铁路运输节能技术和节能管理,该文是关于节能技术相关研究生毕业论文范文跟铁路运输和节能技术和节能管理研究类论文怎么写.
节能技术论文参考文献：
引言
铁路运输企业是开展铁路运输业务的主体,在绿色节能时代,铁路运输企业的发展也必须要坚持绿色、技能、可持续发展的理念和要求.根据国家铁路能耗统计数据可以看出,我国铁路运输行业的能源消耗量逐渐增加,从能源消耗的绝对量来看,铁路运输行业的能耗十分巨大,是未来节能整顿的重点行业.铁路运输企业做好节能减排工作,是一个十分必要的内容,面对当前的形势,铁路运输企业的节能减排工作应该要分为不同的层面,同步进行,一方面要加强节能技术的研究和应用,另一方面要加强节能管理,制定科学合理的管理机制、管理政策,确保节能技术进一步落实,产生节能效益.
一、铁路运输节能技术推广和节能管理的必要性
节能减排是我国实现可持续发展目标的重要保障,铁路运输行业是我国国民经济建设过程中的主要行业之一,承担了重要的运输任务.在铁路运输企业发展过程中,能源消耗过大一直是制约企业和行业发展的关键原因.随着我国环境和能源危机越来越严重,在铁路运输事业发展过程中必须要加强对能源保护工作的重视.传统的铁路运输企业的能源主要来源于煤炭,而煤炭资源的过度使用,不仅会对能源结构带来影响,还会导致环境污染,比如在燃烧煤炭的时候产生大量有害气体,进入空气中,对空气造成污染.对此,在铁路运输行业发展过程中加强对各种节能新技术的应用,对传统的能源结构进行改进,可以有效解决铁路运输过程中的能耗过高的问题,也能减少对自然环境的污染和危害,是一举两得的重要措施.
二、铁路运输节能技术
铁路运输过程中的能源消耗是各个环节的能源消耗的综合,为了开发出更多、更实用的铁路运输节能技术,必须要首先分析铁路运输车辆运行过程中产生能耗的全过程,剖析铁路运输车辆能耗产生的机理,并且对运输过程中的总能耗的构成进行分析,找出影响铁路运输能耗的关键因素,并且对其进行改善.具体来讲,铁路运输节能技术主要包括以下几个方面：
1.机车检修的节能优势
检修是机车安全运行的基础,在检修过程中也可以实现节能改造,例如对机车的结构、系统、材质等进行改造,电力机车是一种新型的机车,传统的内燃机机车检修过程中,产生的含油废水是主要的污染物,每一年检修内燃机机车所产生的化学需氧量以及石油类的污染物占据了总污染排放量的40%以上.采用电力机车之后进行检修的时候,可以明显减少含油废水的排放,产生的脂类、柴油远远少于内燃机车的检修,从而达到环保目标.
2.减小列车运行阻力
列车运行过程中受到的阻力越大,会导致车辆的能耗越大.车辆受到的阻力主要有两个部分,一个是基本阻力,一个是附加阻力,基本阻力的产生因素有很多,比如铁路运输运行过程中与其空气产生的摩擦力,车辆与轮轨之间的摩擦力等,这些阻力是不可避免的,但是可以尽量减小.附加阻力指的是在一些特定情况下所产生的阻力,比如车辆在上下坡行驶的过程中产生的坡道阻力,在穿越隧道的时候受到的阻力.铁路运输车辆与空气之间的阻力是运行阻力中最主要的部分,影响空气阻力大小的因素包括列车外部几何形状以及列车表面光滑度,所以可以通过改变车辆的形状、对车辆表面进行处理,从而减小阻力.比如对铁路运输车辆的车头进行流线设计,遮盖转向架和车轮,包裹整个车底等,大约可以减少10%左右的阻力；还可以对车体的外表面进行处理,使得外表面变得更加光滑,车辆之间尽量采用折棚连接,可以有效减小列车侧面与列车顶部的空气阻力.
对于一些运行速度较低的货车,空气阻力也是造成能耗较大的原因,比如货车的外部几何形状设计不合理,车辆之间存在空挡,有的运输车辆为敞篷设计等,这些都会导致车辆运行过程中的空气阻力变大.针对这种情况,可以采取适当改变车辆形状,给敞篷车辆加盖、在组装货物的时候对货物外露的形状进行优化等措施,可以节约10%左右的能耗.
另外,对于车辆运行过程中与轮轨之间产生的阻力和摩擦力,可以通过减小车辆的重量来减小车辆与轮轨之间的摩擦,也可以通增加润滑,来减小车轮之间的侧向摩擦力,从而达到节能目的.
