既有線實(shí)施電氣化改造的分析與思考

黃麗學(xué)

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院 城軌運(yùn)營(yíng)教研室，遼寧 沈陽(yáng) 110036）

既有線實(shí)施電氣化改造的分析與思考

黃麗學(xué)

（遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院 城軌運(yùn)營(yíng)教研室，遼寧 沈陽(yáng) 110036）

鐵路實(shí)施電氣化改造具有符合國(guó)家能源政策要求，有利于推進(jìn)能源就地轉(zhuǎn)化等重要意義。通過(guò)沈陽(yáng)鐵路局實(shí)施電氣化改造的效果分析，大力發(fā)展電氣化鐵路符合“科學(xué)發(fā)展、和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展”的發(fā)展戰(zhàn)略，即機(jī)車(chē)運(yùn)用及維修成本降低，機(jī)車(chē)運(yùn)用效率顯著提高，電力機(jī)車(chē)大中修周期延長(zhǎng)，減少環(huán)境污染和加速車(chē)輛周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)沈陽(yáng)鐵路局對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造。

鐵路；既有線；電氣化改造

2000年以來(lái)，沈陽(yáng)鐵路局逐步對(duì)哈大、溝海、沈山等既有鐵路進(jìn)行了電氣化改造，并先后新建了秦沈客運(yùn)專(zhuān)線、長(zhǎng)吉城際鐵路等線路。從沈陽(yáng)鐵路局的運(yùn)營(yíng)效果來(lái)看，電氣化鐵路有節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，符合我國(guó)的能源發(fā)展戰(zhàn)略。

1 鐵路實(shí)施電氣化改造的意義

1.1 符合國(guó)家能源政策要求

2011年，我國(guó)生產(chǎn)原油 2.04 億 t，進(jìn)口原油2.54 億 t，進(jìn)口所占比重達(dá)到 55.5%。目前，我國(guó)已成為全球第四大原油生產(chǎn)國(guó)，但同時(shí)也是世界第二大原油需求國(guó)，國(guó)內(nèi)原油產(chǎn)量嚴(yán)重不足，大部分需要進(jìn)口。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2009年我國(guó)原油的對(duì)外依存度超過(guò)了 50%。根據(jù)我國(guó)能源發(fā)展規(guī)劃，2015年、2020年的原油需求量約為 5 億 t、6 億 t，我國(guó)原油的對(duì)外依存度超過(guò) 60%。從我國(guó)的原油應(yīng)用布局來(lái)看，交通運(yùn)輸業(yè)用油約占 27%，僅次于工業(yè)用油。從原油進(jìn)口來(lái)源來(lái)看，我國(guó)的進(jìn)口原油 45%來(lái)自于中東地區(qū)。由于該地區(qū)的政局不穩(wěn)定，給我國(guó)未來(lái)的原油進(jìn)口帶來(lái)嚴(yán)峻考驗(yàn)。

目前，我國(guó)鐵路以內(nèi)燃機(jī)車(chē)、電力機(jī)車(chē)為牽引的主型機(jī)車(chē)。以燃油為動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)車(chē)在未來(lái)鐵路運(yùn)營(yíng)中的燃油供應(yīng)存在著潛在危機(jī)。因此，考慮鐵路的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)減少內(nèi)燃牽引、節(jié)省用油、發(fā)展電力。

1.2 有利于推進(jìn)能源就地轉(zhuǎn)化

在沈陽(yáng)鐵路局的主要運(yùn)輸貨物品類(lèi)中，煤炭占有較大份額，2007—2011年完成的煤炭運(yùn)輸情況如表1 所示。

由于沈陽(yáng)鐵路局管轄范圍內(nèi)的煤炭?jī)?chǔ)量豐富，因此在主要鐵路沿線分布了眾多的以煤炭為燃料的發(fā)電企業(yè)。截至2011年，沈陽(yáng)鐵路局管內(nèi)的火電裝機(jī)總?cè)萘繛?4 620 萬(wàn) kW，其中遼寧省為 2 820 萬(wàn) kW，吉林省為 1 630 萬(wàn) kW，內(nèi)蒙古東部地區(qū)為 170 萬(wàn) kW。按照電力發(fā)展規(guī)劃，未來(lái)總裝機(jī)容量還將有一個(gè)大幅度的提高。

