南昆線貨運機車節(jié)能措施的探索

鄧城芳

（南寧鐵路局機務處，工程師, 廣西 南寧 530003）

南昆線鐵路途經(jīng)廣西、貴州、云南，東起南寧，西至昆明，鐵路從低海拔丘陵地帶向云貴高原延伸，相對高度差達2 010 m，全長828 km，是國家級電氣化鐵路干線，它是溝通西南與華南沿海地區(qū)的一條重要通道，也是云、貴、川出海的最佳捷徑。南昆線貨物列車的牽引任務由昆局及寧局負責，在威舍分界口，其中寧局負責南寧至威舍間507 km的牽引任務。目前寧局南寧機務段負責南昆線貨物列車牽引任務，現(xiàn)配屬SS3型電力機車37臺、SS7型電力機車112臺。2011年南寧機務段電力機車在南昆線共牽引貨運工作量3 575 221萬t·km（萬噸公里），消耗電力399 589 k·kW·h（千千瓦時），機車單耗111.77 kW·h/萬t·km（千瓦時/萬噸公里），2012年1～6月完成貨運牽引工作量1 681 906萬t·km，消耗電力203 300 k·kW·h，機車單耗120.87 kW·h/萬t·km，機車單耗同比上升了9.10 kW·h/萬t·km，增幅達7.53%。為此，必須認真分析引起能耗變化的主要因素，有針對性地制訂節(jié)能措施并改進管理方式，以達到降低機車單耗的目的。

1 影響機車能耗因素

機車能源消耗是反映機車在各種運用狀態(tài)下所消耗的能源量，電力機車用電單位為k·kW·h，機車單耗即機車完成1個萬t·km的電力消耗量，電力機車單耗單位為kWh/萬t·km。機車單耗指標的變化受多方面因素的影響，其主要原因是貨流結(jié)構(gòu)發(fā)生變化及運輸秩序的影響。南昆線目前寧局管內(nèi)圖定開行貨車33對，交口25對，列車運行密度接近飽和狀態(tài)，列車中間站停會、機外停車機會增多，此外線路施工、雨量限速等因素影響，其結(jié)果導致機車單耗同比大幅上升。

1.1 運輸組織的影響 2012年上半年南昆線低能耗上行區(qū)段，由于受貴州省煤礦嚴控出省的地方經(jīng)濟政策影響，有效貨源不足，造成上行貨運量同比大幅下滑，導致裝車上量困難，上行的重車減少，空車增加，排空率居高不下，2012年1～6月排空率為41.7%，與去年同期26.6%比增加了15.0%，列車平均牽引總重為3 234 t/列，較去年同期的3 743 t/列減少了509 t，減少13.6%，造成牽引總重減少118 093萬t·km，影響南昆機車日產(chǎn)量、平牽總重指標下降。低能耗牽引工作量減少，造成機車運用效率降低，影響機車能耗上升，運用指標見表1。

表1 南昆線貨車工作量及能耗表

2011年至2012年上半年，隨著運輸結(jié)構(gòu)的變化，即上下行比重變化，機車能耗呈上升態(tài)勢（見表2）。

表2 輸入指標權(quán)重計算計算表

由表1及表2可知，2012年上半年由于運輸結(jié)構(gòu)的變化，即昆明往南寧方向來的貨物減少，而南寧往昆明方向去的貨物同比增加，上行低能耗貨運量減少大于下行高能耗貨運量增加，導致日產(chǎn)量及平牽總重同比減少。

南昆線下行（南寧往昆明方向海拔逐漸升高，最大坡度達13‰），平均單耗152.71 kW·h/萬t·km，是上行（昆明往南寧方向，海撥逐漸降低），平均單耗67.18 kWh/萬t·km的2.3倍；即機車消耗相同的電力，在南昆下行牽引1個萬t·km貨物，在上行可牽引2.3萬t·km。由于低能耗上行工作量同比減少22.58%，而高能耗的下行區(qū)段工作量同比增加13.12%，在運輸結(jié)構(gòu)上低能耗工作量減少及高能耗工作量增加，造成機車能耗同比呈上升趨勢。