3.减少转化损失
铁路运输车辆运行过程中的能量转换效率是由发动机决定的,而能量转换效率又直接影响能耗过程.对于电力机车来讲,变压器是影响发动机功效的主要因素,传统的变压器的效率和质量成正比,需要在质量和效率之间进行权衡,得到一个最佳的效果.另外,也可以对牵引组件进行创新,通过对牵引组件的智能控制,提高整个牵引模块的运行效果,从而提高牵引效率,达到节能目的.对于内燃型机车而言,其主要的节能技术就是对喷油器进行改进,比如可以增加喷油孔或进行二阶段喷油,提高车辆的喷油压力,从而使得内燃机燃烧效率提高15%～20%,减少能耗.
4.列车节能操纵
在车辆运行过程中会产生不同的操纵方式,车辆的能耗也会根据不同的操纵方式而产生差异.如果一辆运输车辆在运行的时候时间相等,那么在中间停下的次数越多,能耗也会越多,因为车辆在加速以及减速的时候比匀速行驶的能耗高,所以最理想的方式是铁路运输车辆一直以较低的速度保持匀速前进,但是现实情况中一般不会这么理想,往往会出现一些特殊情况,所以就必须要列车驾驶人员掌握正确的列车操作技巧,从而减少列车操作过程中的能耗.经过研究发现,当列车在起始和停止过程之间,经过最大加速、匀速、惰行、最大减速制动四个过程的时候,能耗是最小的,根据这种操作方式,可以降低大约6%左右的能耗,列车驾驶人员必须要具备节能意识,按照正确的方式操作列车,从而获得节能效果.
5.牵引供电系统改善
牵引供电系统是影响车辆能耗水平的关键参数,在铁路运输节能技术研究过程中,对牵引供电系统进行改善,是一个重要的节能措施.牵引供电系统改善主要包括两个方面：一个是牵引变电所节能,包括以下几个措施：第一,对变压器的类型进行合理选择,尽量选择容量利用率比较高、过载能力强,阻抗较低的变压器,确保牵引变压器的电能损失能够降到最低.第二,对牵引变电所的相序进行换接,可以减小单相牵引负荷在电力系统中引起的负序电流,从而降低能耗.第三,在牵引供电系统中装设并联电容补偿装置,所选择的装置必须要能够滤掉三次谐波电流,以此作为装置的选择标准.第四,缩短牵引网供电臂长度,可以通过加大馈线截面或增设加强导线的方式实现.另一个是对接触网进行改造从而达到节能目的,主要措施有以下几个方面：第一,在接触网中增设加强导线,对于增加的导线的数量要进行控制,综合考虑导线增加之后的成本以及电能节约之间的相互关系之后选择最合适的数量.第二,对牵引接触网进行优化,比如对其结构进行重新布置,对其材质进行改进,对截面面积进行优化,从而降低牵引接触网的阻抗大小,达到节能目的.第三,采用双边供电方式.第四,对于已经满足了对通信线路防干扰条件的电气化区段,可以采用直接供电的方式.
三、铁路运输节能管理
对铁路运输环节进行节能管理,是强化节能技术的意义和作用,真正实现节能目标的重要措施.在铁路运输节能管理过程中,可以分为三个不同的层面,分别是微观层面、中观层面、宏观层面,这样划分的目的是为了对节能措施进行细化,将节能管理责任落实到具体的责任部门,从而促进铁路运输节能工作顺利推进.铁路运输节能管理的微观层面指的是对列车运行的相关线路、组织设计等进行优化的过程,比如改善铁路运输车辆的运营组织设计,减少停车次数,优化缓冲时间等.中观层面则指的是从制度和体制改革方面着手,对铁路运输节能管理工作进行控制.宏观层面指的是从全局以及可持续发展的角度出发,重新制定铁路运输行业的技术标准,节能法律法规、节能政策等,从而对铁路运输总体能耗结构进行控制.
1.微观层面的节能管理
微观层面的节能管理也可以被看成是节能管理过程中的具体实践,主要包括以下几个方面：
1.1减少停车次数.列车在运行过程中出现制动的时候会产生大量动能损失,能耗也会相应增加.据统计,列车制动时产生的能耗大约占机车总牵引能耗的10%-20%.所以在铁路运输车辆运行过程中应该要尽量避免紧急制动.但是由于铁路运输系统是一个耦合性和系统性很强的系统,当前有的铁路基础设施已经达到了极限,所以当运行过程中某一个点出现故障的时候,很有可能会连带其他的列车也出现停车.因此,要对铁路运输网络进行全面布置,确保铁路运输系统畅通,并且可以加强对移动通信技术、远程信息处理技术等高新技术的应用,建立智能化列车控制系统,对所有的铁路运输车辆进行调度,从而减少车辆运行过程中的冲突以及突发情况,达到节能的目的.
