吉小庫

（中鐵一局五公司，陜西 寶雞 721000）

淺談項目機(jī)械設(shè)備節(jié)能改造方案

吉小庫

（中鐵一局五公司，陜西 寶雞 721000）

本文針對項目能源消耗較大機(jī)械設(shè)備施工現(xiàn)場的耗能情況，結(jié)合市場先進(jìn)節(jié)能、變頻技術(shù)，進(jìn)行項目全面節(jié)能技術(shù)改造或更新，提出總體改造方案，達(dá)到控制和節(jié)約項目成本的目的。

機(jī)械設(shè)備；節(jié)能；變頻技術(shù)；改造方案

施工機(jī)械設(shè)備是施工生產(chǎn)的重要資源，也是動力能源消耗的重要部分。鐵路施工項目單價低、質(zhì)量嚴(yán)、標(biāo)準(zhǔn)高，必須節(jié)流開源壓縮成本才能提高經(jīng)濟(jì)效益。項目使用的通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、拌合站等功率較大、運轉(zhuǎn)時間長的設(shè)備，基本還是傳統(tǒng)的星—三角啟動、加載卸載極端等使用模式，能源節(jié)約最直接的方法就是要提高能源的利用率，減少損耗，經(jīng)常說的“節(jié)能”，不僅僅是節(jié)省能耗，還包括不浪費能源，用簡潔的話說就是：“需要多少，就提供多少”。所以針對此類設(shè)備制定節(jié)能技術(shù)改造方案，提高項目盈利能力。

1 通風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方案

（1）改造原因：目前各項目現(xiàn)場施工通風(fēng)機(jī)基本是傳統(tǒng)型或部分變頻型，傳統(tǒng)型啟動電流大、分級固定功率電能浪費、自動化程度低等缺點。通風(fēng)機(jī)功率配置基本占隧道施工現(xiàn)場總功率配置的20%～30%，比例較大損耗較大，具有很大節(jié)能空間。

（2）通風(fēng)機(jī)節(jié)能方案：通風(fēng)機(jī)通過變頻技術(shù)改造后，可以實現(xiàn)無極變速或者柔性啟動、停止。風(fēng)機(jī)電機(jī)運轉(zhuǎn)速度由變頻調(diào)節(jié)器準(zhǔn)確控制，小功率啟動實現(xiàn)小電流大力矩，使無功下降功率因數(shù)提高。使用變頻器不但滿足現(xiàn)場安全使用，而且節(jié)電效果達(dá)30%以上，節(jié)約電能提高供電質(zhì)量。

加裝變頻器后，在風(fēng)管出風(fēng)口安裝風(fēng)速儀或者流量計，通過設(shè)定的風(fēng)速或流量來反饋信號到變頻控制器，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制風(fēng)量，實現(xiàn)自動變頻調(diào)節(jié)。

（3）節(jié)能比較：國內(nèi)通風(fēng)機(jī)常用型號功率為110 kW×2=220 kW，平均每天工作時間15 h，每月按28天計算，實際系數(shù)80%，改造前1臺年耗電量：220 kW×15 h×28天 ×12月×80%=88.7萬kW·h； 加裝變頻器后年耗電能可以節(jié)約：88.7萬kW·h×30%× 1元/kW·h=26.6萬元。通風(fēng)機(jī)變頻器改造費8萬元，按照8年攤銷每年1萬元，所以通風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)改造后實際年節(jié)約成本=26.6萬元-1萬元=25.6萬元。

2 空壓機(jī)節(jié)能改造方案

（1）改造原因：傳統(tǒng)加卸載螺桿式空壓機(jī)，電能浪費較為嚴(yán)重，浪費表現(xiàn)為：①空壓機(jī)負(fù)荷增加、減少時的電能消耗，由于施工現(xiàn)場復(fù)雜，造成空壓機(jī)荷載變化頻繁；②空壓機(jī)功率較大（一般132 kW以上），星—三角啟動電流大，對電網(wǎng)沖擊大，瞬間電壓降較大，造成供電質(zhì)量不穩(wěn)定；③空壓機(jī)工作工況復(fù)雜，管道工作壓力波動較大。

