鐵路行業(yè)機車能耗指標評價方法

郭懷勇，趙明永

(1.中國鐵道科學研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081; 2.成都鐵路局計統(tǒng)處，四川 成都 610031)

鐵路行業(yè)機車能耗指標評價方法

郭懷勇1，趙明永2

(1.中國鐵道科學研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081; 2.成都鐵路局計統(tǒng)處，四川 成都 610031)

建立等標能耗負荷法對鐵路運輸企業(yè)能耗進行評價，運用機車運輸工作量和運輸工作條件確定單耗系數(shù)，根據(jù)確定的能耗標準和系數(shù)，按其能耗負荷進行考核評價。通過等標能耗負荷法可以確定重點能耗單位。

機車;能耗;評價

就鐵路行業(yè)而言，各鐵路局的工作性質(zhì)、管理方式、運輸組織和要求都是一樣的。同樣，不同路局相同機務段的工作性質(zhì)、管理方式、運輸組織和要求也都基本相同。但是，運輸規(guī)模、基礎條件、地理位置、機車、動車裝備等存在著較大差異，導致能源消耗總量、運輸工作量單耗產(chǎn)生較大差異。在鐵路能耗結構中，機車牽引、動車能耗占鐵路運輸主業(yè)能耗的85%以上。因此，降低機務能耗是鐵路局能否完成節(jié)能降耗目標的關鍵，重中之重。如何用科學的評價方法，考核評價各鐵路局、機務段的能耗水平、節(jié)能減排效果是當前鐵路行業(yè)進行科學的能源管理所迫切需要解決的問題，也是國家節(jié)能減排的具體要求。

1 等標能耗負荷法

運用等標能耗負荷法對鐵路運輸企業(yè)能耗進行評價，就是通過對用能設備機車、動車確定企業(yè)的標準能耗，同時結合運用機車、動車運輸工作量和運輸工作條件確定單耗系數(shù)，根據(jù)確定的能耗標準和系數(shù)，按其能耗負荷進行考核評價。通過等標能耗負荷法可以確定重點能耗考核評價單位。

等標能耗負荷法源于環(huán)保重點污染源、污染因子的等標污染負荷評價法，是一種綜合了排放標準、排污量、排放濃度對區(qū)域重點污染源、污染因子的綜合評價方法。運用這種評價方法可以更加全面的考核不同單位的機車、動車能耗情況，使考核評價更加公平、科學。

2 能耗標準的確定

對于一般能耗設備如電機、水泵、空調(diào)、照明等的能耗標準在其出廠時都有明確規(guī)定，受條件影響較小，但是鐵路運輸牽引能耗、動車組能耗受機型、線路、地區(qū)、運輸組織的影響較大，因此其能耗標準的差異也較大。同樣，各機務段、車輛段、動車段以及鐵路局的能耗標準，不論是總耗，還是單耗也有一定的差異。如何確定機車、線路、檢修、站段、路局的單耗標準將是等標能耗評價的關鍵。

單耗標準確定可采用普查和抽樣調(diào)查的方式進行，首先要制定調(diào)查方案，參加調(diào)查和統(tǒng)計的人員要進行專門的培訓，為了保證統(tǒng)計的能耗標準具有可比性和科學性，要統(tǒng)一時間，統(tǒng)一口徑，統(tǒng)一方法。

充分發(fā)揮路局、站段、車間、班組的節(jié)能統(tǒng)計人員的作用，利用全路機務系統(tǒng)節(jié)能統(tǒng)計模式和表格可以完成普查和抽樣調(diào)查。

2.1 單耗術語

為了規(guī)范機車單耗標準的管理，對2008年成都鐵路局機車單耗標準進行了調(diào)查、分析。統(tǒng)一了機車能源的計算方法和口徑，結果客觀、真實地反映機務段機車節(jié)能工作成績，公平、公正、科學、合理地統(tǒng)計評價機車單耗的變化，規(guī)避因外部原因引起的突發(fā)機車交路變化以及正常原因機車交路變化帶來的能源節(jié)約量正負大幅度波動影響。

關于“機車單耗”術語，本文完全引用并等同于《鐵路機車統(tǒng)計規(guī)則》中第65條即“機車每萬噸公里能源消耗指標”的定義;

“內(nèi)燃機車單耗”即完全引用并等同于“內(nèi)燃機車每萬噸公里實際消耗油量=燃油消耗量(千克)÷機車牽引萬總重噸公里”;

“電力機車單耗”即完全引用并等同于“電力機車每萬噸公里耗電量=電消耗量(千瓦時)÷機車牽引萬總重噸公里”;