1.2 超重列車同比減少及欠重列車同比增加 超重列車即列車牽引重量按運行圖規(guī)定的牽引定數(shù)超過81 t及以上，連續(xù)運行距離超過規(guī)定機車乘務區(qū)段1/2的貨運列車為超重列車，超過規(guī)定牽引定數(shù)的噸數(shù)為超重噸數(shù)，超重工作量為牽引超過規(guī)定牽引定數(shù)的噸數(shù)乘走行公里，為超重列車噸公里。

欠重列車即列車牽引重量按運行圖規(guī)定的牽引定數(shù)欠81 t及以上，同時換長欠1.3及以上，連續(xù)運行距離超過規(guī)定機車乘務區(qū)段的1/2的貨運列車為欠重列車，不足規(guī)定牽引定數(shù)的噸數(shù)為欠重噸數(shù)，欠重工作量為牽引低于規(guī)定牽引定數(shù)的噸數(shù)×走行公里，為欠重列車噸公里。

一般情況下，隨著牽引噸數(shù)增加則工作量（萬t·km）增加，雖然總耗電量亦隨之增加，但機車單耗將下降，只有當牽引噸數(shù)增加接近限制電力機車牽引特性曲線時，造成機車牽引特性不能在曲線范圍時，機車牽引耗電量才會增加，致使機車單耗上升。而牽引噸數(shù)減少則工作量（萬t·km）減少，雖然總耗電量亦隨之減少，但機車單耗將上升，主要原因是機車效率不能充分發(fā)揮，機車輔助消耗功率不變，而有效功率減少，導致機車單耗上升。

2012年上半年,南昆線超重列車工作量同比減少14 376萬t·km，減幅49.7%，由于超重列車的開行可減少單耗約28%，超重列車工作量同比減少，影響貨運機車能耗上升486 k·kW·h。欠重列車工作量同比增加20 181萬t·km，增幅59.3%，由于欠重工作量減少將增加電力消耗約20%，欠重列車工作量同比多增加，影響貨運機車能耗上升488 k·kW·h。

1.3 單機率增加 單機率為單機走行公里占機車沿線走行公里的比重。產(chǎn)生單機走行公里主要原因是當牽引區(qū)段上下行貨流不均衡時，造成有貨無車或有車無貨的現(xiàn)象，列車調(diào)度為提高機車使用效率，加快貨運周轉(zhuǎn)量，只有開行單機來滿足貨物運輸?shù)男枰?，但單機開行是不產(chǎn)生或產(chǎn)生很少的工作量，單機開行由于消耗大量電能而不產(chǎn)生工作量，故影響整個貨運的單耗上升。經(jīng)牽引計算，電力單機每走行100 km，約消耗電能425 kW·h。2012年上半年單機走行1 533 822 km，與去年同比增加448 217 km，單機率與上半年同比增加4.25%，單機走行公里同比增加的走行公里，將影響貨運機車能耗上升1905 k·kW·h。

1.4 機車乘務員操縱水平不高 南昆線原配屬SS7型電力機車，由于配屬機車不足，近年來鐵道部陸續(xù)調(diào)撥SS3型機車配屬南寧機務段，造成機車乘務員在值乘中，經(jīng)常操縱2種不同的車型。SS7型電力機車的機車控制系統(tǒng),如人機對話、機車特性控制、變流器控制中大量采用CPU控制，操縱列車高度智能化，使機車乘務員能較好地操縱列車，而SS3型電力機車未采用CPU控制系統(tǒng)，在操縱時人為操縱相對較多，由于不同機型對機車乘務員的操縱要求不同，對機車節(jié)能增加難度，部分新職司機由于經(jīng)驗不足，不能充分利用列車編組、信號、線路縱斷面及利用列車運行速度動能闖坡及惰力運行，致使機車能耗增加。

