关于地铁车辆气密性设备导致空调漏水原因分析及处置建议

刘 洋

武汉地铁运营有限公司 湖北武汉 430000

1 问题描述

地铁列车在高架区间进行调试作业时，发现空调新风口及回风口出现漏水情况。后续登顶检查发现空调机组内通风机安装座四周有水渍，集水盘外的接线盒、二位五通电磁阀、气液分离腔内有存水。

跟踪观察故障时，列车空调回风口再次漏水。通过对列车现场检查发现：在列车调试过程中，空调回风滤网脏堵未及时清洗。空调机组与客室间压差较大，取下回风滤网及格栅时阻力较大。第1节车两侧车门辅助锁气路塞门由于调试需要被截断，无气源送至空调机组。恢复第1节车两侧辅助锁截断塞门，并拆下回风格栅及滤网。空调持续工作，待积水排出后，出风口、回风口不再漏水。

2 原理描述

某线路地铁列车最高运行速度为120km/h，线路区间为高架和隧道。为保证列车整体气密性要求，列车设置压力波保护装置。在空调机组新风侧、主动废排装置侧和冷凝水排水口位置均设置气动阀门。当车内外压力变化达到设定值时，气动阀门动作并关闭阀口，控制车外压力波动传入车内，提高列车乘坐舒适性。

压力波保护装置包含压力保护控制器、压力保护阀。压力保护控制器安装于每列车的头车中，每节头车设1套压力保护控制器，每台客室空调机组内设置1套新风压力保护阀，1套排水保护阀，每台废排装置内设置1套废排压力保护阀。示意图如图2所示。

在列车进出隧道及其他车内外压力变化超过检测值的条件下，安装在司机室的压力波控制装置发出压力保护信号，控制各车空调控制盘的控制继电器，使新风压力波保护阀、排水保护阀、废排装置压力波保护阀门动作并关闭阀门，防止车外压力波动传入车内。压力保护阀关闭后，新风压力波保护阀及废排压力波保护阀压力气缸位置反馈装置发出信号到空调控制器，表示压力保护阀已正常关闭。空调压力波装置在有气源时，按各工况的控制信号动作；无气源时，气缸保持默认动作状态。

各保护阀的气缸类型及动作状态表

3 原因分析

空调机组内的压力波动作执行机构为气动阀门，需要气源才能动作。空调机组从车下主风管取风，经过一位侧车门辅助锁截断塞门B25.1到达客室侧顶板内部，最后经空调气阀塞门B25.3和B25.4分别到达空调机组2和空调机组1内部。当一位侧辅助锁塞门B25.1被截断后，车顶两空调机组失去气源，空调排水阀气缸为弹簧辅助收缩气缸，排水口保持开启状态。新风口和主动废排为保证压力保护时快速响应，而选用弹簧辅助伸出气缸，在无风条件下新风口和废排口保持关闭。

所以，当一位侧辅助锁塞门截断后，空调机组无新风参与循环，仅从回风口进风。相较于新风口开启的条件下，空调机组内部负压会明显升高。

新风口关闭条件下，空调集水盘水位高度理论计算，其各部件的静压力如下：

车内正压：35Pa(设计数据)；

回风格栅及滤网压力损失(洁净)：50Pa(经验数据)；

回风风道压力损失：65Pa(经验数据)；

回风阀压力损失：25Pa(经验数据)；

混合风滤网压力损失：25Pa(经验数据)；

蒸发器压力损失：180Pa(设计数据)；

要的，这主要是因为它不 仅关系到水利工程的质量，还与水利工程的整体效益也有 密切的联系。如果启闭机出现了故障，不仅会给维修和管 理工作带来不便，也会对水利枢纽质量安全造成一定的威 胁，所以就需要相关的工作人员更加注重启闭机的维护和 管理工作，可以大大地降低故障发生的概率。笔

P0=基准压力(车内正压)；

P1=混合风滤网前压力；

P2=蒸发器后压力。

H1=蒸发器前集水盘内凝结水高度；

H2=蒸发器后集水盘内凝结水高度；

P1=车内正压+回风格栅及滤网压力损失+回风道压力损失+回风阀压力损失=-95Pa；

P2=P1+混合风滤网压力损失+蒸发器压力损失=-300Pa。

根据负压与水柱高度的对应关系H=|P|/10，可以换算出，即使在集水盘排水阀开启状态下，由于空调机组内部负压作用，回风滤网前和蒸发器后，积蓄的冷凝水高度最高会达到H1=9.5mm和H2=30mm，且冷凝水积蓄高度会随回风口滤网、混合风滤网脏堵的程度而升高。空调机组集水盘壁设置高度为50mm，集水盘水位越高，在列车启动和停车时，集水盘内冷凝水越容易飞溅并被送风机吹入新风道内，造成客室出风口滴水。

通过对现场条件综合研判，确定空调漏水原因主要为两个方面：截断车门辅助锁塞门导致空调压力波装置无气源，新风门保持在关闭状态，空调机组仅能从回风口进风，空调机组内部负压增大；空调回风滤网脏堵，造成空调机组内部负压进一步增大，积蓄水位过高，在列车加速、制动、轨道倾斜等工况下，集水盘内冷凝水溢出或飞溅至回风口和新风送风口内，导致客室内滴水。

4 处理建议

列车空调漏水问题除个别机组安装和密封缺陷外，主要为空调机组内部冷凝水排水不畅导致，而冷凝水排水不畅原因可分为两大类：

一类是排水路径堵塞，原因一般为新线隧道积尘严重，老线长时间运营未及时清理空调机组，或高架区间掉入异物等。此类故障可通过直接检查空调机组有无脏堵、异物等情况排查，或通过模拟对比观察空调机组的排水情况，查找堵塞位置。

另一类是空调机组内部负压升高，空调机组长时间在较高负压的状态下工作，集水盘内冷凝水在负压作用下积蓄的液位升高，在列车运行的过程中更易飞溅出空调机组到达客室内。新风口、回风口异常关闭，新风滤网、回风滤网、混合风滤网脏堵都会导致机组内部负压升高。处理此类故障时，检查三种滤网的洁净状态和风阀动作执行机构的动作状态以及反馈状态。目前除部分气密性要求较高的高速线路有气动风门执行机构外，常规线路风门均为电动执行机构。

针对空调机组内压力波装置的气动风门执行机构，有如下建议：

(1)优化空调机组供风管路，在合理的位置设置塞门。如将空调机组取风点从B25.1塞门后端前移至塞门前端，保证各截断塞门的功能独立，避免截断单侧车门辅助锁塞门时，对空调压力波装置的影响。

(2)优化空调压力波装置动作逻辑。目前暂定车内外压力差变化速率超800Pa/3S时，压力波控制装置给出动作指令，各阀口保持关闭。当压力波动作信号持续超过1min后，排水阀强制打开1min，若压力信号仍持续，重复上述循环。后续需根据列车隧道空气动力学试验结果和列车气密性考核指标，确定最终的压力波装置动作标准值及控制逻辑。