表1 2007 — 2011年沈陽(yáng)鐵路局貨物發(fā)送量

發(fā)展電氣化鐵路意味著將油耗變?yōu)槊汉?，利用燃煤發(fā)電為鐵路運(yùn)輸提供動(dòng)力能源。從而可體現(xiàn)四大優(yōu)勢(shì)：煤炭能源就地轉(zhuǎn)換，減少煤炭外運(yùn)距離，有利于加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，降低對(duì)鐵路沿線的污染；增加用電量，提高電廠效益，拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展；節(jié)省內(nèi)燃牽引用油的大額支出，壓縮鐵路企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本；增加鐵路煤炭運(yùn)量，提高鐵路的運(yùn)輸收入。

2 實(shí)施電氣化改造的效果分析

2.1 機(jī)車(chē)運(yùn)用及維修成本降低

以通遼內(nèi)燃機(jī)務(wù)段和蘇家屯電力機(jī)務(wù)段為例，對(duì)機(jī)車(chē)成本構(gòu)成進(jìn)行分析，如表2 所示。通遼機(jī)務(wù)段為沈陽(yáng)鐵路局西部路網(wǎng)機(jī)務(wù)布局的支點(diǎn)，該機(jī)務(wù)段內(nèi)燃機(jī)車(chē)擔(dān)當(dāng)平齊線、大鄭線、通讓線、通霍線等西部干線的貨物列車(chē)牽引任務(wù)；蘇家屯機(jī)務(wù)段為電力機(jī)務(wù)段，現(xiàn)擔(dān)當(dāng)沈哈線、沈大線、沈山線、溝海線等線路貨物列車(chē)的牽引任務(wù)。從表2 的內(nèi)燃機(jī)車(chē)和電力機(jī)車(chē)運(yùn)營(yíng)成本構(gòu)成可以看出，電力機(jī)車(chē)除大修、維修成本略高于內(nèi)燃機(jī)車(chē)外，其他運(yùn)用及維修成本明顯低于內(nèi)燃機(jī)車(chē)。

對(duì)沈陽(yáng)鐵路局西部 4 線(平齊線、大鄭線、通讓線、通霍線)的機(jī)車(chē)運(yùn)用和維修成本等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知，內(nèi)燃牽引的平均成本為 103.73 元/萬(wàn)總重噸公里，電力牽引的平均成本為 72.17 元/萬(wàn)總重噸公里，較內(nèi)燃牽引平均成本少 31.56 元/萬(wàn)總重噸公里。以 2007年、2009年、2011年沈陽(yáng)鐵路局完成的貨物周轉(zhuǎn)量為基礎(chǔ)，計(jì)算可節(jié)約的機(jī)車(chē)成本分別為 2.60 億元、3.27 億元、5.04 億元。若考慮未來(lái)幾年鐵路運(yùn)量的增長(zhǎng)，其成本節(jié)約數(shù)額將更加可觀。

表2 貨運(yùn)機(jī)車(chē)主要運(yùn)營(yíng)成本構(gòu)成

另外，從燃油價(jià)格和電力價(jià)格分析，近幾年來(lái)，燃油價(jià)格的上漲速度高于電力價(jià)格的上漲速度。2005—2012年，柴油價(jià)格由 3 968 元/t 上漲到 8 510 元/t，漲幅為 114.47%；電力價(jià)格由 0.6 元/kW?h 上漲到 0.78元 / kW?h，增加 30%。因此，實(shí)施電氣化改造，可降低企業(yè)運(yùn)輸成本。

2.2 機(jī)車(chē)運(yùn)用效率顯著提高

通過(guò)對(duì)通遼機(jī)務(wù)段的主要技術(shù)指標(biāo)分析，2010年內(nèi)燃機(jī)車(chē)完成日產(chǎn)量 157萬(wàn)t?km，機(jī)車(chē)日車(chē)公里為 567 km，貨物列車(chē)旅行速度為 33.6 km/h；蘇家屯機(jī)務(wù)段 2010年電力機(jī)車(chē)完成日產(chǎn)量 244萬(wàn) t?km，機(jī)車(chē)日車(chē)公里為 682 km，貨物列車(chē)旅行速度為 38.8 km/h。機(jī)車(chē)運(yùn)用的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表3 所示，實(shí)施電氣化改造后，機(jī)車(chē)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)明顯提高。

表3 機(jī)車(chē)運(yùn)用的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)

2.3 電力機(jī)車(chē)大中修周期延長(zhǎng)

