残疾人使用的可折叠扶手、紧急呼叫按钮。
蹲式卫生间为整体玻璃钢结构，设置蹲式便器、色理石台面、按压延时水阀、便器冲洗按钮、扶手、镜子、便纸架、垃圾箱等。
图16.3-1蹲式卫生间图16.3-2洗手盆图16.3-3排气口
图16.3-4残疾人卫生间
16.3.3卫生间用按压延时水龙头流量调节
●用内六角扳手插入水龙头上方流量调节孔内。
图16.3-5按压延时水龙头流量调节
●通过旋转内六角扳手，调节出水量。
顺时针旋转，出水量增大；逆时针旋转，出水量减小。
要求一次出水量约为180mL。
由于水压对水龙头出水延时时间有影响，延时时间（6S～8S）作为参考。
●出水量调节完毕后，把蓝色堵（水龙头附件）安装在流量调节孔上。
16.4排水及卫生系统
列车在1车设置残疾人卫生间；3、5、7车设置蹲式便器卫生间，采用真空中转式集便系统，集中收集便器污物与盥洗废水。
系统具有废水污物箱液位指示〔20％、80％、100％〕、箱满保护、便器系统故障报警、防冻排空、防反喷等功能；为保证系统在低温环境下的正常运用，废水污物箱、废水暂存箱、真空发生器、排污阀及管路等设有防冻装置。
座式便器卫生间系统主要由一套座式便器、一套电气控制单元、一套气水控制单元、一套废水污物箱〔内含废水暂存箱、污物中转箱、电气控制箱等〕。
蹲式便器卫生间系统主要由一套蹲式便器、一套电气控制单元、一套气水控制单元、一套废水污物箱〔内含废水暂存箱、污物中转箱、电气控制箱等〕。
系统电气部分主要包含废水污物箱电气箱、电气控制单元【集成了车上液位显示装置等】。
废水污物箱的两端设计有排污阀和冲洗管接头，在废水污物箱的底部设计了加热装置，在排污阀、真空发生器、箱内管路和箱外管路上缠绕有电伴热线。
内、外箱之间采用50mm厚的保温材料进行防寒处理。
在废水污物箱的一侧设计一个空间安装废水暂存箱、污物中转箱、真空发生器、管路和电气控制箱。
电气控制单元、气水控制单元通过逻辑控制，使真空发生器工作。
按动便器冲洗按钮，真空发生装置开始工作，污物中转箱内真空度到达设定值后，气水控制单元提供压力水冲洗便器，便器蝶阀打开，污物在负压作用下进入中转箱，蝶阀关闭，水增压单元提供压力水对便器进行二次冲洗，水增压单元补水，1次冲洗循环结束。
洗手盆或地漏的水直接流进废水暂存箱，当到达100%时，真空发生装置开始工作，污物中转箱内真空度到达设定值后，废水暂存箱滑阀打开，废水在负压作用下进入中转箱，滑阀关闭，1次排水循环结束。
16.4.1概述
控制元件采用DC24V电源，水泵工作电源及水泵加热电源采用AC220V，其它电加热元件采用AC110V。
系统的核心部件是电气控制单元，采用程序化控制整个系统的工作。
系统通电后进入待机状态，电气控制单元检测系统处于正常状态，指示面板上无故障显示。
在冬季，系统通电后〔AC110V〕，废水污物箱底部电加热器、箱内管路电伴热、箱外管路电伴热通电加热，防止水结冰。
污物箱底部电加热器通过污物箱内的温控开关〔5℃-7.5℃〕控制电源通断。
16.4.2系统待机
系统上电，列车供水、气管路阀打开，开始给气水控制单元供水；系统自检并进入待机状态。
16.4.3污物收集
给排水及卫生系统系统示意图见下列图所示：
图16.4-1给排水及卫生系统示意图
按动便器冲洗按钮，真空发生装置开始工作，污物中转箱内真空度到达设定值后，水增压单元提供压力水冲洗便器，便器蝶阀打开，污物在负压作用下进入中转箱，蝶阀关闭，水增压单元提供压力水对便器进行二次冲洗，水增压单元补水，1次冲洗循环结束，控制逻辑如下列图1。
〔排水及卫生系统系统示意图见下列图〕。
图16.4-2便器冲洗逻辑图〔便器1为便器，便器2为废水收集〕
16.4.4废水收集
废水箱接收来到车辆洗水盆及地漏的水至液位电极〔约3L〕，电气控制单元控制废水箱排空，当到达100%时，真空发生装置开始工作，污物中转箱内真空度到达设定值后，废水暂存箱滑阀打开，废水在负压作用下进入中转箱，此后滑阀关闭，废水箱完成了一个清空流程。
16.4.5污物中转箱排空