機車萬噸公里、燃油消耗量、電消耗量等數(shù)據(jù)均來自于機車統(tǒng)計資料，例如:機報－3，機報－4，機報－5。

“機車單耗標準”是指在特定運輸環(huán)境和條件或特定機車交路下完成單位工作量(萬總重噸公里)所合理消耗能源的標準量值，也即計算能源節(jié)約量的比較基準量值，分“電力機車單耗標準”和“內(nèi)燃機車單耗標準”兩類。

2.2 單耗標準制定的原則和依據(jù)

機車單耗標準的編制原則是:遵守科學、合理，鼓勵先進、鞭策后進原則，并在保證安全運輸生產(chǎn)的前提下，推動機車能源科學管理和能源合理應用，促進技術進步，逐級完成經(jīng)營業(yè)績和能耗指標考核。

機車單耗標準的編制依據(jù)是:

a.近3年機車統(tǒng)計資料和歷史最好水平; b.現(xiàn)場添乘機車查定單耗和測試計算數(shù)據(jù);

c.考慮未來發(fā)展趨勢如提速、增噸、貼線運行、加裝設備、直供電、使用新型機車等情況，實施節(jié)能技改情況。

2.3 單耗標準的劃分

機車單耗標準的劃分原則是:達到用能或單耗可比性目的，因此單耗劃分愈細，愈能體現(xiàn)公平、公正、科學、合理的可比原則。

機車單耗標準的劃分方案:分段劃分，至少以干線為單元劃分，每條干線又可按運輸種別細分為客運、行包、貨運，為滿足可比性要求，干線可細分為區(qū)段，也可細分出上下行方向，簡稱區(qū)段機車單耗標準。

干線與運輸種別、方向三者之間為組合關系，其可能的邏輯表達式如下:

(1)(X干線OR(區(qū)段1OR區(qū)段2))AND(客運OR行包OR貨運)AND(上OR下行)AND(電力OR內(nèi)燃)

(2)(X干線OR(區(qū)段1OR區(qū)段2))AND(客運OR行包OR貨運)AND(電力OR內(nèi)燃)

(3)(X干線OR(區(qū)段1OR區(qū)段2))AND(上OR下行)AND(電力OR內(nèi)燃)

(4)(X干線OR(區(qū)段1OR區(qū)段2))AND(電力OR內(nèi)燃)

這樣產(chǎn)生n個分項目區(qū)段，每個分項目區(qū)段即為一個基本的考核單元。

以成都局2008年1～12月機車能耗作為標準單耗確定時間，統(tǒng)計調(diào)查方法以《鐵路機車統(tǒng)計規(guī)則》的要求和機報 －3，機報 －4，機報 －5的報表格式為基準，通過匯總分析，確定了不同型號機車單耗標準、主要干線機車單耗標準、各機務段機車單耗標準和機車單耗標準。機車單耗標準調(diào)查統(tǒng)計分析結果見表1～2。

表1 各型機車(電力、干線)單耗標準表

表2中主要干線(電力機車)匯總工作量、總單耗標準與表1相同。

表3各機務段(電力機車)匯總工作量、總單耗標準與表1相同。

表1～3體現(xiàn)了電力機車各機型、線路、段別標準能耗的差異，這種差異反映了機型、設備狀態(tài)、線路條件、管理水平等主客觀條件上的不同，對于全面、準確評價鐵路行業(yè)機車能耗現(xiàn)狀以及進一步提升節(jié)能管理水平，可做到心中有數(shù)。需要說明的是最基層能耗標準的統(tǒng)計質(zhì)量決定著站段、路局，直到全行業(yè)的標準能耗水平。因此，必須保證基礎標準能耗獲得的相對準確。匯總單耗標準應當進行加權平均，充分考慮工作量對總能耗的貢獻。

表2 主要干線(電力機車)單耗標準表

表3 各機務段單耗標準

要特別強調(diào)平均能耗要進行加權計算，方法見下式:

式中:E—平均單耗標準;

Q—匯總工作量; Qi—分項工作量; Ei—分項單耗標準。

3 單耗系數(shù)

為了便于評價標準單耗的差異，使指標考核更易于量化，需要進一步確定單耗系數(shù)，所謂單耗系數(shù)就是指分項標準單耗占平均標準單耗的負荷。

式中:Ki－單耗系數(shù)。

如果電力機車單耗標準為 124.7 kWh/萬t·km。依據(jù)單耗系數(shù)的計算方法，對成都局各型機車、主要干線、各機務段的電力機車計算單耗系數(shù)，結果見表4～6。

