郭懷勇，趙明永

(1.中國(guó)鐵道科學(xué)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(jì)統(tǒng)處，四川 成都 610031)

鐵路行業(yè)機(jī)車能耗指標(biāo)評(píng)價(jià)方法

郭懷勇1，趙明永2

(1.中國(guó)鐵道科學(xué)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(jì)統(tǒng)處，四川 成都 610031)

建立等標(biāo)能耗負(fù)荷法對(duì)鐵路運(yùn)輸企業(yè)能耗進(jìn)行評(píng)價(jià)，運(yùn)用機(jī)車運(yùn)輸工作量和運(yùn)輸工作條件確定單耗系數(shù)，根據(jù)確定的能耗標(biāo)準(zhǔn)和系數(shù)，按其能耗負(fù)荷進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。通過(guò)等標(biāo)能耗負(fù)荷法可以確定重點(diǎn)能耗單位。

機(jī)車;能耗;評(píng)價(jià)

就鐵路行業(yè)而言，各鐵路局的工作性質(zhì)、管理方式、運(yùn)輸組織和要求都是一樣的。同樣，不同路局相同機(jī)務(wù)段的工作性質(zhì)、管理方式、運(yùn)輸組織和要求也都基本相同。但是，運(yùn)輸規(guī)模、基礎(chǔ)條件、地理位置、機(jī)車、動(dòng)車裝備等存在著較大差異，導(dǎo)致能源消耗總量、運(yùn)輸工作量單耗產(chǎn)生較大差異。在鐵路能耗結(jié)構(gòu)中，機(jī)車牽引、動(dòng)車能耗占鐵路運(yùn)輸主業(yè)能耗的85%以上。因此，降低機(jī)務(wù)能耗是鐵路局能否完成節(jié)能降耗目標(biāo)的關(guān)鍵，重中之重。如何用科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，考核評(píng)價(jià)各鐵路局、機(jī)務(wù)段的能耗水平、節(jié)能減排效果是當(dāng)前鐵路行業(yè)進(jìn)行科學(xué)的能源管理所迫切需要解決的問(wèn)題，也是國(guó)家節(jié)能減排的具體要求。

1 等標(biāo)能耗負(fù)荷法

運(yùn)用等標(biāo)能耗負(fù)荷法對(duì)鐵路運(yùn)輸企業(yè)能耗進(jìn)行評(píng)價(jià)，就是通過(guò)對(duì)用能設(shè)備機(jī)車、動(dòng)車確定企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)能耗，同時(shí)結(jié)合運(yùn)用機(jī)車、動(dòng)車運(yùn)輸工作量和運(yùn)輸工作條件確定單耗系數(shù)，根據(jù)確定的能耗標(biāo)準(zhǔn)和系數(shù)，按其能耗負(fù)荷進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。通過(guò)等標(biāo)能耗負(fù)荷法可以確定重點(diǎn)能耗考核評(píng)價(jià)單位。

等標(biāo)能耗負(fù)荷法源于環(huán)保重點(diǎn)污染源、污染因子的等標(biāo)污染負(fù)荷評(píng)價(jià)法，是一種綜合了排放標(biāo)準(zhǔn)、排污量、排放濃度對(duì)區(qū)域重點(diǎn)污染源、污染因子的綜合評(píng)價(jià)方法。運(yùn)用這種評(píng)價(jià)方法可以更加全面的考核不同單位的機(jī)車、動(dòng)車能耗情況，使考核評(píng)價(jià)更加公平、科學(xué)。

2 能耗標(biāo)準(zhǔn)的確定

對(duì)于一般能耗設(shè)備如電機(jī)、水泵、空調(diào)、照明等的能耗標(biāo)準(zhǔn)在其出廠時(shí)都有明確規(guī)定，受條件影響較小，但是鐵路運(yùn)輸牽引能耗、動(dòng)車組能耗受機(jī)型、線路、地區(qū)、運(yùn)輸組織的影響較大，因此其能耗標(biāo)準(zhǔn)的差異也較大。同樣，各機(jī)務(wù)段、車輛段、動(dòng)車段以及鐵路局的能耗標(biāo)準(zhǔn)，不論是總耗，還是單耗也有一定的差異。如何確定機(jī)車、線路、檢修、站段、路局的單耗標(biāo)準(zhǔn)將是等標(biāo)能耗評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。

