（环境工程专业论文）哈尔滨铁路局节能降耗调查分析研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着我国市场经济的迅速发展，铁路交通运输业迅速崛起，为国内客运、货运的 发展做出了巨大贡献。哈尔滨铁路局作为全国较大的铁路系统，其能源消耗量位居全 国第二，高效合理的利用能源显得尤为重要。因此研究铁路运输行业的节能降耗，对 于实现铁路可持续发展具有重要意义。 本文主要对哈尔滨铁路局的节能降耗工作进行了以下研究： 1 利用较为科学完善的手段，对哈尔滨铁路局当前的能源消耗和能源节能改造等 内容进行了调查，获取了哈尔滨铁路局近三年的能源消耗和节能降耗的统计信息。 2 通过对调查数据的统计整理，分析了哈尔滨铁路局的能源消耗现状和能源节约 现状，能源消耗总量大，单位能源消耗工作量较低；节能技术没有完全普及等。 3 利用多元线性回归分析方法对能源消耗进行数学建模及能耗分析，利用数学模 型对今后的能源消耗进行科学预测；利用数据包络法( d e a ) 对能源节约改造的有效 性进行了评价，发现0 9 年的煤炭节约措施投资和0 8 年的电力投资未完全发挥作用， 为哈尔滨铁路局日后的节能资金分配提供参考。 4 根据对哈尔滨铁路局节能降耗的现状分析和评价分析，总结归纳了哈尔滨铁路 局在节能降耗中存在的问题，并结合现实情况，提出了加强节能降耗工作的切实可行 的对策。 关键词：哈尔滨铁路局；能源；节能降耗；d e a 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fc h i n a sm a r k e te c o n o m y , t h er a i l w a yt r a n s p o r ti n d u s t r y , t h er a p i dr i s e ，t h ed e v e l o p m e n to ft h ed o m e s t i cp a s s e n g e r , c a r g o ，m a d eag r e a tc o n t r i b u t i o n h a r b i nr a i l w a yb u r e a u 嬲t h ec o u n t r y sr a i l w a ys y s t e m ，i t se n e r g yc o n s u m p t i o nr a n k e d s e c o n di nt h ec o u n t r y , r e a s o n a b l ea n de f f i c i e n tu t i l i z a t i o no fe n e r g yi sv e r yi m p o r t a n t s o t h es t u d yo nt h es a v i n ge n e r g yo fr a i l w a yt r a n s p o r ti n d u s t r yi sa l li m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ef o r m a i n t a i ns o c i a la n de c o n o m i cs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t f i r s t ，m o r es c i e n t i f i c a l l y s o u n dm e a n so fe n e r g yc o n s u m p t i o na n de n e r g y - s a v i n g r e n o v a t i o no ft h eh a r b i nr a i l w a yb u r e a uc o n d u c t e das u r v e y , a c c e s st ot h ek a z a k hi r o n n e a r l yt h r e ey e a r so fe n e r g yc o n s u m p t i o na n de n e r g ys a v i n gs t a t i s t i c s f o l l o w e db ys t a t i s t i c a lp r o c e s s i n go fs u r v e yd a t a ，a n a l y s i so fe n e r g yc o n s u m p t i o ns t a t u s a n de n e r g ys a v i n g so ft h es t a t u sq u oo ft h eh a r b i nr a i l w a yb u r e a u ，t h et o t a le n e r g y c o n s u m p t i o np e ru n i to fe n e r g yc o n s u m e dw o r k l o a d ；e n e r g y s a v i n gt e c h n o l o g i e sa r en o t c o m p l e t e l yu n i v e r s a l ，n o to n l yam o r ep e r