当便器冲洗和废水中转箱排空累计6次或污物中转箱内的液面高度到达100%，液位开关动作后，系统进入污物转移工作循环将污物中转箱内的污物通过正压空气排至废水污物箱。
首先HOSE阀I〔DN50，连接便器和污物中转箱〕和HOSE阀II〔DN20，连接真空发生器和污物中转箱〕关闭。
然后气控单元向中转箱内通入120kPa的压缩空气，HOSE阀III〔DN50，连接污物中转箱和废水污物箱〕打开，污物中转箱内的污物被压入废水污物箱内。
气控单元关闭，HOSE阀I和HOSE阀II打开，系统进入待状态。
在污物中转箱排空过程中按压冲洗按钮，便器无法冲洗，但冲洗按扭有记忆功能，即排空完毕后，进行便器冲洗。
污物转移流程见下列图。
图16.4-3污物转移流程图
16.4.6液位指示与箱满保护功能
当废水污物箱中水位到达80%时，15s后，确认“污物箱液位到达80％”,便器可用，电气控制单元显示代码05，此时往列车TCMS传输故障信号。
液位低于80%，即液位开关断开15S后，电气控制单元80%指示灯灭，系统自动复位。
当废水污物箱中液位100%满时，15s后，确认“污物箱已满”，电气控制单元显示代码05、06、08、09，且电气控制单元80%指示灯亮，此时往列车TCMS传输故障信号。
便器使用一次后不可用，废水箱可排空一次。
液位低于100%，即液位开关断开15S后，电气控制单元显示故障代码06消失，电气控制单元80%指示灯亮，系统恢复正常。
液位低于80%，即液位开关断开15S后，电气控制单元80%指示灯灭。
16.4.7低气源压力保护功能
当车上供给的输入气源压力降到350kPa以下时，真空发生器抽空效率降低，为防止系统长时间抽空大量消耗车辆压缩空气，气源压力开关断开系统停止工作〔冲洗过程中便器完成冲洗动作后，系统停止工作〕。
电气控制单元显示故障代码07、08、09，此时往列车TCMS传输故障信号，按冲洗按钮，便器不工作。
当气源压力上升至400kPa以上时，系统自动复位。
16.4.8废水箱故障
当液位开关发生持续导通故障时，废水箱排空三次后，电气控制单元显示故障代码09，此时按压便器冲洗按钮，便器可用；故障排除后,系统自动恢复正常。
当滑阀故障〔关闭不到位〕时，废水箱满后约3秒后系统尝试排空废水箱三次，电气控制单元报09，12，此时按压便器冲洗按钮，便器可用。
故障排除后，按复位按钮10秒后,系统恢复正常。
16.4.9便器故障
当冲洗按钮发生持续导通故障时，便器排空三次后，电气控制单元显示故障代码08，此时废水液位导通，废水箱可用；故障排除后，系统自动恢复正常。
当蝶阀故障〔关闭不到位〕时，便器尝试开关蝶阀三次，电气控制单元报08，11，此时按压便器冲洗按钮，便器可用。
故障排除后，按复位按钮10秒后,系统恢复正常。
16.4.10中转箱浮球开关故障
污物中转箱浮球持续导通，15S后污物中转箱执行排空，污物箱排空3次后，中转箱浮球仍持续导通，
电气控制单元显示故障代码21。
按动冲洗按钮，便器可用;触发废水箱清空，废水箱可用。
便器冲洗或
废水箱清空共计6次以后，中转箱进行排空。
中转箱持续导通故障消除后，系统自动复位。
16.4.11中转箱压力过高保护功能
当污物箱中转箱及其管路有高压时，压力高于正压压力开关设定的上限时，正压压力开关闭合，车上电气控制单元显示代码08、09、12，此时往列车MON监控器传输故障信号，按冲洗按钮便器不可用，触发废水箱清空动作废水箱不可用。
16.4.12真空开关故障
当真空开关故障〔持续导通状态〕，车上电气控制单元控制装置显示故障代码08、09、16；此时往列车MON监控器传输故障信号，便器及废水暂存箱均不可用。
故障消除后，系统自动复位，故障代码消除。
16.4.13系统的防动排空功能
列车进站停用1小时以上可使用手动排空功能排空污物箱的污物及水增压中的存水。
单车/整列集控排空功能：
操作电气控制单元防冻排空按钮S01，电气控制单元显示代码显示08、09、18，此时往列车MON监控器传输信号，水泵停止，进水电磁阀关闭，排水电磁阀失电打开，排空供水管路，水泵腔排水电磁阀得电打开，排空水泵水泵腔存水；15分钟后，便器便器系统执行防冻清空动作，清空流程为：