單耗標(biāo)準(zhǔn)確定可采用普查和抽樣調(diào)查的方式進(jìn)行，首先要制定調(diào)查方案，參加調(diào)查和統(tǒng)計(jì)的人員要進(jìn)行專門(mén)的培訓(xùn)，為了保證統(tǒng)計(jì)的能耗標(biāo)準(zhǔn)具有可比性和科學(xué)性，要統(tǒng)一時(shí)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(jì)人員的作用，利用全路機(jī)務(wù)系統(tǒng)節(jié)能統(tǒng)計(jì)模式和表格可以完成普查和抽樣調(diào)查。

2.1 單耗術(shù)語(yǔ)

為了規(guī)范機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)的管理，對(duì)2008年成都鐵路局機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了調(diào)查、分析。統(tǒng)一了機(jī)車能源的計(jì)算方法和口徑，結(jié)果客觀、真實(shí)地反映機(jī)務(wù)段機(jī)車節(jié)能工作成績(jī)，公平、公正、科學(xué)、合理地統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)機(jī)車單耗的變化，規(guī)避因外部原因引起的突發(fā)機(jī)車交路變化以及正常原因機(jī)車交路變化帶來(lái)的能源節(jié)約量正負(fù)大幅度波動(dòng)影響。

關(guān)于“機(jī)車單耗”術(shù)語(yǔ)，本文完全引用并等同于《鐵路機(jī)車統(tǒng)計(jì)規(guī)則》中第65條即“機(jī)車每萬(wàn)噸公里能源消耗指標(biāo)”的定義;

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

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

機(jī)車萬(wàn)噸公里、燃油消耗量、電消耗量等數(shù)據(jù)均來(lái)自于機(jī)車統(tǒng)計(jì)資料，例如:機(jī)報(bào)－3，機(jī)報(bào)－4，機(jī)報(bào)－5。

“機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)”是指在特定運(yùn)輸環(huán)境和條件或特定機(jī)車交路下完成單位工作量(萬(wàn)總重噸公里)所合理消耗能源的標(biāo)準(zhǔn)量值，也即計(jì)算能源節(jié)約量的比較基準(zhǔn)量值，分“電力機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)”和“內(nèi)燃機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)”兩類。

2.2 單耗標(biāo)準(zhǔn)制定的原則和依據(jù)

機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)的編制原則是:遵守科學(xué)、合理，鼓勵(lì)先進(jìn)、鞭策后進(jìn)原則，并在保證安全運(yùn)輸生產(chǎn)的前提下，推動(dòng)機(jī)車能源科學(xué)管理和能源合理應(yīng)用，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，逐級(jí)完成經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)和能耗指標(biāo)考核。

機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)的編制依據(jù)是:

a.近3年機(jī)車統(tǒng)計(jì)資料和歷史最好水平; b.現(xiàn)場(chǎng)添乘機(jī)車查定單耗和測(cè)試計(jì)算數(shù)據(jù);

c.考慮未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)如提速、增噸、貼線運(yùn)行、加裝設(shè)備、直供電、使用新型機(jī)車等情況，實(shí)施節(jié)能技改情況。

2.3 單耗標(biāo)準(zhǔn)的劃分

機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)的劃分原則是:達(dá)到用能或單耗可比性目的，因此單耗劃分愈細(xì)，愈能體現(xiàn)公平、公正、科學(xué)、合理的可比原則。

機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)的劃分方案:分段劃分，至少以干線為單元?jiǎng)澐?，每條干線又可按運(yùn)輸種別細(xì)分為客運(yùn)、行包、貨運(yùn)，為滿足可比性要求，干線可細(xì)分為區(qū)段，也可細(xì)分出上下行方向，簡(jiǎn)稱區(qū)段機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)。

干線與運(yùn)輸種別、方向三者之間為組合關(guān)系，其可能的邏輯表達(dá)式如下:

(1)(X干線OR(區(qū)段1OR區(qū)段2))AND(客運(yùn)OR行包OR貨運(yùn))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(yùn)OR行包OR貨運(yùn))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(gè)分項(xiàng)目區(qū)段，每個(gè)分項(xiàng)目區(qū)段即為一個(gè)基本的考核單元。