f e c ts y s t e m ，e n e r g ys a v i n gm e a s u r e st h et y p eo f w o r kc h a r a c t e r i s t i c s t h i r d u s i n gm u l t i p l el i n e a rr e g r e s s i o na n a l y s i sm e t h o d sa n dm a t h e m a t i c a lm o d e l i n ga n d a n a l y s i so fe n e r g yc o n s u m p t i o n ，u s eo fm a t h e m a t i c a lm o d e l st o s c i e n t i f i cp r e d i c t i o no f f u t u r ee n e r g yc o n s u m p t i o n ；u s eo fd a t ae n v e l o p m e n ta n a l y s i s ( d e a ) t ot r a n s f o r mt h e e f f e c t i v e n e s so fe n e r g yc o n s e r v a t i o n ，f o u n d0 9y e a rc o a ls a v i n gi n v e s t m e n ta n d 0 8y e a r so f e l e c t r i cp o w e ri n v e s t m e n td i dn o tf u l l yp l a yi t sr o l e ，t h ee n e r g ya l l o c a t i o no ff u n d st op r o v i d e r e f e r e n c ef o r t h eh a r b i nr a i l w a yb u r e a ui nt h ef u t u r e f i n a l l y , a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i sa n de v a l u a t i o no nt h es t a t u so ft h es t a t u so fh a r b i n r a i l w a yb u r e a u ，e n e r g ys a v i n g ，s u m m a r i z e dt h ep r o b l e m so ft h eh a r b i nr a i l w a yb u r e a ui n t h ee n e r g ys a v i n g ，a n dt h ea c t u a ls i t u a t i o n ，a n df e a s i b l em e a s u r e st os t r e n g t h e nt h ee n e r g y s a v i n gw o r k k e y w o r d ：h a r b i nr a i l w a y sb u r e a u ；e n e r g y ；e n e r g ys a v i n ga n dr e d u c i n gc o n s u m p t i o n ； d e a 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 进入2 1 世纪后，全球经济发展迅速，特别是以中国为首的发展中国家，逐步成为 世界制造加工中心，随着我国工业的迅速发展，铁路运输在客运和货运中发挥的作用 越来越突出【1 1 。在经济不断发展的过程中，能源逐渐成为世界各国关注的焦点【2 1 。美国 作为世界经济大国，虽然拥有丰富的石油资源，但是其工业制造转移，同时封锁本国 的能源开采，加剧了全球能源的市场竞争；西亚和北非地区拥有丰富的石油资源，但 是在国际政治压力下，围绕石油能源的竞争日趋激烈；同时像印度、巴西等大国，也 在不断加强能源开发和保护。全球工业的迅猛发展和各国对能源的重视，使得我国在 能源外购上成本增加，难度增加。宝钢、首钢、鞍钢等国内钢铁企业，围绕铁矿石开 发，与国外企业拉开了持久战；而中石油、中石化等石油企业，为了开发石油资源， 也不断的实施走出去的战略，但是随着利比亚等非洲国家的内乱，我国的境外石油开 采遭受了很大的打击【3 1 。总体上看，目前国内能源企业在实施能源对外拓展上，遇到了 很大的挫折。 国内煤、石油、天然气、电力、水、钢铁等能源的开发和利用，也面临着严重的 考验：能源总量逐步减少，能源使用范围逐渐扩大，能源消耗的总量在迅速上升。就 石油而言，国内迅速膨胀的汽车消费，加大了石油的供应压力，汽油价格更是一路高 歌，走到了8 元每升的大关。而电力能源经常出现紧张甚至短缺，每年进入5 月份， 随着气温的增高，民用耗电量迅速攀升，迫使很多企业不得不实行限电政策，或者错 高峰生产【4 】。 铁路是我国主要的货运和客运交通工具，建国以来，我国铁路建设取得了巨大进 步，铁路里程屡创新高，一方面加大了原有铁路的维护和升级，另一方面铁路建设覆 盖面不断扩大，加强了东西部之间的货运和客运往来。特别是随着动车和高铁的投入 运营，吸引了大批旅客选择铁路进行出行。