從表中可以看出K值越大說明相對單耗越大，設備條件、線路條件、環(huán)境條件和管理水平等越差，K值小于1說明標準單耗小于加權平均值，相對能耗較小。

表4 各型機車(電力、干線)單耗系數(shù)

表5 主要干線(電力機車)單耗系數(shù)

表6 各機務段(電力機車)單耗系數(shù)

4 考核評價

4.1 單耗指標考核評價

利用單耗系數(shù)進行機車單耗指標考核評價具體方法是上一級單位根據(jù)國家和行業(yè)單耗指標考核要求，對下級下達考核計劃時用單耗系數(shù)進行單耗指標分劈。假設2010年鐵道部給成都鐵路局下達機車單耗考核指標為120 kWh/萬t·km，則路局所轄的4個機務段機車控制單耗可用單耗系數(shù)下達。

4個機務段機車考核單耗計劃見表7。

同樣，各站段根據(jù)不同的機型、線路的單耗系數(shù)分別下達機車單耗控制計劃，進行分項考核。

表7 各機務段考核單耗計劃

4.2 總能耗指標考核評價

鐵路行業(yè)總能耗中機車牽引能耗占85%以上，因此，鐵路機務段及牽引機車能耗應當成為鐵路行業(yè)節(jié)能統(tǒng)計、監(jiān)測、考核評價的重點。特別是隨著鐵路生產(chǎn)力布局的調(diào)整，各機務不但在規(guī)模、機車擁有量上得到擴張，同時，也成為鐵路行業(yè)能耗主體和重點能耗企業(yè)。

在機車牽引總能耗的考核評價中，不論是總能耗的完成情況的考核還是總能耗計劃的下達，都應當考慮運輸工作量所占的份額，即機車牽引能耗負荷。

式中:k—機車牽引能耗負荷;

Q—匯總工作量;

Qi—分項工作量。

同樣，上一級單位根據(jù)國家和行業(yè)總能耗指標考核要求，對下級下達考核計劃時用能耗負荷進行分項能耗指標分劈。

式中:Mi—分項控制能耗;

M—總控制能耗。

4.3 機車單耗值升降比較

機車單耗值升降比較就是是統(tǒng)計報告期內(nèi)不同區(qū)段，不同運輸種別內(nèi)燃(電力)機車完成牽引工作量實際單耗值與該處與之對應的機車單耗標準值的差值。計算公式為:

式中:ΔEi—拉動對總體(全機務段或全路局)單

耗的上升或下降值;

Qi—區(qū)段機車單耗標準;

Ei—區(qū)段機車單耗實際完成值;

Mi—該區(qū)段實際完成機車工作量占總體

(全機務段或全路局)實際完成機車工作量

的比例系數(shù)。

機務段機車單耗升降值的計算口徑:管內(nèi)所有分區(qū)段拉動單耗升降值之和 ΔdEi，計算公式為:

當ΔdEi＞0時，單耗為下降;

當ΔdEi=0時，單耗為持平;

當ΔdEi＜0時，單耗為上升。

以上3種計算結果即可作為對機車能耗變化的評價。

4.4 節(jié)能率

節(jié)能率的概念為單耗實際完成值比單耗標準值的降低率。

機車節(jié)能率計算公式:

對于具有不同機型、不同數(shù)量的機務段而言，機務段節(jié)能率計算可采用如下公式:

機務段所有機車交路均應制定分項目段機車單耗標準，100%覆蓋，考核評價才能夠具有全面性或完整性。

因突發(fā)事件產(chǎn)生的短期機車交路，其機車能耗標準按其實際單耗計算，即ΔEi=0，即對整體的單耗的影響程度化為零值，也即體現(xiàn)公平、公正、合理性。

5 小結

運用等標能耗負荷法在確定標準單耗時，一定要統(tǒng)一時間、統(tǒng)一標準，平均標準單耗要結合運輸工作量進行加權平均，通過單耗系數(shù)下達單耗考核計劃。在總能耗指標計劃分劈時，要考慮能耗負荷(上一年的能耗負荷)。對鐵路行業(yè)能耗(特別是機車牽引能耗)進行考核評價，應當盡可能地考慮各種主客觀的差異，使考核評價更加合理，易于操作。

TK01+8

B

2095－1671(2011)01－0015－04

2010－12－08;

2010－12－30

郭懷勇(1959－)，男，河北唐山人，高級工程師，主要從事環(huán)保節(jié)能勞衛(wèi)實驗監(jiān)測工作。