鐵路運輸節能技術(shù)的應用論文

　　摘要：分析了鐵路運輸中能源消耗的現況，并在此基礎上，對節能技術(shù)在鐵路運輸中的具體應用進(jìn)行了深入探究，以期為廣大鐵路運輸工作者提供一定的參考意見(jiàn)和建議。

　　關(guān)鍵詞：鐵路運輸；節能技術(shù)；現狀；應用

　　引言

　　在社會(huì )經(jīng)濟和社會(huì )生活水平不斷發(fā)展和進(jìn)步的今天，我國鐵路運輸行業(yè)已取得長(cháng)足的發(fā)展。然而，隨著(zhù)鐵路運輸行業(yè)不斷發(fā)展，相關(guān)能源的消耗和浪費現象也越來(lái)越嚴重。在鐵路運輸過(guò)程中，能源消耗是極其巨大的。作為我國至關(guān)重要的國民經(jīng)濟命脈，鐵路工程的建設和運營(yíng)不可或缺，想要對能源進(jìn)行節約或控制，只能合理應用節能技術(shù)。故此，對目前我國鐵路運輸中能源消耗現況進(jìn)行分析，并探究節能技術(shù)在鐵路運輸中的具體應用意義重大。

　　１鐵路運輸中能源消耗現況分析

　　我國鐵路運輸中，能源消耗始終呈現出逐年增加的趨勢。截止２００８年，其能源消耗換算為標準煤已經(jīng)達到近１ ７００萬(wàn)ｔ。對比２００３年，增加了近１５０萬(wàn)ｔ，其增長(cháng)率為９．７％。自２００８年以來(lái)，我國又進(jìn)行了好幾項鐵路工程的修建以及運營(yíng)，可想而知，其能源消耗對比２００８年之前有著(zhù)怎樣的飛速增長(cháng)。單從能源消耗的絕對量分析，鐵路運輸過(guò)程中產(chǎn)生的能源消耗是相當巨大的。因此，鐵路運輸是節能行業(yè)中的重中之重。

　　２鐵路運輸中節能技術(shù)的應用

　�。玻�１車(chē)體輕量

　　從物理角度分析，列車(chē)的運行只能算是一個(gè)客觀(guān)現象，是列車(chē)在牽引動(dòng)力系統的影響和作用下，對運行阻力進(jìn)行克服，從而達成前行目的的物理現象。眾所周知，物體所受阻力與其自身質(zhì)量呈正比例關(guān)系。也就是說(shuō)，列車(chē)自身質(zhì)量越小，其運行過(guò)程中所受到的阻力就會(huì )越小，這時(shí)牽引動(dòng)力系統做功也就會(huì )相應減少，從而實(shí)現節能目的和效果。因此，在對車(chē)輛進(jìn)行構造和設計時(shí)，可以盡可能地減輕車(chē)體自身質(zhì)量�？梢酝ㄟ^(guò)減少車(chē)體非必要結構，使用輕質(zhì)量設備等方式進(jìn)行車(chē)體輕量化處理。通過(guò)ＣＡＭＤＳ（中國汽車(chē)材料數據系統）可知，就普通的旅客列車(chē)而言，其座位平均每個(gè)４００ｋｇ至８００ｋｇ不等。而某些特別的高速列車(chē)，比如德國制造的ＩＣＥ２列車(chē)，其座位平均每個(gè)可達１ １００ｋｇ。對比分析，國外很多國家對車(chē)輛輕量化處理已經(jīng)作出了很多貢獻。例如，日本的新干線(xiàn)車(chē)體就比常規車(chē)體輕了很多，已經(jīng)降低至每座５３７ｋｇ，哥本哈根的郊區鐵路列車(chē)車(chē)體更輕，其每座僅為３６０ｋｇ。通常情況下，對列車(chē)車(chē)體進(jìn)行輕量化處理的方法有兩種，其一，對車(chē)體的各部分組件進(jìn)行輕量處理；其二，對車(chē)體進(jìn)行整體結構優(yōu)化，使其在保證整體強度的基礎上盡可能地降低車(chē)體內部組件的質(zhì)量［２］。