在铁路客运和货运蓬勃发展的同时，铁路 能源消耗总量也在不断增长1 5 j 。 在全球对环境和能源高度关注的今天，节能降耗成为当前我国各行业关注的焦点， 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 只有节能才能立于可持续发展，只有降耗才能提高能源利用率，降低环境污染。铁路 作为主要的运输手段，消耗量大量的能源消耗。研究铁路运输行业的节能和降耗，对 于实现铁路可持续发展具有重要意义1 6 。党和国家领导人高度重视铁路节能降耗问题， 国务院和铁道部也制订了多部有关铁路节能降耗的文件，铁路行业节能降耗成为大势 所趋。 哈尔滨铁路局历史悠久，位于我国东北边，是我国南部大动脉的源头，管辖线路 覆盖黑龙江省全境，兼跨内蒙古自治区呼伦贝尔市【7 1 。同时担负着我国与俄罗斯、西亚、 蒙古等过的铁路运输，配备机车1 0 8 6 台，其中内燃机车1 0 4 6 台，电力机车4 0 台，动 车组6 1 辆。年货运量在2 亿吨左右，年客运量在1 亿人左右，庞大的运输量使哈尔滨 铁路局的能源消耗总量较大。因哈尔滨铁路局有内燃机车所占比例高、能源消耗大的 固有特点，同时由于东北地区冬季气温低，加剧了铁路运输的能源消耗。随着能源成 本的上升，节能降耗成为哈尔滨铁路局谋求可持续发展的新途径。 当前国内各行业都开始实施细化管理和绩效管理，传统的铁路节能降耗评价分析， 主要是对能源消耗量进行简单的统计、对比分析，没有做能源消耗的数学归纳，没有 科学的评价节能措施的绩效。因此建立科学的模型预测能源消耗趋势及对节能评价， 对实现铁路运输行业的可持续发展具有重要意义。 1 2 国内外研究现状 国内外关于铁路运输企业节能降耗的研究一直没有停止，由于国外铁路运输发展 较早，在其发展过程中，铁路运输节能降耗的重要性也逐渐突显出来。国外对于铁路 在节能方面的研究开始得比较早，并且研究内容也比较全面，国外相关研究普遍认可 铁路在实现能源节约方面的潜力【8 】。 日本学者认为铁路运输是最节能的运输方式，在日本铁路发展最迅速的，j r 公司 成立了独立的“地球环境工作委员会 ，组织专门人员进行铁路能源管理【9 】。在日本东 京举行的“高速铁路的环境效益”国际会议上，各国代表都认识到铁路在解决世界环 境问题中起到的重要作用【1 0 1 。j r 公司还十分重视旅客流量的统计，通过旅客流量特点 来进行列车运行、调度等，提高火车的能源利用效率。因采取多种节能措施，全公司 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 用电量1 9 9 4 年为9 5 9 亿k w h ，1 9 9 5 年为9 4 9 亿k w h ，1 9 9 6 年为9 3 8 亿k w h ，1 9 9 7 年 为9 2 4 8 亿k w h ，1 9 9 8 年为9 1 3 8 亿k w h ，逐年下降【l l 】。日本名古屋铁路系统管理者 十分重视铁路司机的驾驶技术，认为司机通过熟练的驾驶技术能够合理的使火车起步 和停车，再加上合理的选择停车时间，可以降低火车启动和制动过程中的能源消耗。 私铁名古屋铁道现己采用节能型v v v f 制动车占总车辆数的2 0 ，今后还将加大力度 【1 2 】 o 法国的t g v 公司认为私家汽车和中距离航空运输消耗的能源消耗量分别是铁路运 输消耗的3 5 倍和6 倍，铁路能源消耗优势明显，在法国的全部能源消耗中，交通运输 行业占总量的三分之一，其中国有铁路只占不到5 5 ，而且国有铁路有近8 0 的运量 在电气化线路上完成的，为了减少铁路运输对石油的依赖，法国铁路部门鼓励使用电 气化铁路线路【1 3 】。德国的铁路发展较早，在当前德国铁路系统中，电气化铁路占总量 的9 0 ，2 0 0 3 年采用再生技术，循环利用电力2 8 g w h ，仅牵引机车耗电量就降低了 1 0 t 14 1 。欧盟的研究表明，公路和铁路每消耗l l 燃料运送l k m 的货物量分别为：公 路5 0 t ，铁路9 7 t 。鼓励铁路发展已成为欧盟提高交通运输业能源利用效率的重要措施 专一【1 5 】 ，l o 随着交通运输行业的迅速发展，我国加快了大规模铁路建设的步伐。截至2 0 0 9 年， 全国普通铁路营业里程8 6 万公里，铁路路网密度达到8 9 1 公里万平方公里【1 6 】。铁 路作为我国国民运输的主要方式，占据了主导地位。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【1 7 1 。我国铁路 能源消耗量逐年增加，2 0 1 0 年我国铁路运输企业能源消耗折算标准煤达到了1 6 1 5 7 3 万吨，比上年增加1 8 1 8 万吨，增长了1 1 ；单位运输工作量综合能耗4 9 4 吨标准煤 百万换算吨公里，比上年减少0 3 6 吨标准煤百万换算吨公里，降低了6 8 ；单位运 输工作量主营综合能耗4 o o 吨标准煤百万换算吨公里，比上年减少0 2 8 吨标准煤百 万换算吨公里，降低了6 5 【1 8 】。铁路运输消耗能源量巨大，是日后节能减排的重点。 因此做好铁路运输企业的节能减排工作，十分必要且形势紧迫。 在能源利用的效率上，我国铁路仅使用交通行业不到五分之一的能源，完成全社 会二分之一的运量【19 1 。