（2）節(jié)能改造方案。①變頻節(jié)電原理：在變頻器控制面板設(shè)定空壓機(jī)工作壓力額定值，通過壓力閉環(huán)控制方法，根據(jù)現(xiàn)場需要的風(fēng)壓，經(jīng)過壓力傳感器將壓力信號傳到變頻器內(nèi)，調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后，將需要調(diào)節(jié)的信號反饋到電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制頻率，自動調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速，始終保證空壓機(jī)工作壓力維持在穩(wěn)定狀態(tài)，體現(xiàn)“需要多少提供多少”的理念。節(jié)電率達(dá)到25%以上。②節(jié)能方案：一種方案根據(jù)施工現(xiàn)場空壓機(jī)配置數(shù)量，每臺安裝變頻器單獨控制；二是建立空壓機(jī)站，多臺空氣壓縮機(jī)都由變頻器來啟動控制，變頻控制器根據(jù)工作風(fēng)壓自動調(diào)節(jié)空壓機(jī)的轉(zhuǎn)速和空壓機(jī)的臺數(shù)，保持工作風(fēng)壓穩(wěn)定持續(xù)。

（3）節(jié)能比較：每個隧道口配置4臺132 kW空壓機(jī)，每臺每天工作時間5 h計算，平衡系數(shù)按80%計算，4臺空壓機(jī)年電能消耗：4臺×132 kW×80%× 5 h×30天×12月=78.56萬kW·h。經(jīng)過節(jié)能技術(shù)改造后按節(jié)能25%計算，空壓機(jī)年節(jié)能：78.56 kW·h ×25%×1元/kW·h=19.64萬元。改造費用每套8萬元，4臺空壓機(jī)變頻改造費計算：8萬元×4臺=32萬元，8年攤銷每年承擔(dān)4萬元，項目空壓機(jī)節(jié)能改造后年實際節(jié)約19.6萬元-4萬元=15.6萬元。

3 拌合站節(jié)能方案

（1）改造原因：拌合站配套電機(jī)很多，啟動后基本連續(xù)運轉(zhuǎn)，空載（或輕載）時間占總時間的30%，相當(dāng)于三分之一時間空載耗能；拌合站計量系統(tǒng)不能滿足目前鐵路項目信息化報警誤差，經(jīng)常出現(xiàn)高級報警，必須廢棄處理，即浪費砼又影響信用評價。

（2）改造方案：對拌合站拌合機(jī)、皮帶輸送機(jī)等分別安裝變頻器，拌合機(jī)采用一臺變頻器帶二臺攪拌電機(jī)，工作時使二個攪拌軸保持同步程度高；按照拌合站的砼生產(chǎn)工藝編制變頻器控制程序，使拌合機(jī)兩根攪拌軸、斜皮帶輸送機(jī)、平皮帶輸送機(jī)協(xié)同工作，協(xié)調(diào)性高，達(dá)到平穩(wěn)生產(chǎn)、安全節(jié)電的效果。采用變頻器降低拌合站空轉(zhuǎn)率，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，大大降低了拌合機(jī)的故障率，總體節(jié)能效果達(dá)35%以上。

（3）節(jié)能比較：項目拌合站一般都是雙機(jī)配套，即兩套拌合機(jī)獨立同時運行，每套拌合站的主要用電設(shè)備為一臺30 kW斜皮帶和一臺2×37 kW雙軸攪拌電機(jī)，三臺電機(jī)均采用星—三角起動，兩臺的平均消耗功率為140kW。年耗電量約為140kW×8小時×300天×1元/kW·h＝33.6萬元。年可以節(jié)能33.6萬元×35%=11.76萬元。拌合站變頻改造費用平均每臺3萬元，兩條生產(chǎn)線安裝4套變頻系統(tǒng)共計12萬元，按照8年攤銷每年承擔(dān)1.5萬元，拌合站變頻改造年實際節(jié)約11.76萬元-1.5萬元=10.26萬元。