采用電力機(jī)車(chē)牽引，機(jī)車(chē)整備里程、檢修周期相對(duì)延長(zhǎng)，減少了機(jī)車(chē)的檢修工作量和檢修工作難度。中修周期內(nèi)燃機(jī)車(chē)上限為 30 萬(wàn) km，電力機(jī)車(chē)為 50 萬(wàn) km；大修周期內(nèi)燃機(jī)車(chē)上限為 90 萬(wàn) km，電車(chē)機(jī)車(chē)為 200 萬(wàn) km。因此，采用電力機(jī)車(chē)牽引可以為機(jī)車(chē)運(yùn)用、機(jī)車(chē)檢修等工作帶來(lái)極大方便，同時(shí)也為生產(chǎn)力布局調(diào)整和提高運(yùn)輸效率創(chuàng)造了條件。

2.4 減少環(huán)境污染

采用內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引時(shí)，每消耗 1 t 柴油，排放的大氣污染物為煙塵 15.2 kg、二氧化硫 3.2 kg、氮氧化物 19.0 kg。按照以上數(shù)據(jù)對(duì)通霍線進(jìn)行測(cè)算，每年的大氣污染物排放總量為煙塵 569 t、二氧化硫120 t、氮氧化物 711 t。由此可見(jiàn)，鐵路實(shí)施電氣化改造能有效減少大氣污染物的排放量，提高鐵路沿線的空氣質(zhì)量。

2.5 加速車(chē)輛周轉(zhuǎn)

既有線實(shí)施電氣化改造后，貨物列車(chē)的旅行速度、平均牽引總重明顯提高，可帶來(lái)機(jī)車(chē)日車(chē)公里、機(jī)車(chē)日產(chǎn)量的大幅提升，有利于加速車(chē)輛周轉(zhuǎn)。采用內(nèi)燃機(jī)車(chē)牽引時(shí)，一次整備作業(yè)的交路長(zhǎng)度為 800 km；實(shí)施電氣化改造后，電力機(jī)車(chē)一次整備作業(yè)的交路長(zhǎng)度可達(dá)到 1 200 km。因此，鐵路實(shí)施電氣化改造，能減少機(jī)車(chē)在途整備次數(shù)和貨物列車(chē)的途中技術(shù)作業(yè)頻次，壓縮車(chē)輛技術(shù)作業(yè)時(shí)間，加速車(chē)輛周轉(zhuǎn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

大力發(fā)展電氣化鐵路符合“科學(xué)發(fā)展、和諧發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展”的發(fā)展戰(zhàn)略?？茖W(xué)發(fā)展主要體現(xiàn)在電氣化鐵路具有速度高、牽引力大、交路長(zhǎng)、成本低等方面；和諧發(fā)展主要體現(xiàn)在電氣化鐵路以人為本、減少環(huán)境污染等方面；可持續(xù)發(fā)展主要體現(xiàn)在符合我國(guó)能源戰(zhàn)略、便于能源就地轉(zhuǎn)化等方面。

“十二五”期間，我國(guó)鐵路的發(fā)展目標(biāo)是“到2015年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá) 12 萬(wàn) km 左右，其中西部地區(qū)鐵路 5 萬(wàn) km左右，復(fù)線率和電氣化率分別達(dá)到 50%和 60%左右，初步形成便捷、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、綠色的鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，基本適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要”。從鐵道部制定的《鐵路“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中可以看出，到“十二五”末，電氣化率將由“十一五”末的47%提升至60%。目前，沈陽(yáng)鐵路局西部 4 線的電氣化改造工程前期工作已經(jīng)展開(kāi)，到“十二五”末，沈陽(yáng)鐵路局的電氣化率將提升至39.79%。由此可見(jiàn)，大力發(fā)展電氣化鐵路是沈陽(yáng)鐵路局對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造的方向。

Analysis and Thoughts on Implementing Electrified Reconstruction on Existing Lines

HUANG Li-xue

(Urban Rail Operation Staff Room,Liaoning Guidao Jiaotong College,Shenyang 110036,Liaoning,China)

Railway electrified reconstruction is accorded with national energy resource policy and is propitious to promoting energy resource transfer on the spot. Through analyzing the effect of electrified reconstruction implemented by Shenyang Railway Administration,great development of electrified railway is accorded with the strategy of “scientific development,harmonious development and sustainable development”,which means the reducing locomotive utilization and maintenance cost,obviously increasing locomotive utilization efficiency,extending major and medium repair period for electrified locomotives,reducing environment pollution and accelerating vehicle turnout,all of these could realize the upgrade and reconstruction of railway network by Shenyang Railway Administration.

Railway; Existing Line; Electrified Reconstruction

1003-1421(2012)12-0031-03

U227.8

B

2012-11-07

何 瑩