其中经过铁路的六次大提速，铁路基本上实现了电气化，电气 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 化铁路是唯可以实现以电代油的交通运输方式，而电能可以来源于多种其他形式的 能源，比如说风能、太阳能、核能等新型能源【2 0 1 。因此铁路作为资源节约型的绿色交 通工具，加快其发展对优化我国的综合运输能源消耗结构，缓解我国的资源紧缺以及 生态环境的恶化具有重要的意义。 国内学者关于铁路节能降耗的研究，仍然以理论研究和数据统计相结合为主，关 于铁路节能降耗理论，国内学者认为一是不断加快铁路建设，扩大铁路运营网络，降 低铁路单位能源消耗，二是快速发展高速铁路，提高能源利用效率。而国内学者通过 多年统计，发现2 0 0 9 年我国铁路营业里程达到8 6 万公里，铁路运营密度已经达到了 8 9 公里每百万平方公里国土面积，可见当前我国铁路运输企业节能降耗压力巨大伫。 顺应国家节能降耗大趋势，只有节约能源才能满足国家经济的长远发展，而铁路 行业能源消耗巨大，因此提升能源利用效率、加强节能降耗效果显得尤为重要，只有 这样才能推动铁路行业的可持续发展。同时2 1 世纪环境问题成为各国关注的焦点，我 国作为发展中国家，实施降耗管制，有利于保护本国和全球的环境。 1 3 研究内容和研究方法 本文通过收集国内外铁路运输企业中有关节能降耗的资料文献，及对哈尔滨铁路 局节能降耗工作的调研分析，完成哈尔滨铁路局节能降耗效益的评价。具体研究内容 如下： 1 收集国内外企业节能降耗的相关资料、文献，分析和总结当前国内外铁路运输 的能源消耗情况及先进的节能减排措施与新能源推广利用情况，了解相关的管理制度 和节能措施的实施利用效果等。 2 哈尔滨铁路局节能降耗调研工作。从哈尔滨铁路局获取近几年大的能耗及节能 资料，如铁道部颁发的节能降耗文件、哈尔滨铁路局的规章制度、能源消耗量统计表 等。并通过与节能部门沟通探讨，了解哈尔滨铁路局节能降耗工作实施情况，深入企 业内部对节能技术的实施情况进行考察。 3 哈尔滨铁路局节能降耗的分析与评价。分析哈尔滨铁路局的能耗结构，利用回 归分析法，总结推导出哈尔滨铁路局能源消耗的函数模型，对模型中的各参数进行分 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 析，并对模型进行验证。利用d e a 并利用模型建立模型，对哈尔滨铁路局能源节约中 的投入产出进行综合评价，最终能够科学的提出节能降耗中存在的问题。 4 哈尔滨铁路局节能降耗的工作总结。根据调查数据和分析评价结果，总结归纳 哈尔滨铁路局当前节能降耗中存在的问题，提出哈尔滨铁路局节能降耗的改善措施和 建议。 针对本文的研究内容，本文主要采用定性分析和定量分析的研究方法。 定性分析：通过对哈尔滨铁路局相关资料调研，分析哈尔滨铁路局铁路运输中节 能降耗的制度和措施，并完善节能降耗的指标体系。 定量分析：通过实地考察获得的数据，进行统计分析、能源消耗分析、单位工作 量分析等。利用回归分析理论推导哈尔滨铁路局能源消耗的函数模型，构建d e a 数学 模型对哈尔滨铁路局节能投资进行分析评价。 1 4 技术路线 本文的技术路线以理论研究为基础，通过实地考察获得数据资料，依据数学建模科 学分析。全文研究路线如图1 1 所示。 资料整理分析 哈尔滨铁路局能耗和节能降耗情况研究 总结哈局的能源利用问题ii 能源消耗分析卜_ 叫回归分析 提出建议及改进对策li 节能投资分析r 叫d e a 评价 图1 1 研究路线 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章铁路企业能源消耗概况 2 1 我国铁路运输企业的发展 我国第二条铁路始建于1 8 7 6 年，由英国殖民者在我国建立的吴淞铁路，建国之后 我国铁路建设发展迅速【2 2 1 。1 9 4 9 年底全国铁路运营里程达到2 1 8 1 0 公里，客运周转量 达到2 1 4 0 1 亿公里【2 3 1 。1 9 5 2 年我国铁路运输中建立了纵贯南北的干线，从满洲至广州 长达4 6 0 0 公里，当年年底我国铁路营业里程达到2 2 8 7 6 公里。从1 9 5 3 年开始我国铁 路建设开始进入了快速发展时期，到1 9 8 0 年经过2 5 年的发展，我国铁路运营里程达 到4 9 9 4 0 公里，总里程数翻了一番1 2 4 】。改革开放以来，我国铁路运输业在保持铁路建 设规模的同时，开始了铁路运输速度的提升，前后经历了六次大提速。1 9 9 7 年全国铁 路第一次大提速，三大南北干线京沪线、京广线、京哈线的最高运行速度达到1 4 0 公 里每小时，全国旅客列车的平均时速由4 8 1 公里提升到5 4 9 公里【2 5 】。1 9 9 8 年全国铁 路最高时速提升至1 6 0 公里，当日发车到达的列车数量为2 2 8 列。到2 0 0 7 年全国铁路 第六次大提速时，列车运行最高时速达到2 0 0 公里【2 6 1 。 从铁路运输企业的制度改革方面看，我国铁路运输大体经历了三次改革，即“大 包干”、建立现代企业制度和股份制独立法人改革，在大包干时期，国家鼓励地方铁路 局加大铁路建设，各地铁路局利用现有铁路运营收入，进行铁路基础设施建设，国家 在政策、财税等方面给与优惠和支撑【2 刀。1 9 9 7 年开始实行现代企业管理制度改革，各 铁路局独立进行铁路运营业务，铁道部对其进行行政指导，但是由于存在严重的政企 不分现象，使此项改革没有彻底进行。