1內(nèi)燃機車能耗分析
內(nèi)燃機車對能源資源的消耗主要體現(xiàn)在燃油消耗上,一般來講,常作為核算運輸成本重要指標(biāo)的機車單位油耗量是最能客觀反映機車燃油消耗情況的,它是以機車牽引每萬噸公里為單位來核算燃油消耗量的,是鐵路機務(wù)專屬經(jīng)濟指標(biāo)。就當(dāng)前鐵路運輸所承擔(dān)的業(yè)務(wù)量情況來看,貨物運輸量占總運量的比重很大,因此對于不產(chǎn)生萬噸公里燃油消耗量的運輸工種,尤其是單機運行、調(diào)車操作和有動力停靠等被視為輔助作業(yè)的工種,在對機車能源消耗進行綜合考核評價時是另外計算的。機車單位油耗計算公式如下:
式中,E為總油耗量(kg):Ey為機車牽引運行時的油耗量(kg):Eo為機車處于惰行、站停狀態(tài)以及完成空氣制動做功所消耗燃油的總量(kg):Ed為機車進行電阻制動做功所消耗的燃油量(kg):Et為機車進行出入段以及單機作業(yè)和途中調(diào)車過程中所耗燃油的總量(kg):ey為機車牽引運行過程中(柴油機局部荷載)單位時間內(nèi)的油耗量(kg/min):eo為機車處于惰行、站停(柴油機空轉(zhuǎn))情況下單位時間內(nèi)的油耗量(kg/min):ed為機車完成電阻制動做功單位時間內(nèi)所用的燃油量(kg/min):t為各工況總運行時間(min):G為機車牽引總重(t):L為機車牽引路程(km)。
2影響機車能耗的主要因素
2.1機車牽引重量
機車牽引重車列車運行情況下,當(dāng)時速固定不變,其承受基本阻力也趨于穩(wěn)定時,相比之下,牽引總重大的,用到的牽引手柄級位更高,機車自重與列車總重比值更小,機車的油耗就更低。即當(dāng)列車運行時速固定不變時,機車單位油耗會隨著牽引總重的增大而減小。
2.2柴油機燃油消耗率
在牽引總重、區(qū)段、機車操縱和各停時一定的情況下,柴油機燃油消耗率對機車單位油耗有著最直接的影響,柴油機燃油消耗率越高,機車單位油耗量越大。
2.3運行速度
以列車運行時所受的基本阻力來推算,柴油機低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時其輸出功率較小的情況下,機車的牽引力也小,此時列車運行處于較慢狀態(tài),承受的阻力因而更小一些,這樣牽引運行同樣長度的路段為克服基本阻力的做功就會越少,機車能耗也顯然更低。表l為DF8Bl型機車牽引4000t重貨列車勻速運行時各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。
根據(jù)表1數(shù)據(jù)可以大體得出以下結(jié)論:
(1)機車運行速度相同的情況下,機車單位油耗隨著坡度的上升而增加:
(2)機車運行在上坡坡道時,機車油耗量先是隨著運行提速而迅速下降,后轉(zhuǎn)為緩慢增加,并且坡度越大這種規(guī)律越明顯,在這一過程中,列車油耗的最低值出現(xiàn)在運行時速為30~45km/h的某一時刻,并且所處坡度越大,這一數(shù)值越低:
(3)機車運行在下坡坡道時,機車油耗量是同運行速度一同上升的,反過來說,在此條件下,牽引手柄的級位和機車運行速度低的狀態(tài)更節(jié)省油耗。
2.4運輸效率
運輸效率指標(biāo)包括日車公里、中停時、本站停留時間、外站停留時間、單機走行公里、機外停車次數(shù)、欠重列車、平牽、特殊前行次數(shù)等方面應(yīng)達(dá)到的合理量值。越好地執(zhí)行和遵守這些運行組織上的效率指標(biāo),機車單位能耗越低。雖然在鐵路運輸過程中,停站、出入段作業(yè)、途中調(diào)車等一般被視為輔助性作業(yè),并不會產(chǎn)生萬噸公里的油耗,但這部分的運行效率也與內(nèi)燃機車整體油耗有著莫大關(guān)系,優(yōu)化組織,合理調(diào)整這些作業(yè)的方式和時間是降低檢修成本、降低燃油消耗的重要因素。因此,運輸?shù)慕M織管理水平直接關(guān)系到機車的效能發(fā)揮,也直接影響著機車的能耗水平。
3降低機車能耗的措施
為盡可能降低機車能耗支出,減輕鐵路企業(yè)成本壓力,應(yīng)當(dāng)在保證運輸服務(wù)功能和質(zhì)量的前提下,做好以下幾方面的節(jié)能工作:
3.1在管理體制和方法方面
(1)制定完善的節(jié)能管理及獎懲制度,建議采取按月單耗包保的方式,按相應(yīng)管理的機車交路、牽引機型以及牽引定數(shù)的規(guī)律性變化,合理制定各路段機車的單耗考核指標(biāo),以此形成明確的獎懲措施,并采取有效的監(jiān)督方式確保制度落實。
(2)合理規(guī)劃車型及線路,充分考慮機車的各方面性能,根據(jù)線路和貨流情況,在相同條件下優(yōu)選經(jīng)濟性能好的機車類型,確保"車、線"組合的最佳搭配。同時優(yōu)化機車的運行組織,盡量避免單機出車,禁止機外停車,以提高直達(dá)列車的運行效率,盡量減少機車隨列車長時間等線的情況,進而減少無效運輸,杜絕能耗的隱性浪費。
(3)發(fā)展電氣化鐵路,在有條件的區(qū)段大力推進電力牽引代替內(nèi)燃機牽引的鐵路運輸模式,利用電力牽引特有的功率大、速度快、能耗低、效率高且更環(huán)保的優(yōu)點,提升鐵路運輸?shù)默F(xiàn)代化水平,同時達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
3.2在推進節(jié)能技術(shù)方面
(1)加裝改良的管控設(shè)備,可加裝智能電表和油耗儀器等,科學(xué)管控和指導(dǎo)工作人員的相關(guān)操作,并對能耗指標(biāo)做出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,為準(zhǔn)確分析和評估能耗提供可靠依據(jù)。
(2)使用柴油降凝劑,冬季可采用在柴油中加入適量降凝劑的方法來降低柴油凝點,以利用其化學(xué)反應(yīng)原理降低油耗。
4結(jié)語
鐵路運輸作為國民經(jīng)濟的大動脈,是我國能源資源消耗的行業(yè)大戶,內(nèi)燃機車作為其最核心的功能供給部分,也是其能源消耗的主導(dǎo)方面,因此在保證其功能的前提下,努力降低內(nèi)燃機車油耗,對于節(jié)約運輸成本,促進鐵路運輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展具有重要意義。
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