以成都局2008年1～12月機(jī)車能耗作為標(biāo)準(zhǔn)單耗確定時(shí)間，統(tǒng)計(jì)調(diào)查方法以《鐵路機(jī)車統(tǒng)計(jì)規(guī)則》的要求和機(jī)報(bào) －3，機(jī)報(bào) －4，機(jī)報(bào) －5的報(bào)表格式為基準(zhǔn)，通過(guò)匯總分析，確定了不同型號(hào)機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)、主要干線機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)、各機(jī)務(wù)段機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表1～2。

表1 各型機(jī)車(電力、干線)單耗標(biāo)準(zhǔn)表

表2中主要干線(電力機(jī)車)匯總工作量、總單耗標(biāo)準(zhǔn)與表1相同。

表3各機(jī)務(wù)段(電力機(jī)車)匯總工作量、總單耗標(biāo)準(zhǔn)與表1相同。

表1～3體現(xiàn)了電力機(jī)車各機(jī)型、線路、段別標(biāo)準(zhǔn)能耗的差異，這種差異反映了機(jī)型、設(shè)備狀態(tài)、線路條件、管理水平等主客觀條件上的不同，對(duì)于全面、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)鐵路行業(yè)機(jī)車能耗現(xiàn)狀以及進(jìn)一步提升節(jié)能管理水平，可做到心中有數(shù)。需要說(shuō)明的是最基層能耗標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量決定著站段、路局，直到全行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)能耗水平。因此，必須保證基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)能耗獲得的相對(duì)準(zhǔn)確。匯總單耗標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加權(quán)平均，充分考慮工作量對(duì)總能耗的貢獻(xiàn)。

表2 主要干線(電力機(jī)車)單耗標(biāo)準(zhǔn)表

表3 各機(jī)務(wù)段單耗標(biāo)準(zhǔn)

要特別強(qiáng)調(diào)平均能耗要進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，方法見(jiàn)下式:

式中:E—平均單耗標(biāo)準(zhǔn);

Q—匯總工作量; Qi—分項(xiàng)工作量; Ei—分項(xiàng)單耗標(biāo)準(zhǔn)。

3 單耗系數(shù)

為了便于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)單耗的差異，使指標(biāo)考核更易于量化，需要進(jìn)一步確定單耗系數(shù)，所謂單耗系數(shù)就是指分項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)單耗占平均標(biāo)準(zhǔn)單耗的負(fù)荷。

式中:Ki－單耗系數(shù)。

如果電力機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)為 124.7 kWh/萬(wàn)t·km。依據(jù)單耗系數(shù)的計(jì)算方法，對(duì)成都局各型機(jī)車、主要干線、各機(jī)務(wù)段的電力機(jī)車計(jì)算單耗系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表4～6。

從表中可以看出K值越大說(shuō)明相對(duì)單耗越大，設(shè)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(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)單耗小于加權(quán)平均值，相對(duì)能耗較小。

表4 各型機(jī)車(電力、干線)單耗系數(shù)

表5 主要干線(電力機(jī)車)單耗系數(shù)

表6 各機(jī)務(wù)段(電力機(jī)車)單耗系數(shù)

4 考核評(píng)價(jià)

4.1 單耗指標(biāo)考核評(píng)價(jià)

利用單耗系數(shù)進(jìn)行機(jī)車單耗指標(biāo)考核評(píng)價(jià)具體方法是上一級(jí)單位根據(jù)國(guó)家和行業(yè)單耗指標(biāo)考核要求，對(duì)下級(jí)下達(dá)考核計(jì)劃時(shí)用單耗系數(shù)進(jìn)行單耗指標(biāo)分劈。假設(shè)2010年鐵道部給成都鐵路局下達(dá)機(jī)車單耗考核指標(biāo)為120 kWh/萬(wàn)t·km，則路局所轄的4個(gè)機(jī)務(wù)段機(jī)車控制單耗可用單耗系數(shù)下達(dá)。

4個(gè)機(jī)務(wù)段機(jī)車考核單耗計(jì)劃見(jiàn)表7。

同樣，各站段根據(jù)不同的機(jī)型、線路的單耗系數(shù)分別下達(dá)機(jī)車單耗控制計(jì)劃，進(jìn)行分項(xiàng)考核。

表7 各機(jī)務(wù)段考核單耗計(jì)劃

4.2 總能耗指標(biāo)考核評(píng)價(jià)