1.2灵活的运营组织和编组.在铁路运输过程中,由于运输任务的分布不均匀,很有可能会导致能源结构不平衡,有的车辆运输任务重,能耗较大,对资源的利用也比较充分,但是有的车辆运输任务低,能耗较小,对资源的利用也不够充分,反而造成能源浪费.所以在铁路运输行业发展过程中可以采取灵活的运营组织模式和多变的编组方式,对铁路运输车辆的运输任务进行重新布置,充分合理地利用车辆.
1.3货运重载.牵引重量对列车运行过程中的单耗有重要影响,当列车的牵引重量增加的时候,列车运行的单耗也会显著降低.所以在铁路运输过程中需要对牵引重量进行科学合理的配置.
1.4减少单机和空车.在铁路运输车辆调配过程中,单机和空车现象是不可避免的,但是单机和空车会造成能耗增大,所以必须要力争少开空车,避免单机走行,减少铁路系统中的无用功,从而减少能耗.
1.5对缓冲时间进行优化.在铁路运输过程中停车是不可避免的,无论是载人的列车还是运输货物的列车,都要在固定的站点停车.为了增加铁路运输系统的可靠性,一般停车的时候都需要一个缓冲时间,目的是为了保证列车在减速直到停车的过程中可以保持安全.从能耗的角度来讲,缓冲时间与能耗之间的联系十分紧密,尤其是当缓冲时间比较少的时候,需要列车紧急制动,所以会增加能耗.因此,在满足列车运行要求的基础上,稍微增加一点缓冲时间,可以节约能耗.当然,在对缓冲时间进行优化的时候还需要综合考虑到列车运行的时间成本和节能要求,力图将节能效益最大化.比如可以尽力移除列车运行区间不合理的低限速,提高列车在某些区间的运行速度,增加列车运行区间的缓冲时间等,这些措施都可以减少能源消耗.
2.中观层面的节能管理措施
2.1加强列车能耗的测量和记录.对铁路运输车辆的能耗进行监控,是节能管理过程中的重要内容,监测能耗过程并不能节约能源,但是可以为铁路运输企业提供更多客观、真实的数据,从而便于企业开展节能技术、节能管理措施研究,并且对节能技术的应用工作进行推进.
2.2完善节能管理机制.在铁路运输企业发展过程中应该要将节能管理当做一个重要的目标,结合国家的绿色节能发展理念,建立科学合理的奖罚机制,激励员工的工作积极性.比如可以采取能源经济承包和节能指标考核等经济手段,对工作人员进行激励,使得工作人员在日常工作中可以加强对节能技术的应用,尤其是对于列车的驾驶人员,要控制自己的行为,采取节能驾驶技巧,减少铁路运输车辆运行过程中的能耗.在铁路运输车辆的设计与建设过程中,也可以加强对车辆制造商的激励,给与一定的奖励,激发相关企业进行技术革新,设计出更多高性能、低能耗的运输车辆.
2.3经济推行合同能源管理模式.合同能源管理模式是一种新型的市场化节能机制,其本质是通过减少能源费用来支付节能项目开展过程中所产生的成本.在铁路运输行业发展过程中,可以加强对这种模式的研究和应用,成立专业的铁路节能技术服务公司,进行节能技术改造,使用节能项目产生的节能效益返还资金,从而调动企业进行节能改造的积极性.
3.宏观层面的节能管理
宏观层面的节能管理是从全局出发对铁路运输行业进行节能引导的过程.一方面可以加强牵引动力升级改造工作.我国的铁路运输行业发展过程中一直都十分重视牵引动力结构的改革,当前已经研发的电力牵引系统可以对传统的蒸汽牵引系统和内燃牵引系统进行代替,而且电力牵引系统的能耗低,排放量下降,可以作为铁路运输行业的主要牵引设备,发展电气化铁路,使得铁路运输行业的能耗结构更加合理,降低对传统能源的依赖程度.另一方面,应该要加强对铁路运输行业的技术规范标准的制定,为新建设的铁路运输工程项目提供技术指导,结合现代节能发展理念,促进铁路运输行业实现可持续发展.
结语
综上所述,铁路运输行业是我国经济建设过程中的重要行业之一,传统的运输过程中产生的能耗较大,在绿色节能时代,加强铁路运输行业节能技术研究和节能管理具有十分重要的意义,也是铁路运输行业发展的毕竟之路.针对当前铁路运输行业的能耗现状,可以从多方面着手,例如技术改进,加强节能意识宣传,加强铁路运输行业节能标准规范的制定等,为铁路运输行业的发展指引更明确的方向,优化该行业的能源结构,实现能源资源的充分利用.
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