　�。玻�２損失轉化

　　在列車(chē)運行過(guò)程中，其具體的能量轉換過(guò)程。其中，發(fā)動(dòng)機作為能量轉化效率的主要決定者，對能量的消耗有著(zhù)非常重大的影響作用。首先，對電力機車(chē)而言，變壓器是影響其發(fā)動(dòng)機運行功效的主要因素。然而，傳統的變壓器效率與其自身質(zhì)量呈現的是比例關(guān)系，故此，為了獲得最佳效果，必須對變壓器效率及其自身質(zhì)量進(jìn)行正確權衡。除此之外，還可以對列車(chē)牽引組件進(jìn)行創(chuàng )新處理。也就是說(shuō)，通過(guò)對各個(gè)牽引組件的智能控制和聯(lián)合控制，達到提升牽引模塊整體效率的功能和作用，這樣就可以達到最佳節能效果。其次，對內燃機車(chē)而言，主要適用的節能技術(shù)是改進(jìn)噴油器。例如，對列車(chē)進(jìn)行增加噴油孔，或者進(jìn)行二次噴油等，這樣可以大幅度提升噴油壓力，使其能源燃燒更加完整。整體而言，上述措施均能將內燃機的能源燃燒效率整體提升１５％到２０％不等。

　�。玻�３再生制動(dòng)

　　總體來(lái)講，電力機車(chē)與電傳動(dòng)內燃機車(chē)一樣，都是依靠牽引電動(dòng)機進(jìn)行驅動(dòng)的。對列車(chē)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，其電動(dòng)機會(huì )發(fā)生相應的轉變，變成可以供電的發(fā)電機。這時(shí)候，列車(chē)上的動(dòng)能也會(huì )自發(fā)轉換成為供給列車(chē)使用的電能。然而，在應用節能技術(shù)后，這些電能有的會(huì )被吸引到相應的儲能裝置中，有的會(huì )被集中反饋至牽引電網(wǎng)之中。這樣，就實(shí)現了電能的二次應用，也就是所謂的再生制動(dòng)。這種再生制動(dòng)技術(shù)通常適用于列車(chē)停站數較多的運行模式，例如行程較長(cháng)的城際軌道交通。這種運行模式的能源消耗總值最少可以降低１５％，最多則可以降低３０％，是非常有潛力的節能技術(shù)。

　�。玻�４列車(chē)運行阻力

　　通常情況下，列車(chē)在運行過(guò)程中所受的阻力主要包括兩種，一種是基本阻力，另一種是附加阻力。形成基本阻力的原因有很多，其中最主要的有兩個(gè)，即空氣與列車(chē)表面接觸的摩擦力和輪軌間的相互摩擦力。而附加阻力的形成具有一定的特殊性，通常需要在特定時(shí)期或特定環(huán)境下，才會(huì )產(chǎn)生相應的附加阻力。比如，列車(chē)在上坡或下坡時(shí)，由于環(huán)境坡度的原因，就會(huì )產(chǎn)生相應的坡道阻力。同時(shí)，列車(chē)在隧道穿行過(guò)程中，也會(huì )受到相應的隧道阻力。從專(zhuān)業(yè)角度理解，人們常常將空氣與列車(chē)表面接觸的摩擦力稱(chēng)為空氣阻力。這種空氣阻力的大小主要由兩個(gè)方面決定。一是列車(chē)外部的幾何形狀，二是列車(chē)表面的光滑程度。以高速列車(chē)為例，其空氣阻力的７０％都是來(lái)自于車(chē)輪、車(chē)頂、車(chē)側以及轉向架等產(chǎn)生空氣摩擦力，而車(chē)頭和車(chē)尾所占空氣阻力的比重相對較低。因此，減小高速列車(chē)阻力時(shí)，可以進(jìn)行以下操作：對列車(chē)車(chē)頭進(jìn)行流線(xiàn)型設計。對車(chē)輪、轉向架等進(jìn)行遮蓋處理，并對整個(gè)徹底進(jìn)行包裹處理。這樣，列車(chē)運行時(shí)，其空氣阻力至少可以降低１０％。相應的，其能源消耗也會(huì )隨之大幅度降低。除了空氣阻力外，列車(chē)運行的基本阻力還包括輪軌摩擦力。輪軌間的相互摩擦力是與列車(chē)自身質(zhì)量成正比例關(guān)系的。從某種意義上講，減輕列車(chē)的自身質(zhì)量，就是減小了列車(chē)運行中的輪軌摩擦力。除此之外，還可以通過(guò)對列車(chē)車(chē)體添加潤滑劑或潤滑油等方式，從根本上減小車(chē)輪在側方向上的相互摩擦力。這樣既減小了輪軌間的相互摩擦力，又起到了能源節約的作用和效果。