4 方案實施階段

施工機(jī)械設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造勢在必行，是施工企業(yè)提高裝備技術(shù)先進(jìn)性的體現(xiàn)，公司必須制定方案推進(jìn)計劃，實現(xiàn)全項目、全公司的節(jié)能減排目標(biāo)?，F(xiàn)對節(jié)能方案制定以下推進(jìn)步驟：第一階段：根據(jù)以上方案，在公司施工項目內(nèi)選擇代表工點，分別對1臺通風(fēng)機(jī)、2臺空壓機(jī)、1套拌合站進(jìn)行改造，作為前期改造試點，旨在取得第一手節(jié)能改造數(shù)據(jù)，相互對比檢查節(jié)能效果，是否達(dá)到預(yù)期目的，建立節(jié)能效果直觀視圖。否則進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，直到達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。計劃時間2016年6月1日到6月30日，為期1個月，主要目標(biāo)：收集數(shù)據(jù)，改進(jìn)工藝。第二階段：通過試點得到的數(shù)據(jù)以及改造設(shè)備、參數(shù)等，對公司項目的通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、拌合站等逐項目逐臺進(jìn)行改造，并登記規(guī)格型號、功率、編號等設(shè)備信息，建立節(jié)能減排設(shè)備檔案?；蛘邔τ谑褂脮r間較長、機(jī)況較差設(shè)備淘汰，直接采購新型變頻設(shè)備進(jìn)行更新。計劃時間2016年7月1日到12月31日，為期6個月，主要目標(biāo)：全公司強(qiáng)制推廣實施，建立節(jié)能減排常態(tài)化。第三階段：建立信息化監(jiān)控系統(tǒng)，即對每臺改造的設(shè)備安裝時間記錄儀和遠(yuǎn)程電子電度表，上傳數(shù)據(jù)到后臺計算機(jī)形成表格，并跟蹤項目每月對施工實際進(jìn)度、設(shè)備保養(yǎng)維修費進(jìn)行上報，最終形成運轉(zhuǎn)時間、電力電量消耗、維修保養(yǎng)費、生產(chǎn)量等生產(chǎn)報表。計劃時間2016年7月1日到12月31日，為期6個月，主要目標(biāo)：建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，監(jiān)控效果，形成數(shù)據(jù)積累。第四階段：把變頻技術(shù)推廣引用到其它設(shè)備，并持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)。如水泵、砼輸送泵、塔吊、電梯、大型加工廠等設(shè)備。施工現(xiàn)場照明采用節(jié)能燈泡或嚴(yán)格控制開關(guān)時間，實現(xiàn)項目全面節(jié)能。計劃時間：2017年1月1日起，長期持續(xù)。主要目標(biāo)：項目全面持續(xù)節(jié)能減排，逐漸形成精細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)。

5 信息化節(jié)能監(jiān)控

（1）信息化數(shù)據(jù)：施工現(xiàn)場配置技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保的機(jī)械設(shè)備，是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)？所以必須嚴(yán)格進(jìn)行動力消耗記錄統(tǒng)計對比，即采取信息化措施對每臺空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)、拌合站等安裝時間記錄儀和遠(yuǎn)程電子電度表，更進(jìn)一步對空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)安裝流量計，記錄每臺設(shè)備每天的運轉(zhuǎn)時間、電量消耗、生產(chǎn)流量，數(shù)據(jù)通過信號傳輸?shù)胶笈_計算機(jī)，計算機(jī)自動生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備使用情況報表，通過報表計算每臺設(shè)備的工作效率以及單位消耗，積累節(jié)能數(shù)據(jù)。然后和前期數(shù)據(jù)對比，監(jiān)控節(jié)能效果。

（2）大數(shù)據(jù)分析：信息化數(shù)據(jù)長期大量數(shù)據(jù)的積累，匯總統(tǒng)計不斷對比分析節(jié)能數(shù)據(jù)，平均計算隧道每開挖米的空壓機(jī)耗電量、通風(fēng)機(jī)耗電量、每方砼的耗油量等，所有項目工點累計的大數(shù)據(jù)會形成一系列定額參數(shù)。然后參考定額參數(shù)對項目進(jìn)行核算控制，同時作為勞務(wù)隊伍成本單價制定的依據(jù)，在項目施工過程中相互印證，使項目成本形成一個閉環(huán)體系。

6 結(jié)語

施工現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備的節(jié)能減排是企業(yè)效益的主要節(jié)流開源方面之一，是降低機(jī)械成本的主要手段。只有不斷緊跟市場，選擇技術(shù)性能最先進(jìn)的節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)，不斷優(yōu)化改進(jìn)機(jī)械設(shè)備節(jié)能措施設(shè)備，不斷壓縮現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備使用費，才能提高項目經(jīng)濟(jì)效益。

TM 621

A

1671-0711（2016）10（上）-0050-02