高寒地区列车清洗后车体滴水处理方案研究

摘要：根据高寒地区的环境条件，在冬季对列车进行清洗后，车体表面带有一定量的水，列车出库后水滴滴在轨道周围，由于寒冷的环境，水滴冻结成冰并逐渐覆盖轨道，影响列车的运行。提出一种融化覆盖在轨道上的冰的方案以解决该问题，即在列车出库后一定范围内的轨道两侧埋设暖气管，将水滴冻结成的冰融化，沿暖气管设回水沟，融化成的水沿回水沟流回洗车库内。采用这种方案，可有效解决高寒地区列车清洗后车体滴水影响列车运行的问题。

关键词：列车清洗车体滴水高寒地区

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

随着国家加大对铁路建设的投资，相关服务设施取得快速发展的同时，也对其质量提出更高的要求。在节能环保、科技创新、自动化率等方面更是引起广泛的关注。

列车运行一段时间后，表面尘土或其他附着物需要及时清洗；列车进入段内检修或整备所整备前，车体表面也需要清洗。列车清洗后，出洗车库前车体表面残留一定量的水滴，出库后水滴滴在轨道周围，在高寒地区，由于寒冷的环境，水滴冻结成冰并逐渐覆盖轨道，影响列车的运行。

目前针对上述情况主要有两种解决方案。一是在列车出库前尽量除去车体表面的水滴。如北京动车段洗车库在列车出库前采用两排风机形成风刀吹扫车体表面残留的水滴，但该方法只能除去车体表面70%左右的残留水滴，剩余部分任然滴在出库后的轨道周围。哈尔滨车辆段洗车库曾采用干刷组干刷带有水滴的车体表面，除水效果良好，但干刷组干刷车体时容易随机染上尘土，所以干刷组本身的洁净难于保持，干刷车体表面后将洗净的车体表面再次刷脏。二是任列车车体在库外滴水，水滴冻结成冰后定期用人工除去，这也是目前国内普遍采用的方法，该方法工人劳动强度大，对轨道和道床也产生一定的损伤。

本文提出在列车出库后一定范围内，轨道两侧铺设暖气管，融化覆盖在轨道周围的冰，融化成的水沿回水沟流回洗车库内，解决了高寒地区列车清洗后车体滴水冰冻轨道的问题。

方案研究

暖气管道布置方案如图1所示，在洗车库外轨道整体道床上，轨道两侧设置暖气沟，共设置3条暖气沟，暖气沟内布置暖气管，暖气管靠沟侧壁布置，每条暖气沟内的暖气管自成回路形成局部闭环，端部热水供水干管和回水干管布置在洗车库里的地沟内。暖气沟上铺设水泥盖板，水泥盖板上采用水泥抹面密封，这样将暖气沟分为上下两层，下层为布置有暖气管的局部密闭空间，上层为一条较浅的排水沟。

高寒地区的冬季，列车经过洗刷出库后，车体表面、转向架上、列车端面等处残留的水滴滴在轨道周围，暖气管将暖气沟下层局部密闭空间加热，使暖气沟上层排水沟周围保持一定温度，阻止滴在轨道周围的水滴冻结成冰，融化的水沿上层排水沟回流至洗车库内，从而解决了高寒地区列车清洗后车体滴水影响列车运行的问题。

三维设计

高寒地区列车清洗后车体滴水处理方案三维设计如图2所示。

详细设计

轨道整体道床断面设计

轨道整体道床断面如图3所示。

按标准轨道设计，轨道内侧距1435mm，共设置左、中、右三条暖气沟，每条暖气沟断面成阶梯形状，暖气沟深300mm，阶梯位于距暖气沟上表面100mm处，阶梯处盖设水泥盖板，水泥盖板上采用水泥抹面密封，水泥盖板厚度30mm，水泥抹面厚度20mm。这样将暖气沟分为上下两层，下层为断面为960×200的局部密闭空间，上层为断面为1000×50的排水沟。

暖气沟长度设计

根据实际经验，列车出库大约至25m后，轨道周围滴水明显减少，对列车运行没有影响，因此设计暖气沟长度为出库25m。

暖气管道设计

暖气管道布置如图1所示，下面通过计算确定暖气管道的管径。

先作如下假设：

1.按现状考虑，洗车库不间断使用，出库后的车体表面滴水量根据所用洗车设备存在较大差异，设每列列车出库后车体表面滴水量为Lm3。一般去L=0.01～0.03m3。

2.滴水均匀分布在排水沟内并冻结成冰。

3.周围空气环境温度为t0℃。一般取t0=-30～-25℃

4.为使冻结在排水沟的冰融化并回流至洗车库，需将其升温至t1℃。一般取t1=5～10℃

5.暖气沟下部的密闭空间两侧和底部均作保温处理，使其传热面主要为上部水泥盖板。

6.暖气管内热水流速为V热水，一般取V热水=3～5m/s；暖气管内径为r。

7.暖气沟热量利用系数为α。一般取α=0.3～0.5。

滴水回流所需热量为

暖气沟传递的热量为

L`=3V热水∏r2―暖气沟热水循环量

t进―暖气沟热水进水温度，一般取t进=90℃。

t出―暖气沟热水出水温度，一般取t进=80℃。

C水―水的比热容

由于，

于是，

结论

本文根据高寒地区的环境条件，在冬季对列车进行清洗后，车体表面带有一定量的水，列车出库后水滴滴在轨道周围，由于寒冷的环境，水滴冻结成冰并逐渐覆盖轨道，影响列车的运行。提出一种融化覆盖在轨道上的冰的方案以解决该问题，即在列车出库后一定范围内的轨道两侧埋设暖气管，将水滴冻结成的冰融化，沿暖气管设回水沟，融化成的水沿回水沟流回洗车库内。采用这种方案，可有效解决高寒地区列车清洗后车体滴水影响列车运行的问题。

严寒地区洗车库的设计可采纳该方案。

参考文献

[1]《工程热力学》 沈维道 童钧耕 高等教育出版社，2007

[2]《高寒地区列车清洗前车体预热方案分析》 张洪波 许忠华 哈尔滨铁路局科学技术研究所，2009

[3]《客车洗刷及污水处理》 丁桦 柳州铁路勘察设计院，2004

[4]《浅谈列车自动清洗机洗车工艺流程》刘旭东 哈尔滨铁路局科学技术研究所，2002