1.5 機車質(zhì)量的影響 機車質(zhì)量對機車能耗產(chǎn)生直接的影響，機械作用不良、電器、硅元件老化、電子柜工作不穩(wěn)定等，將影響機車效率的發(fā)揮，輕則導致機車機車能耗增加，嚴重的將導致機故的發(fā)生，一旦發(fā)生機故在閉塞區(qū)間，將會造成行車中斷，全面擾亂正常的運行秩序，增加其它列車的運行時間及站停時間，導致所有受影響列車能耗的浪費。2012年上半年電力機車發(fā)生機破故31件，致使機車能耗增加。

2 建議與措施

2.1 周密組織列車運行 通過向鐵道部爭取貨流裝車去向，制定相關工種調(diào)度的作業(yè)流程，加強與昆明局的橫向聯(lián)系，對上下行貨流的組織嚴格把關，引導調(diào)度、車站、機務等相關部門準確安排和執(zhí)行列調(diào)計劃，使運輸日班計劃質(zhì)量和機車運用效率同步提高。針對分界口18點交口的現(xiàn)狀，盡量組織均衡開車，方塊會車。因分界口列車開行不均衡、外局以車控流等原因，列車集中在第二班交接，第一班交接列數(shù)較少等現(xiàn)象，要求調(diào)度所堅持“以卸定裝、以交定裝、均衡運輸”的運輸組織原則，盡量減少搶18點交接車，抓好貨物列車旅時延時考核，維護穩(wěn)定、均衡的運輸秩序。遇南昆線能力緊張，區(qū)段開行列車超線路通過能力時，及時調(diào)整車流走向，充分利用楠木塘、牙屯堡等能力富余的分界口，確保機車車輛移動速度，提高機車運用效率。

2.2 增加超重并減少欠重列車開行 根據(jù)南昆線貨流結(jié)構(gòu)，引導裝車點、編組站提高列車平牽總重，調(diào)度部門充分利用機車牽引能力及各區(qū)段牽引定數(shù)級差，提高平牽總重，減少單機開行和欠軸列車的開行。

1）加強路局、車站之間的協(xié)調(diào)、聯(lián)系。根據(jù)貨源和鐵道部裝車去向限制等情況，按照直達裝車組織效率最大化的原則組織車流，制定重點裝車計劃，多開行定噸及超重列車。抓好直達運輸方案的落實。

2）根據(jù)每日實際變化情況制定裝車方案，改變原來各自為戰(zhàn)的松散型管理方式，在安排裝車時，同一裝車貨位統(tǒng)一安排同一去向裝車，對不能組織一站直達的貨源，要按交口以遠同一去向組織成列。

3）注重動態(tài)調(diào)整貨位。一是優(yōu)先照顧重點直達貨源，確保直達貨源堆放裝車線附近就近裝車，動態(tài)組織非直達貨源進行轉(zhuǎn)場，騰空貨位；二是運力向效率高的裝車樓傾斜，充分發(fā)揮裝車樓作業(yè)高效的優(yōu)勢，為裝車樓組織更多的整列直達裝車創(chuàng)造條件。三是貨源不在裝車線旁的不配空車，嚴格按制定的日歷裝車計劃下達承認車，減少欠重列車開行。

4）提高平均牽引總重。在保持單機牽引或雙機牽引的情況下，隨著牽引定數(shù)的增加，運輸、調(diào)度部門進一步優(yōu)化列車配置、排空車路徑，提高列車平均牽引總重。