之后进行的以企业法人为主、自负盈亏的改革， 彻底激活了铁路运输企业的活力，增加了铁路员工的积极性，广铁集团顺利上市，获 取了大量资金，为全国铁路运输业的发展打了一针强心剂。 2 - 2 我国能源现状 随着全球石油危机的发生，能源安全问题逐渐得到世界各国的重视，世界各国也 相继成立了能源管理机构【2 8 】。我国更是在近年来加大对能源的管理工作，在全国各行 业中开展了多种形式的节能减排活动，并积极探索和推广新能源的应用。我国能源紧 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 张局面的形成，既与全球能源供给紧张局势有关，也与当前国内稳定发展的经济有关， 随着我国工业经济的迅速发展，对煤炭、石油等资源的需求量不断增加，加之人们生 活水平提高后，汽车、空调等能源消耗在迅速攀升。从总体上看我国能源呈现出三大 特点：能源供需矛盾加大，能源环境矛盾加大，节能减排压力加大等【2 9 1 。 当前我国的钢铁、水泥、道路交通运输、机械加工等行业都呈现出旺盛的发展势 头，这些行业都是高能源消耗行业，对煤炭、石油、电力等资源存在很大的需求量， 近来交通运输行业就出现了大幅的油价上升趋势，汽油价格飙升至8 元每升。而在钢 铁企业中，不仅面临着铁矿石资源匮乏，还面临着严重的煤炭资源紧张压力。从2 0 0 9 年开始全国就出现了多种形式的煤荒、电荒现象【3 0 】。 能源与环境的矛盾加大，主要体现在能源利用率和环境污染方面。我国过去普遍 采用粗矿的发展模式，靠高能源消耗和高投入来实现规模效益，传统能源消耗模式下， 单位能源产出率较低，环境污染严重。二氧化碳、二氧化硫等排放超标。在全球变暖 趋势下，世界各国开始加大对环境的保护力度，同时对高耗能产业进行了严格的制约， 我国对铁路运输领域也进行了严格的能源消耗统计和节能考核。 能源消耗总量上升和能源供需紧张下，采取节能减排措施是我国走集约化发展道 路的必然选择。当前我国采取了低碳、环保的多项政策，通过各种环境评估对企业运 营进行综合考核，督促和引导企业采取各类节能减排措施。 2 3 我国铁路能源消耗现状 交通是国家发展的大动脉，也是主要能源消耗行业，据统计全国道路交通行业每 年消耗的能源占到全国能源消耗的1 0 ，而几乎全部的汽油、六成的柴油都是由交通 行业消耗。铁路是我国主要的客运和货运交通运输方式，我国铁路能源的消耗，与铁 路系统硬件配置关系密切，包括机车、牵引车等。 我国铁路运输发展初期，主要依靠蒸汽机车，其主要消耗煤炭能源，随着铁路硬 件配置的提高，蒸汽机车逐步淘汰，电力机车和内燃机车逐步增多，能源消耗结构也 逐渐由电力和燃油代替煤炭，2 0 0 8 年至2 0 1 0 年，全国铁路系统能源消耗结构已经发生 了很大变化( 图2 - 1 ) ，煤炭资源在铁路运输企业中所占比例下降，燃油成为铁路运输 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 企业的丰要能源消耗类型，电力在铁路运输中的消耗量快速上升。 表2 - 12 0 0 8 - - 2 0 1 0 年铁路运输企业能源消耗量统计表叫( 单位：吨标准煤) 煤油 ， _ _ _ _ _ 。_ _ 。- - - _ _ _ _ _ 。- _ - 。- _ _ _ 一 电力 j i i i 芒 - 一7 。1。1。“。111一。1”1一 水其他 2 0 0 8 年2 0 0 9 年2 0 1 0 年 图2 12 0 0 8 年 2 0 1 0 年铁路运输企业能源消费结构变化图 2 4 铁路企业节能降耗的必要性 铁路是国家重要基础设施、国民经济大动脉和大众化交通工具，具有运力强大、 节约资源、有利于环保、运价低廉的优势【3 引。铁路在国际上被誉为低耗能、环境污染 小的绿色交通工具，正成为全球各国积极发展的基础设施之一，在社会综合交通运输 体系中居于骨干地位，相对于公路和航空，铁路具有明显的节能减排优势：根据欧洲 的研究数据，运输业的二氧化碳排放贡献度在3 0 以上 3 3 】。2 0 0 5 年，全球公路运输的 温室气体排放量占运输业总排放量的7 3 ，航空运输占ll ，铁路运输仅占2 。19 9 5 年以来，铁路运输的单位二氧化碳排放量下降了2 2 ，公路运输下降了8 ，短途航空 运输则上升了5 【3 4 1 。进入二十一世纪，能源与环境成本越来越受到了世界各国政府的 高度重视，节能降耗已经成为包括中国在内的众多国家制定经济政策时所必须考虑的 一个重要内容。低碳经济实现方式可概括为两种：一是改变能源使用结构，二是提高 能源使用效率，而在交通运输方式中能同时实现这两方面的就是铁路【35 i 。在全球经济 追求低碳的背景下，将污染成本与运输价格综合考虑，铁路运输这种节能、环保型的 运输方式必将得到更大的发展，铁路建设必将成为发展低碳经济的重要组成部分。因 此，丌展对铁路运输企业节能降耗工作的研究具有重要的现实意义和社会经济效益。 觥础觥觥胱懈舭胱肼眦嗽钙巧如巧加坫受m 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 2 5 哈尔滨铁路局节能降耗调查 当前我国铁路运输企业的节能降耗考核，主要通过统计报表形式对每年度的能源 消耗完成情况、单位工作量能源消耗完成情况、能源考核指标完成情况、节能技术措 施项目统计进行统计分析。