鐵路行業(yè)總能耗中機(jī)車牽引能耗占85%以上，因此，鐵路機(jī)務(wù)段及牽引機(jī)車能耗應(yīng)當(dāng)成為鐵路行業(yè)節(jié)能統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)、考核評(píng)價(jià)的重點(diǎn)。特別是隨著鐵路生產(chǎn)力布局的調(diào)整，各機(jī)務(wù)不但在規(guī)模、機(jī)車擁有量上得到擴(kuò)張，同時(shí)，也成為鐵路行業(yè)能耗主體和重點(diǎn)能耗企業(yè)。

在機(jī)車牽引總能耗的考核評(píng)價(jià)中，不論是總能耗的完成情況的考核還是總能耗計(jì)劃的下達(dá)，都應(yīng)當(dāng)考慮運(yùn)輸工作量所占的份額，即機(jī)車牽引能耗負(fù)荷。

式中:k—機(jī)車牽引能耗負(fù)荷;

Q—匯總工作量;

Qi—分項(xiàng)工作量。

同樣，上一級(jí)單位根據(jù)國(guó)家和行業(yè)總能耗指標(biāo)考核要求，對(duì)下級(jí)下達(dá)考核計(jì)劃時(shí)用能耗負(fù)荷進(jìn)行分項(xiàng)能耗指標(biāo)分劈。

式中:Mi—分項(xiàng)控制能耗;

M—總控制能耗。

4.3 機(jī)車單耗值升降比較

機(jī)車單耗值升降比較就是是統(tǒng)計(jì)報(bào)告期內(nèi)不同區(qū)段，不同運(yùn)輸種別內(nèi)燃(電力)機(jī)車完成牽引工作量實(shí)際單耗值與該處與之對(duì)應(yīng)的機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)值的差值。計(jì)算公式為:

式中:ΔEi—拉動(dòng)對(duì)總體(全機(jī)務(wù)段或全路局)單

耗的上升或下降值;

Qi—區(qū)段機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn);

Ei—區(qū)段機(jī)車單耗實(shí)際完成值;

Mi—該區(qū)段實(shí)際完成機(jī)車工作量占總體

(全機(jī)務(wù)段或全路局)實(shí)際完成機(jī)車工作量

的比例系數(shù)。

機(jī)務(wù)段機(jī)車單耗升降值的計(jì)算口徑:管內(nèi)所有分區(qū)段拉動(dòng)單耗升降值之和 ΔdEi，計(jì)算公式為:

當(dāng)ΔdEi＞0時(shí)，單耗為下降;

當(dāng)ΔdEi=0時(shí)，單耗為持平;

當(dāng)ΔdEi＜0時(shí)，單耗為上升。

以上3種計(jì)算結(jié)果即可作為對(duì)機(jī)車能耗變化的評(píng)價(jià)。

4.4 節(jié)能率

節(jié)能率的概念為單耗實(shí)際完成值比單耗標(biāo)準(zhǔn)值的降低率。

機(jī)車節(jié)能率計(jì)算公式:

對(duì)于具有不同機(jī)型、不同數(shù)量的機(jī)務(wù)段而言，機(jī)務(wù)段節(jié)能率計(jì)算可采用如下公式:

機(jī)務(wù)段所有機(jī)車交路均應(yīng)制定分項(xiàng)目段機(jī)車單耗標(biāo)準(zhǔn)，100%覆蓋，考核評(píng)價(jià)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(jī)車交路，其機(jī)車能耗標(biāo)準(zhǔn)按其實(shí)際單耗計(jì)算，即ΔEi=0，即對(duì)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(jié)

運(yùn)用等標(biāo)能耗負(fù)荷法在確定標(biāo)準(zhǔn)單耗時(shí)，一定要統(tǒng)一時(shí)間、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，平均標(biāo)準(zhǔn)單耗要結(jié)合運(yùn)輸工作量進(jìn)行加權(quán)平均，通過(guò)單耗系數(shù)下達(dá)單耗考核計(jì)劃。在總能耗指標(biāo)計(jì)劃分劈時(shí)，要考慮能耗負(fù)荷(上一年的能耗負(fù)荷)。對(duì)鐵路行業(yè)能耗(特別是機(jī)車牽引能耗)進(jìn)行考核評(píng)價(jià)，應(yīng)當(dāng)盡可能地考慮各種主客觀的差異，使考核評(píng)價(jià)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(jí)工程師，主要從事環(huán)保節(jié)能勞衛(wèi)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)工作。