陳 斌

（中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北武漢 430040）

0 引言

在我國(guó)的公路橋梁工程施工中，傳統(tǒng)的施工技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)代人們對(duì)工程質(zhì)量、工期和節(jié)能降耗的要求，而且在施工過程中因?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)和設(shè)備的局限性，對(duì)施工的進(jìn)度影響很大，導(dǎo)致這個(gè)環(huán)節(jié)成為整個(gè)工程的質(zhì)量隱患，而且無法達(dá)到節(jié)能的指標(biāo)，所以對(duì)施工設(shè)備的創(chuàng)新已成為施工單位的重點(diǎn)問題。在施工中應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)管施工人員的操作標(biāo)準(zhǔn)，保證施工質(zhì)量，在現(xiàn)有技術(shù)和質(zhì)量不變的前提下，完成設(shè)備的改造。

1 碎石樁機(jī)的節(jié)能減排

使用碎石樁施工技術(shù)進(jìn)行施工之前需要先開展試樁施工，這一工序的主要目的在于確保工程設(shè)計(jì)所規(guī)定的單只樁基的承受能力能夠符合地基的受力能力，在試樁的過程中對(duì)碎石樁的貫入時(shí)間以及深度、碎石的壓入數(shù)量進(jìn)行記錄，從而確定合適的施工方案，確保后續(xù)大面積的碎石樁機(jī)施工工作能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排的目的。

由于此項(xiàng)目的地質(zhì)勘察報(bào)告和施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件存在不符合的狀況，所以需要使用引孔樁機(jī)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)：淤碎石樁一隊(duì)和二隊(duì)。引孔樁機(jī)耗電量0.78 kW·h/m（1 m引孔需0.79 kW·h）。沉管樁機(jī)（碎石樁機(jī)）耗電量0.66 kW·h/m；于碎石樁三隊(duì)，引孔樁機(jī)耗電量0.29 kW·h/m（1 m引孔需0.79 kW·h）。沉管樁機(jī)（碎石樁機(jī)）耗電量0.9 kW·h/m；盂碎石樁一隊(duì)和二隊(duì)設(shè)備選型，引孔樁機(jī)主電機(jī)功率75 kW與90 kW，非變頻設(shè)備，沉管樁機(jī)主電機(jī)功率60 kW，75 W，90 kW，非變頻。榆碎石樁三隊(duì)設(shè)備選型，引孔樁機(jī)主電機(jī)功率150 kW，變頻設(shè)備，沉管樁機(jī)主電機(jī)功率110 kW，非變頻。

在對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查后可以發(fā)現(xiàn)，最佳的碎石樁機(jī)施工作業(yè)方案為：先使用變頻150 kW引孔樁機(jī)來進(jìn)行引孔施工，然后再使用功率為75 kW的沉管樁機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的施工。

2 熱風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方案

2.1 改造原因

施工熱風(fēng)機(jī)是在各種建筑、橋梁等施工場(chǎng)所使用的熱風(fēng)機(jī)，主要用途是對(duì)一些正在施工的工商業(yè)場(chǎng)所和建筑橋梁等一些空間較大的地方進(jìn)行采暖，也可以用于干燥一些工業(yè)產(chǎn)品。顧名思義，施工熱風(fēng)機(jī)和工程熱風(fēng)機(jī)的使用目的都是一樣的，為了對(duì)空氣進(jìn)行加熱，其采暖方式有輻射、熱風(fēng)、對(duì)流等，能源的選擇也有很多，普通的煤炭、燃油、燃?xì)?、燃油等。在各種采暖方式中，空氣采暖是比較方便的。目前各項(xiàng)目施工中施工熱風(fēng)機(jī)基本是傳統(tǒng)型號(hào)，需要較高的啟動(dòng)電流，固定分級(jí)導(dǎo)致電能損耗，自動(dòng)化程度較低，功率占比較大，對(duì)其進(jìn)行改造節(jié)能很有必要。