中转箱自动清空1次→便器自动冲洗→废水暂存箱清空→便器自动冲洗→废水暂存箱清空→便器自动冲洗→废水暂存箱清空→中转箱自动清空3次。
手动排空：
将冲洗快速接头连接段上水源并打开冲洗阀-将排污快速接头连接吸污车并打开排污阀及吸污车-当听到吸空箱的啪啪声后关闭冲洗阀断开段上水源-再抽吸15S左右后关闭排污阀及断开吸污车。
排空水增压的存水：
断开车上水源-进行多次便器冲洗，排空水增压器中的存水。
16.4.14部件描述
16.4.14.1蹲便器组成
蹲式便器组成包括冲洗喷嘴，不锈钢便盆，排泄阀和污物管接口。
整个蹲式便器只含一个位置传感器为电气件，便斗踏面由8个M6的螺栓紧固。
图16.4-4蹲便器
蹲便器分布了5个冲洗喷嘴，冲洗管路把来自于水增压器的水供给到每个冲洗喷嘴。
五个冲洗喷嘴安装在蹲便盆特别选定的角度上，压力水通过冲洗喷嘴均匀分布到便盆的内外表，以保证整个便盆内外表都有水覆盖，从而得到有效冲洗。
蹲便器主体由不锈钢板冲压而成，周边有加强翻边，脚踏区域有防滑楞，便盆上部设计成向便盆倾斜，以便所有的水流入便盆。
便盆上有冲洗喷嘴开孔，便盆排污管上焊有设备安装盘。
排泄阀用于打开或者关闭便器便斗和到污物箱的管路之间的连接，具有开闭速度快，动作压力适应性强等特点。
卫生间安装蹲便器的地方需要预埋M6的螺母。
共8个。
蹲便器用的安装螺栓长度为18mm〔参考值，依实际采购长度〕。
16.4.14.2座便器组成
座式便器组成包括座便器盖，座便器罩，冲洗喷嘴，不锈钢便盆，排泄阀和污物管接口。
整个座式便器只含一个位置传感器为电气件，坐便器罩和座便器主体分别由4个M6的螺栓紧固。
图16.4-5座式便器
座式便器组成分布了4个冲洗喷嘴，冲洗管路把来自于水增压器的水供给到每个冲洗喷嘴。
四个冲洗喷嘴安装在座便盆特别选定的角度上，压力水通过冲洗喷嘴均匀分布到便盆的内外表，以保证整个便盆内外表都有水覆盖，从而得到有效冲洗。
便斗主体〔不锈钢材料〕，外表特氟隆涂层处理，保证外表不粘污物。
排泄阀用于打开或者关闭便器便斗和到污物箱的管路之间的连接，具有开闭速度快，动作压力适应性强等特点。
16.4.14.3气水控制单元
图16.4-6气水控制单元
增压缸由外罩、弹簧、膜片等组成，上部为气室，下部为水室，压缩空气通过从上部气室输入压缩空气克服下部的水室的弹簧力对水施加作用，形成压力水。
水增压器在进水口的位置装备有一个单向阀，单向阀的目的是为了保证在增压循环过程中没有水可以从入口进入，而是从出口流出。
水增压器装备有冲洗的机械装置，包括由两个电磁阀和阀板组成的一个阀单元。
其中的一个电磁阀中的控制蝶阀中的气缸的开闭，另外一个控制水增压器气室的压力变化。
气控阀控制冲洗便器的冲洗水量，阻止它由于水箱位置高而注满便斗。
气控阀和水增压器单元一起控制喷嘴的冲洗水量。
压力开关分正压压力开关和负压压力开关，主要用于气源压力不足报警和压力过高报警。
电磁阀〔中转箱，抽真空〕分别控制抽真空气路和打正压气路，用于控制污物中转箱的抽真空和打正压动作。
空气过滤器与压力调节器用来过滤来自列车提供的压缩空气，并且调节其压力〔出厂前已设定〕来满足便器系统部件的需要，如水增压器，真空发生器等。
此外，空气过滤后的冷凝水亦由此件排出。
减压阀分别调节过滤减压阀提供的压缩空气，并且调节其压力〔出厂前已设定〕来满足便器系统HOSE阀工作和打正压的需要。
16.4.14.4电气控制单元
图16.4-7电气控制单元
电气控制单元包括主板、电源模块、跨接板、车上液位显示板等。
控制器监视并控制着整个系统，和所有电气部件相连，如污物箱液位开关，水增压单元上的电磁阀和传感器，以及冲洗按钮。
主板是整个系统的智能枢纽，接收传感器的信号，并按照程序设定的逻辑输出指令，使系统正常运行，监视非正常状态，并给出故障指示等
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