铁路管理论文铁路运输节能技术与节能管理研究.doc

铁路管理论文：铁路运输节能技术与节能管理研究 摘要:本文通过分析铁路运输的各个环节和层面，详述了各项节能技术的机理以及可以达到的节能效果，并从微观、中观和宏观角度阐述了节能管理。 关键词:铁路运输;节能技术;节能管理 一、引言 按照调整后的《中长期铁路网规划》，我国加快了大规模铁路建设的步伐。截至2009年，全国普通铁路营业里程8.6万公里，铁路路网密度达到89.1公里/万平方公里。铁路作为我国国民经济的大动脉，其主导地位将得到进一步加强。鼓励铁路发展成为提高交通运输行业能源利用率的关键措施，有助于建立起可持续发展的交通运输结构。 根据我国国家铁路能耗统计数据，2003～2008年国家铁路运输企业能源消耗量，可见铁路能源消耗量逐年增加，2008年国家铁路运输企业能源消耗折算标准煤达1693.9万吨，比2003年增加149.5万吨、增长9.7%。从能源消耗的绝对量来看，铁路运输的能耗量巨大，是节能的重点行业。因此做好铁路运输的节能减排工作，十分必要而又形势紧迫。 铁路节能工作按照不同的层面可分为节能技术和节能管理，节能技术是前提和基础，必须进行技术创新，挖掘铁路运输中的节能潜力；节能管理是促进和保障，科学的管理机制和政策能确保各项节能技术落到实处，产生节能效益。 二、铁路运输节能技术 为了开发铁路运输的节能技术，需要分析列车运行时能源消耗的全过程，剖析能耗产生的机理，解构总能耗构成，找出影响能耗的关键因素，然后改善相应环节，力争经济合理的节能效果。 1.车体轻量化 列车运行是一个基本的物理现象，即在牵引动力系统的作用下，克服运行过程中的阻力前行。众所周知，列车质量越小，受到的阻力则越小，牵引动力系统所做的功也变少，因此可达到节能的目的。车辆设计和建造时，可以通过减轻车体结构、转向架和车内设备的质量来减轻列车自重。普通的旅客列车平均400～800公斤/座，一些高速列车如德国的ICE2则达到1100公斤/座。国外不少国家在高速列车的轻量化方面做出了很多的努力，如日本新干线车体重量减轻至537公斤/座，哥本哈根郊区铁路轻至360公斤/座。减轻列车车体重量的方法通常有两种： (1)减轻车体各组件的质量; (2)优化车体结构整体设计，在保证车体整体强度的情况下追求车体各组件的最优质量布局。 2.减小列车运行阻力 列车运行过程中受到的阻力包括基本阻力和附加阻力，引起基本阻力的因素很多，主要的是列车表面与空气的摩擦力以及轮轨摩擦力等。附加阻力产生于某些特定情况下，如上下坡时受到的坡道阻力、穿越隧道时受到的隧道阻力等。列车表面与空气的摩擦力即空气阻力，主要受到两方面的影响:列车外部几何形状和列车表面光滑度。如高速列车70%的空气阻力都来自于转向架、车轮、车侧和车顶的空气摩擦力，车头和车尾所占的比重较低。因此对高速列车而言，可采取下列措施:车头的流线型设计;遮盖转向架和车轮，包裹整个车底等，可以减少10%的空气阻力;平滑车体外表面，车辆间用折棚连接，有效减少车侧和车顶的空气阻力。 对货车而言，其运行速度虽然比高速列车要低很多，但在其运行时，也有相当一部分能耗用于克服空气阻力，主要原因是货车的外部几何形状不合理，如车辆之间存在空挡，部分车辆为敞篷车(这种情况大大增加了空气阻力)，研究表明，敞篷空车的空气阻力甚至大于重车。针对此类问题，可以采取相应的有效措施，如给敞篷车加盖，货物组装时优化外露形状等可以节约10%的能耗。 轮轨摩擦力与列车重量成正比，减轻列车车体重量即相当于减小了轮轨摩擦力，另外通过添加润滑剂，减少车轮之间的侧向摩擦力，也可以减小轮轨摩擦力，达到节能的作用。 3.减少转化损失 列车运行过程中的能量转换过程，发动机决定了能量转换效率，对能耗的影响较大。 (1)对于电力机车，变压器是发动机功效的重要影响因素，而传统变压器的效率与它的质量成正比，需要在效率与质量之间加以权衡以求得最佳效果。除此之外还可以进行牵引组件的创新，通过各牵引组件的智能联合控制，提高整个牵引模块的效率，达到节能的效果。 (2)对于内燃机车，主要的节能技术是改进喷油器，如增加喷油孔或进行二阶段喷油，提高喷油压力，上述措施可以提高内燃机燃烧效率15%～20%。 4.再生制动 电力机车和电传动内燃机车均由牵引电动机驱动，当列车制动时，电动机可以转变成发电机，把列车的动能转换成电能，被吸收到储能装置或反馈到牵引电网，实现电能的再利用，这就是再生制动。再生制动技术非常适合于停站较多的列车运行模式如城际轨道交通，其总能耗可以下降15%～30%，具有很大的节能潜力。 5.列车节能操纵 列车从始发站运行至终到站，能耗会因不同的操纵方式而产生差异。如果列车行驶的时间相等，停站次数相同，能耗会因加速、减速情况不同存在较大的差异。最理想的列车运行方式是以较低的速度匀速前行，但现实环境下，由