2.2 熱風(fēng)機(jī)節(jié)能方案

熱風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造可以通過變頻技術(shù)的介入來實(shí)現(xiàn)，利用變頻技術(shù)進(jìn)行改造后，可以實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)機(jī)的無級(jí)變速和智能變頻，在開啟和關(guān)閉時(shí)對(duì)電流的損耗將減少到最低。熱風(fēng)機(jī)的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)功耗將由變頻調(diào)節(jié)裝置直接操控，從功率方面降低了能耗，減少了無用功的消耗。通過變頻器的改造增加節(jié)電效果，不僅提升了使用的安全性，還能提高供電的質(zhì)量和節(jié)省能源。在變頻器的使用過程中，需要在出風(fēng)口改裝流量計(jì)，通過對(duì)出風(fēng)量的數(shù)值進(jìn)行對(duì)變頻器的控制，使其可以自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和功率，使其可以在施工中自動(dòng)根據(jù)要求對(duì)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前我國(guó)風(fēng)機(jī)功率大多為220 kW，假設(shè)每天工作15 h，每月30 d，改造前一年的耗電量大約為90萬(wàn)kW·h，改造后可以大幅度減少功耗，通過對(duì)改造成本的計(jì)算和改造后的能耗差異計(jì)算，每年大約能節(jié)省25萬(wàn)kW·h的電能費(fèi)用。

3 空壓機(jī)節(jié)能改造方案

3.1 改造原因

空壓機(jī)與水泵構(gòu)造相似。大多數(shù)空壓機(jī)是往復(fù)活塞式、旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。而傳統(tǒng)的螺桿式空壓器在使用過程中不僅自身電能消耗較多，且無用消耗也比較嚴(yán)重。在具體的施工過程中，通過不同施工狀況需要改變空壓機(jī)的負(fù)荷，這種情況會(huì)增加電能的加速消耗，特別是在施工環(huán)境比較復(fù)雜的情況下，空壓機(jī)負(fù)荷的變化頻率十分不穩(wěn)定。不僅如此，空壓機(jī)自身的功率就比較大，多在132 kW以上，啟動(dòng)電流需求量比較高，對(duì)電壓的影響較大，有時(shí)會(huì)對(duì)供電網(wǎng)線造成損傷，影響施工效率。因此，對(duì)空壓機(jī)的節(jié)能改造空間比較大。

3.2 空壓機(jī)的節(jié)能方案

通過對(duì)空壓機(jī)電能損耗的分析可以得知，對(duì)其改造應(yīng)該從調(diào)整功率方面入手，對(duì)變頻器調(diào)整進(jìn)行對(duì)空壓機(jī)的節(jié)能改造，首先，要通過設(shè)定變頻器的電壓工作值，通過工作值確定現(xiàn)場(chǎng)需要的風(fēng)壓，加入風(fēng)壓傳感器，通過傳感器的數(shù)據(jù)使變頻器自動(dòng)對(duì)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳播信號(hào)進(jìn)行對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，根據(jù)風(fēng)壓的要求，通過一系列數(shù)據(jù)的采集和傳播，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，并且始終保持空壓機(jī)的工作效率，完成“需求量和供給量持平”的理念，節(jié)能效果顯著。其次，可以根據(jù)隧道橋梁工程的施工要求，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的空壓機(jī)進(jìn)行數(shù)量控制，每臺(tái)空壓機(jī)都安裝變頻器，實(shí)現(xiàn)單一控制。或者改造空壓機(jī)站，實(shí)現(xiàn)全部空壓機(jī)均由單一變頻器進(jìn)行統(tǒng)一控制，自動(dòng)根據(jù)傳感器采集的風(fēng)壓控制空壓機(jī)組的工作數(shù)量和工作效率，保證空壓機(jī)工作的穩(wěn)定性和統(tǒng)一性。假設(shè)每天工作的空壓機(jī)為4臺(tái)，功耗均為132 kW，每天工作5 h，1個(gè)月工作30 d，其電能消耗每年大約80萬(wàn)kW·h。經(jīng)過改造后，每年可節(jié)省20%左右的電能，消耗費(fèi)用加上改造費(fèi)用和節(jié)省費(fèi)用，改造后的空壓機(jī)可以實(shí)現(xiàn)每年節(jié)省14萬(wàn)元人民幣的電費(fèi)。