5）建立直達列車的考核激勵機制，激勵調(diào)度所班組和裝車點開行直達列車的積極性，直達列車考核落實到班組，以激勵班組開行直達的積極性。

2.3 減少單機開行率 單機走行將直接影響機車能耗的高低。為減少單機率，局調(diào)度所建立減少單機走行、機外停車管理制度和考核辦法，規(guī)定單機放行必須嚴格執(zhí)行機車調(diào)度員、計劃調(diào)度員及值班主任“三把關”制度，杜絕不必要的單機放行和機外停車。同時制定調(diào)度部門相關工種調(diào)度的作業(yè)流程，加強橫向聯(lián)系，對單機的放行嚴格把關，修訂調(diào)度規(guī)章對單機開行的規(guī)定，引導調(diào)度員、車站、機務等相關部門，準確安排和執(zhí)行列調(diào)3、4小時階段計劃，使運輸日（班）計劃質(zhì)量和機車運用效率同步提高；計劃調(diào)度員加強車流組織和調(diào)整，認真推算次日方向車流接續(xù)機車及列車開行情況，最大程度避免單機放行；機車調(diào)度員準確掌握所轄區(qū)段機車實際運用狀況及機車在機務段、折返段時間，最大限度地組織機車緊交路，防止不必要的單機放行。

2.4 進一步提高機車乘務員操縱水平 提高機車乘務員的整體素質(zhì)，一是合理操縱機車，在保證安全、正點的前提下，減少兩段制動停車造成的機車能耗浪費。二是優(yōu)化監(jiān)控操縱曲線，按點運行，在提高運輸效率的同時降低能耗。三是加強對新司機培訓，通過牽引計算、指導司機添乘、趟能耗分析，篩選出部分較合理的運行曲線，制定機車乘務員操作綱要，組織機車乘務員學習，使乘務員按照優(yōu)化曲線操縱列車運行，在操縱列車上提前作好準備，合理地掌握和使用機車手柄，準確掌握加速、減速、制動時機，避免頻繁而無意義的操縱動作，也就避免了機車動力和能源的不必要浪費，使列車的能源消耗保持在較合理的狀態(tài)。四是開展形式多樣的乘務員節(jié)能競賽活動,不斷總結(jié)和推廣先進的節(jié)能操縱經(jīng)驗和方法。

2.5 嚴格按照檢修工藝檢修機車 嚴格執(zhí)行“四按三化記名修”的檢修制度，嚴格按工藝范圍修車，推進標準化工作，強化檢修基礎，努力提高機車質(zhì)量。按照檢修“220”文件要求，修訂、完善檢修管理工作制度、辦法；組織“220”文件對規(guī)平推檢查，對發(fā)現(xiàn)的問題、及時整改糾正，實行閉環(huán)管理，不斷完善機車檢修管理工作，從機車突出質(zhì)量問題、修程質(zhì)量、出入庫檢查、途中故障處理等環(huán)節(jié)入手，認真分析、找準問題，周密部署、狠抓落實；建立圍殲機破長效機制，針對當前突出的、關鍵的質(zhì)量問題，大力開展質(zhì)量攻關活動，組織落實好技術(shù)措施，減少機車慣性故障，以優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的機車質(zhì)量，保證行車安全和運輸秩序正常。同時加強對影響機車熱力狀態(tài)的重要部件進行重點檢修，嚴格執(zhí)行保養(yǎng)維護制度，改善機車熱力狀態(tài)，對高能耗機車及時整治，防止機車帶病出庫。

3 結(jié)束語

通過運輸組織、調(diào)度指揮、機車動力的提供諸因素的合理整合后，就基本確定了南昆貨運牽引區(qū)段的機車能耗理論指標。由于運輸組織的變化、機車乘務員的操縱水平的高低，機車質(zhì)量的影響、超欠重列車的開行、單機走行、上下行貨流結(jié)構(gòu)變化、工務線路施工等因素都會影響機車能耗發(fā)生變化。南昆線節(jié)能措施的目的，就是通過消除影響機車能耗的不利因素，充分發(fā)揮機車運用效率，減少機車無用功，使機車的能耗指標控制趨于理論指標，在保證行車安全正點的前提下，積極探索機車節(jié)能措施，為機車節(jié)能提供可靠依據(jù)，使南昆線成為安全、高效、節(jié)能的鐵路運輸線。