在对哈尔滨铁路局节能降耗调查分析研究中，主要从能源 消耗和能源节约两方面入手，以2 0 0 8 年至2 0 1 0 年三年内哈尔滨铁路局的各项能源消 耗为调查对象，进行全面调查分析研究。 2 5 1 。哈尔滨铁路局概况 哈尔滨铁路局地处我国东北部，受地理位置因素影响，哈尔滨铁路局路段内全年 气温普遍较低，年均气温不到3 c ，漠河地区全年最低温度达到4 3 。c ，黑河地区全年 最高气温在3 6 5 。c ，哈尔滨铁路局路段内的特殊地理环境，使其用于取暖的能源消耗 明显增加，同时也造成大量能源利用率偏低。哈尔滨铁路局管辖范围涵盖黑龙江省全 境，同时包括内蒙古自治区的呼伦贝尔市和吉林省北部地区，哈尔滨铁路局路段对于 我国货运和客运南北交流及与俄罗斯等国家的客运和货运具有重要作用【3 6 1 。在2 0 1 1 年 哈尔滨铁路局货运量在2 1 0 6 6 万吨，同比增长4 7 ，客运量1 0 1 1 1 万人，同比增长7 3 ， 货物周转量1 1 9 5 8 1 万吨，同比增长4 6 ，营运收入1 8 7 6 3 8 8 万元，同比增长6 4 。 从客运和货运量看，哈尔滨铁路局运营良好，业务稳步增长，预示着能源需求也会逐 渐增多【引j 。 2 5 2 哈尔滨铁路局能耗现状 2 5 2 1 能源消耗概况 哈尔滨铁路局能源消耗种类主要包括煤炭、石油、电力、水等四大门类，在煤炭 能源种类中，又细化为原煤、褐煤、清洗煤、焦炭、焦炉煤气、城市煤气等；在石油 能源消耗中主要包括燃料油、柴油、汽油、煤油、液化石油气、油田天然气、气田天 然气等。在能源消耗用途方面，虽然不同职能部门的能源主要用途差距较大，但是就 能源消耗本身而言，各种能源仍然具有其固定的用途，而与所在部门相关性不大。原 煤、褐煤主要用于铁路局办公取暖和职工家庭冬季取暖；柴油是铁路系统内燃机车的 主要燃料，主要为内燃机车、空调发电车提供动力，同时为生产生活提供必要动力； 汽油主要用于机关小型车辆的燃料；煤油主要用于车辆段清洗工艺；电力主要用于电 力机车和动车组。 根据前期调研及收集到的能耗资料，进行整理统计分析，得到了哈尔滨铁路局近 三年各项能源消耗的基础数据，现进行能源消耗的组成结构对比分析。近三年的能源 消耗分品类对比分析及节超情况结果见表2 2 。 根据各种能源与标准煤的参考折标系数( 见表2 3 ) ，换算出各种能源所对应的标 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 煤量，依据能源折煤量进行主要能源的组成及结构分析。 表2 - 2 哈尔滨铁路局能源消耗分品类对比分析表 能源名称平均低位发热量折标准煤系数 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 电彳j ，二s o ( 其能 l ji i _ l o 图2 - 2 哈尔滨铁路局2 0 0 8 年能源消耗结构图 图2 - 3 哈尔滨铁路局2 0 0 9 年能源消耗结构图 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 图2 - 4 哈尔滨铁路局2 0 1 0 年能源消耗结构图 由以上能源消耗结构图，可以清楚的看出，哈尔滨铁路局近三年的能源中消耗量 较大的前五位分别为原煤、柴油、电力、褐煤、汽油。其中以原煤的需求量为最大， 将近能源消耗总量的5 0 。 为了得到近三年能源消耗量前五位( 原煤、柴油、电力、褐煤、汽油) 的变化趋 势，综合三年数据做出样本直方图，如图2 - 5 所示。 i _ l _ m 飘煤l 万吨) 褐煤t 万吨) 柴油( 万吨) 汽油( 万吨)电力 总能耗r 万吨) f 万k 可hj 图2 - 5 哈尔滨铁路局0 8 年、0 9 年、1 0 年能耗对比图 由图2 - 5 可以看出原煤、汽油的消耗量在逐年递减，褐煤的消耗量也呈现下降趋 势，相反电力的消耗量呈现上升趋势。究其原因，近年来随着铁路牛产力布局的调整， 完全淘汰了蒸汽机并淘汰了部分高能耗、低效率的内燃机，改用清洁的电力机车，使 得原煤、汽油的消耗量减少，电力的消耗增加。另外，总能耗呈上升趋势，其原因丰 要是由于运输工作量及营业额的增加，使得其总量成上升趋势。 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 2 5 3 2 各部门能源消耗量 通过对2 0 0 8 年、2 0 0 9 年和2 0 1 0 年三年的能源消耗量调查，发现哈尔滨铁路局下设 机关、车务段、车站、客运段、机务段、供电段、工务段、电务段、车辆段、房产段、 供应段等部门，在2 0 0 9 年根河机务段被剥离出哈尔滨铁路局，同年原房产段机构改制 成企业，在哈尔滨铁路局房建集团带领下，进行各项房产业务。如果对哈尔滨铁路局 各部门的所有具体单位进行数据调查和分析，数据相当于将计算量扩大6 倍，因此在 对哈尔滨铁路局的能源消耗数据调查中，按照部门划分，将各部门的能源消耗量进行 统一整合，这样能够从部f - i n 能上看出能源消耗特点，同时能够消除不同地区环境因 素对能源消耗的影响。因此，通过调查和数据规整，得到三年内哈尔滨铁路局能源消 耗量统计数据，见表2 舡表2 6 。 表2 4 哈尔滨铁路局2 0 0 8 年能源消耗量调查表p 9 】 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 2 5 3 3 单位工作量能耗完成情况 通过对哈尔滨铁路局单位工作量能耗的调查，得到2 0 0 7 年至2 0 1 0 年单位工作量能 耗数据，见表2 7 。