4 拌合站節(jié)能方案

4.1 改造原因

拌合站是工業(yè)建設(shè)中用于土建攪拌施工等大型機(jī)械的統(tǒng)稱，可以用于高等級(jí)公路、城市道路、橋梁隧道的基層穩(wěn)定土施工。拌和站細(xì)分為穩(wěn)定土拌合站、水穩(wěn)拌合站、瀝青拌合站、混凝土拌合站等類別。拌合站工作過程中，需要配套的電機(jī)組一起工作，在啟動(dòng)后運(yùn)轉(zhuǎn)等待時(shí)間較長(zhǎng)，白白浪費(fèi)能源。

4.2 改造方案

通過安裝變頻器進(jìn)行改造。對(duì)拌合機(jī)及相關(guān)設(shè)施分別安裝變頻器，拌合機(jī)和變頻器采用2:1比例的控制，通過拌合站生產(chǎn)工藝的要求對(duì)變頻器進(jìn)行設(shè)定，使拌合機(jī)和組成部分協(xié)調(diào)性增加，提高生產(chǎn)效率，并且達(dá)到安全節(jié)能的目的。通過變頻器的合理使用降低拌合機(jī)的空轉(zhuǎn)耗能，不但能提高拌合機(jī)的工作效率和質(zhì)量，還能提升工作的整體穩(wěn)定性，減少安全隱患，節(jié)能效果顯著。在項(xiàng)目施工過程中，1個(gè)拌合站大約配備2套拌合機(jī)，采用同時(shí)運(yùn)行的方式，平均消耗功率約150 kW。設(shè)定每天工作8 h，1個(gè)月工作30 d，電費(fèi)1元人民幣/（kW·h），每年耗電費(fèi)用約為34萬(wàn)元人民幣，進(jìn)行改造之后，節(jié)能約30%，即電力費(fèi)用上每年可以節(jié)省12萬(wàn)元人民幣，再加入改造費(fèi)用和生產(chǎn)線變頻器的安裝費(fèi)用，拌合站的改造實(shí)際每年可以節(jié)省10萬(wàn)元人民幣。

5 信息化節(jié)能監(jiān)控

5.1 信息化數(shù)據(jù)

隨著科技的進(jìn)步，信息技術(shù)遍布于生活的各個(gè)領(lǐng)域，在施工過程中，應(yīng)配備對(duì)設(shè)備改造后的具體數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，在信息技術(shù)的支持下，應(yīng)對(duì)能源消耗的數(shù)值進(jìn)行嚴(yán)格的采集和分析，利用信息技術(shù)對(duì)每臺(tái)改裝的設(shè)備安裝遠(yuǎn)程電度表，嚴(yán)格控制各改造設(shè)備的具體功耗，包括流量計(jì)的合理使用，采集各類設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，包括開啟時(shí)間、空轉(zhuǎn)時(shí)間、電能消耗、流量消耗等，這些數(shù)據(jù)通過信息技術(shù)共享到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)生出各類設(shè)備的具體功耗表格，每天記錄并疊加，經(jīng)過一段時(shí)間后與最開始的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得出具體的節(jié)能效果。

5.2 大數(shù)據(jù)分析

長(zhǎng)期累計(jì)的數(shù)據(jù)通過不斷的對(duì)比和總結(jié)，得出一系列各個(gè)設(shè)備在某一施工流程中的耗能情況，如空壓機(jī)每平方米的耗電量、熱風(fēng)機(jī)根據(jù)流量劃分的耗電量、拌合機(jī)每平方的耗油量等，所有耗能數(shù)據(jù)都會(huì)通過一段時(shí)間的累計(jì)和分析形成龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)所有改造設(shè)備具體消耗的統(tǒng)計(jì)和對(duì)比。施工方還可以根據(jù)這個(gè)流程進(jìn)行成本預(yù)算，通過對(duì)設(shè)備的改造形成企業(yè)內(nèi)部的大幅度節(jié)能，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，不僅對(duì)社會(huì)環(huán)境做出了貢獻(xiàn)，更為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

6 結(jié)束語(yǔ)

在企業(yè)對(duì)某一項(xiàng)目的正式施工前，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造是增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效方式之一，不僅能夠降低機(jī)械成本，更為日后的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。企業(yè)只有不斷跟著市場(chǎng)大方向，選擇和改造更加節(jié)能安全的技術(shù)和設(shè)備，不斷增加工作效率和經(jīng)濟(jì)效益，才能使企業(yè)走的更遠(yuǎn)更好。