　�。玻�５列車(chē)節能操縱

　　在列車(chē)的整個(gè)運行過(guò)程中，能耗會(huì )隨著(zhù)操縱方式的不同而產(chǎn)生相應的差異。也就是說(shuō)，在相同的行使時(shí)間內，如果列車(chē)停站的次數一樣，那么其能量消耗會(huì )隨著(zhù)速度加減情況的不同而產(chǎn)生不同程度的差異。對于列車(chē)而言，其最理想的運行方式是低勻速。然而，在列車(chē)的現實(shí)運行中，受自身性能、乘客需求、工程限速等各方面原因的影響，列車(chē)無(wú)法按照理想中的運行方式工作。通過(guò)模型和理論的雙重研究分析發(fā)現，當列車(chē)的運行以最大加速—勻速—惰行—最大減速模式進(jìn)行操作時(shí)，其能源消耗就可以達到最低狀態(tài)。如果個(gè)別列車(chē)因為其離散型的控制級位或線(xiàn)路陡坡等情況而無(wú)法進(jìn)行勻速行駛狀態(tài)維持時(shí)，應該盡可能地保證列車(chē)速度為準勻速。對列車(chē)進(jìn)行上述操作時(shí)，其能源消耗總值最少可以降低８％，最多可以降低１５％。由此可見(jiàn)，增加列車(chē)司機的節能意識，使其按照最優(yōu)方式進(jìn)行列車(chē)操作，也能取得非常好的節能效果。

　　３結語(yǔ)

　　我國鐵路運輸中，節能技術(shù)的應用已非常廣泛。但是，針對該領(lǐng)域進(jìn)行的研究卻不是十分深入。為了進(jìn)一步提升鐵路運輸中節能技術(shù)的應用水平，節能技術(shù)研究者應該積極深入鐵路運輸行業(yè)，對其工作的全程進(jìn)行詳細了解，從而找出能源消耗的根本癥結，并對其進(jìn)行正確處理和解決，以實(shí)現能源使用的高效化和理想化。

　　參考文獻

　�。郏保葜芊矫�，毛保華．鐵路運輸節能技術(shù)與節能管理研究［Ｊ］．綜合運輸，２０１０，２（８）：２９－３４．

　�。郏玻菪禅櫻啵�鐵路運輸節能管理策略探討［Ｊ］．經(jīng)營(yíng)管理者，２０１３，２（３）：８７．

【鐵路運輸節能技術(shù)的應用論文】相關(guān)文章：

建筑節能技術(shù)應用論文06-02

凝泵變頻節能技術(shù)的應用論文12-01

電力技術(shù)的電力節能技術(shù)應用學(xué)術(shù)論文03-17

電力技術(shù)中電力節能技術(shù)應用分析論文03-16

對綠色節能建筑施工技術(shù)的應用分析的論文03-24

建筑節能中外墻保溫技術(shù)應用的論文03-26

新型節能技術(shù)在水利工程中的應用論文03-15

節能設計技術(shù)對電氣自動(dòng)化應用論文05-25

變頻調速技術(shù)在風(fēng)機水泵節能改造中的應用論文03-15