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第15 页 表2 7 哈尔滨铁路局2 0 0 7 2 0 1 0 年单位工作量能源消耗表【3 9 】 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 2 5 3 4 节能技术措施项目 通过对哈尔滨铁路局2 0 0 8 年至2 0 1 0 年三年的节能技术项目调查，归纳了三年内 哈尔滨铁路局在节煤、节电、节水、节油四方面的能源节约手段，并对各节约项目的 改造数量、投资额度和年节约效益进行统计，便于科学评价分析能源节约手段的有效 性。 表2 - 8 哈尔滨铁路局2 0 0 8 2 0 1 0 年节能节水技术项目统计表3 9 】 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 7 页 由于冬季采暖用煤需要，燃煤是北方铁路局的丰要能耗之一，哈尔滨铁路局在节 煤方面投入了大量的技术和资金，采取了多种技术措施，对其辖内的主要耗煤单位进 行技术改造，以期减少燃煤消耗和提高用煤效率。 2 0 0 8 年至2 0 1 0 年，哈尔滨铁路局共计投入l1 5 9 9 7 万元用于节能( 节水) 技术改 造，其中累计投入了9 7 9 2 万余元用于节煤技术改造，占三年节能技术总投资的8 4 4 1 ， 远大于其他节能项目的投入。目前，哈尔滨铁路局采取的节煤新技术有分层给煤、锅 炉节能拱、微纳米高温远红外锅炉节能涂料等( 如图2 “2 7 所示) 。 1 分层给煤装置：在锅炉给煤系统上加装分层装置，可使燃煤分层平铺在炉排上， 使燃煤充分燃烧，提高热效率。目前哈尔滨铁路局现有的一部分生产牛活锅炉已经或 者正在安装分层给煤装置，已经安装了该装置的锅炉在冬季采暖期的节煤效果比较明 显。 图2 - 6 安装了分层给煤装置的锅炉 2 锅炉节能拱：该技术是在锅炉燃烧室内加装节能拱，改善燃烧室中段燃烧状况， 增高炉膛温度，从而提高热效率。 图2 7 正在安装节能拱的锅炉 3 微纳米高温远红外锅炉节能涂料：将节能涂料喷涂于炉衬内壁和炉管外壁能够 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 有效提高炉衬和炉管黑度，从而提高辐射能吸收和红外辐射性能，改善炉内热交换状 况，提高锅炉的工作效率。近三年来，哈尔滨局累计投入5 0 0 多万元用于该项目的推 广。 图2 - 7 微纳米高温远红外锅炉节能涂料 哈尔滨铁路局通过与相关科研单位合作，共同开发了一款节能灯具。该灯具采用 蜂窝状灯罩增强光源的反射，获得同样照明效果的电能消耗更少，正常情况可将光源 功率从4 0 0 w 降到2 5 0 w ，节电率3 7 5 ( 如图2 8 所示) 。 图2 8 蜂窝状灯罩的节能灯具 西南交通大学硕士研究生学位论文第l9 页 第3 章哈尔滨铁路局节能降耗现状分7 析 3 1 哈尔滨铁路局能源消耗现状分析 3 1 1 部门能源消耗现状分析 通过对哈尔滨铁路局2 0 0 8 - - 2 0 1 0 年三年的能源消耗总量调查，哈尔滨铁路局下属 的6 0 多个单位按照职能部门的不同，可分为车务段、车站、客运段等1 1 个职能部门， 这些部门的职能各具特色，其能源消耗的种类和数量也各不相同。 原煤是铁路中消耗较大的能源类型，将三年内哈尔滨铁路局各部门的原煤消耗量 进行对比，得出图3 1 。在图中发现，房产段是哈尔滨铁路局原煤消耗最大的部门，而 2 0 0 8 年哈尔滨铁路局内的机关供热和居民供热由房产段负责，对本单位实施冬季供暖， 2 0 0 9 年哈尔滨铁路局下的房产段进行市场化改革，成立了以哈尔滨铁路局房建集团为 中心的房地产公司，并成立了独立的物业服务中心，但是冬季供暖仍然由哈尔滨铁路 局内部解决，所以与其他部门相比，原煤消耗量仍然占主要部分，2 0 0 8 年房产段消耗 原煤占哈局原煤消耗总量的7 4 9 ，2 0 0 9 年哈尔滨铁路局房建集团及下属公司原煤消 耗量占哈尔滨局原煤消耗总量的7 6 4 ，2 0 1 0 年哈尔滨铁路局房建集团及下属公司原 煤消耗量占哈尔滨局原煤消耗总量的7 5 7 。2 0 0 9 年住房消耗原煤数量百分比增高， 一方面与2 0 0 9 年东北地区气温较低，低温天气持续时间较长有关系，另一方面与房产 段改制，过度阶段供暖成本增高有关系。 原 漂 吨 - r r l l r l l 8 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 01 11 7 1 1i j - ，) n i n 擘 旧 一一溽一一 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 柴 油 吨 目 口 车务段 朋p _ - 一r 胃一 舯问 车站客运段机务段供电段工务段电务段车辆段房产段供应段机关 图3 - 2 哈尔滨铁路局柴油能源消耗图 通过对哈尔滨铁路局能源消耗量的调查，发现燃油消耗主要包括柴油消耗和汽油 消耗，柴油主要用于机车动力，汽油丰要用于机关部门公务用车燃料，具体见图3 3 所示。在图中可以明显看到，柴油主要由机务段消耗，2 0 0 8 年机务段消耗柴油占柴油 总量的9 5 5 ，2 0 0 9 年机务段消耗柴油占柴油总量的9 5 3 ，2 0 1 0 年机务段消耗柴油 占柴油总量的9 5 2 ，柴油的消耗量百分比逐年稳步下降，一方面由于柴油价格不断 上升，机务段加大了对柴油的使用考核。从总量上看，机务段柴油占据如此高的比例， 与机务段的工作内容及其相关，机务段一般分布在铁路枢纽附近，对列车车厢进行拖 挂，或对列车车头进行换向等，担负着铁路运输的主要任务。 汽3 f f 0 0 油 远2 5 0 0 2 0 0 0 2 0 0 8 芷 2 0 0 9 芷 + 2 0 i o k 量500 nnnn 一几r 爵n1 1n 机关 关于汽油能源消耗的调查，通过图3 3 可以看到，哈尔滨铁路局各部门具有汽油 消耗，而工务段由于丰要进行铁路巡查和铁路桥梁隧道的安全检查，所以外出活动较 年 年年 加 加 加 加 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 l 页 多，汽油丰要作为汽车燃料消耗，消耗量很大。同样在局机关和哈局公检法及哈尔滨 铁路局林业局等部门，由于主要进行行政管理，所以其丰要交通工具为汽车，所以汽 油消耗量较大。2 0 0 8 年工务段汽油消耗占总量的1 7 2 ，机关汽油消耗占总量的3 6 4 ； 2 0 0 9 年工务段汽油消耗占总量的1 8 3 ，机关汽油消耗占总量的3 5 9 ；2 0 1 0 年工务 段汽油消耗占总量的2 0 5 ，机关汽油消耗占总量的3 1 2 ；机关汽油消耗量连续三年 逐渐下降，与国家倡导绿色通行、行政机关节能降耗有很大关系，而工务段汽油消耗 比例上升，与哈尔滨铁路局加强铁路道路安全检查有很大关系。 哈尔滨铁路局电力能源消耗的调查发现( 图3 - 4 所示) ，机务段和房产段使用电力 能源最多，机务段丰要负责列车动力车的维修和使用，因此在电力机车中电力资源消 耗较大，而在房产段中电力消耗丰要用来进行照明。机务段在三年内消耗电力资源的 百分比分别为4 9 3 、4 1 5 、4 2 5 。 电 力 ， 千 瓦 时 图3 - 4 哈尔滨铁路局电力能源消耗图 3 1 2 单位工作量能源消耗分析 o 2 0 0 8 芷 2 0 0 9 芷 2 0 1 0 年 通过调研得到的单位工作量能源消耗的各子项和母项数据，根据公式3 1 ，3 2 可 得出哈尔滨铁路局2 0 0 8 年2 0 1 0 年三年的单位工作能量消耗数据( 见表3 1 ) 。 单位工作能源消耗指标= 子项：母项 节能率( ) = ( 本年同期指标一上年同期指标) ：上年同期指标 表3 1 哈尔滨铁路局单位工作量能源消耗指标分析表 ( 3 1 ) ( 3 2 ) n 肤一懒 驶 i 铲 n i | |呕- 段r 拚c ；眺哩懒_-、引- i - _ - _ 滁 一 徽 1 站 车n 一珊 0 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 2 页 对表3 1 中各单位能源消耗指标进行分析，运输工作量节能率和运输工作量主营 节能率呈上升趋势，说明当前哈尔滨铁路局采取的相关节约能源的措施发挥了部分作 用。机车单位运输工作量能耗在三年中逐年递减，说明哈尔滨铁路局近几年采取的节 能降耗措施起到一定作用，体现在此综合能耗指标上。但是同时内燃机单位牵引工作 量能耗的走势呈现上升趋势，说明当前内燃机单位牵引工作量能耗仍在上升，仍需采 取相关措施降低其能耗。 表3 2 哈尔滨铁路局机车分类能耗与牵引工作量完成情况 柴油消耗主要是由于内燃机车和空调发电车耗油造成的。2 0 0 8 年哈尔滨铁路局内 燃机车比上年增加，使得内燃机车柴油消耗增加；由于增加了空调旅客列车，延长个 别车次列车到达地，同时在春运和暑运时加开了临时客车，造成空调发电车耗油增加。 由于工作量、任务量增加，造成机车、车辆检修、沿线安全监控、巡检等生产用柴油 增加；电量主要用于电力机车耗电，增开动车组、空调客车，使得用电中动车组、空 调客车库内整备用电增加；2 0 0 8 年哈尔滨铁路局配属6 组“和谐号号动车组陆续开 行，加上三棵树机务段配备了动车组检测车，年耗电力3 5 5 4 5 万k w h ，使得哈尔滨铁 路局电力消耗增加。2 0 0 9 年柴油消耗减少主要是由于内燃机车耗油减少造成的。 2 0 0 9 年哈局内燃机车牵引工作量比上年同期减少2 2 0 ，内燃机车柴油消耗量也 相应减少。2 0 0 9 年度，路局压缩成本支出，要求实现压缩1 0 的目标，路局加强节约 意识的教育和各单位的严格管理，全局生产生活用柴油用量比上年减少较多。电力机 车耗电量比2 0 0 8 年减少1 6 2 万k w h ，2 0 0 9 年哈局电力机车用电量下降是由于电力机车 牵引工作量比上年同期减少5 2 7 ，用电消耗下降仅为0 7 0 ，哈尔滨铁路局为提高旅 客服务，使得候车室照明用电、夏季空调用电量增加；为实现路局2 0 0 9 年度压缩成本 的目标，哈尔滨铁路局把减少用电支出的目标定位在以辅营单位为主，特别是房产单 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 3 页 位在遇严寒，保供热温度的前提下依然实现了用电量的大幅下降。 2 0 1 0 年内燃机车牵引工作量比上年同期增加6 6 9 使得丰营机车柴油消耗增加 4 1 2 0 8 吨，增长了7