南昆线货运机车节能措施的探索

邓城芳

（南宁铁路局机务处，工程师, 广西 南宁 530003）

南昆线铁路途经广西、贵州、云南，东起南宁，西至昆明，铁路从低海拔丘陵地带向云贵高原延伸，相对高度差达2 010 m，全长828 km，是国家级电气化铁路干线，它是沟通西南与华南沿海地区的一条重要通道，也是云、贵、川出海的最佳捷径。南昆线货物列车的牵引任务由昆局及宁局负责，在威舍分界口，其中宁局负责南宁至威舍间507 km的牵引任务。目前宁局南宁机务段负责南昆线货物列车牵引任务，现配属SS3型电力机车37台、SS7型电力机车112台。2011年南宁机务段电力机车在南昆线共牵引货运工作量3 575 221万t·km（万吨公里），消耗电力399 589 k·kW·h（千千瓦时），机车单耗111.77 kW·h/万t·km（千瓦时/万吨公里），2012年1～6月完成货运牵引工作量1 681 906万t·km，消耗电力203 300 k·kW·h，机车单耗120.87 kW·h/万t·km，机车单耗同比上升了9.10 kW·h/万t·km，增幅达7.53%。为此，必须认真分析引起能耗变化的主要因素，有针对性地制订节能措施并改进管理方式，以达到降低机车单耗的目的。

1 影响机车能耗因素

机车能源消耗是反映机车在各种运用状态下所消耗的能源量，电力机车用电单位为k·kW·h，机车单耗即机车完成1个万t·km的电力消耗量，电力机车单耗单位为kWh/万t·km。机车单耗指标的变化受多方面因素的影响，其主要原因是货流结构发生变化及运输秩序的影响。南昆线目前宁局管内图定开行货车33对，交口25对，列车运行密度接近饱和状态，列车中间站停会、机外停车机会增多，此外线路施工、雨量限速等因素影响，其结果导致机车单耗同比大幅上升。

1.1 运输组织的影响 2012年上半年南昆线低能耗上行区段，由于受贵州省煤矿严控出省的地方经济政策影响，有效货源不足，造成上行货运量同比大幅下滑，导致装车上量困难，上行的重车减少，空车增加，排空率居高不下，2012年1～6月排空率为41.7%，与去年同期26.6%比增加了15.0%，列车平均牵引总重为3 234 t/列，较去年同期的3 743 t/列减少了509 t，减少13.6%，造成牵引总重减少118 093万t·km，影响南昆机车日产量、平牵总重指标下降。低能耗牵引工作量减少，造成机车运用效率降低，影响机车能耗上升，运用指标见表1。

表1 南昆线货车工作量及能耗表

2011年至2012年上半年，随着运输结构的变化，即上下行比重变化，机车能耗呈上升态势（见表2）。

表2 输入指标权重计算计算表

由表1及表2可知，2012年上半年由于运输结构的变化，即昆明往南宁方向来的货物减少，而南宁往昆明方向去的货物同比增加，上行低能耗货运量减少大于下行高能耗货运量增加，导致日产量及平牵总重同比减少。

南昆线下行（南宁往昆明方向海拔逐渐升高，最大坡度达13‰），平均单耗152.71 kW·h/万t·km，是上行（昆明往南宁方向，海拨逐渐降低），平均单耗67.18 kWh/万t·km的2.3倍；即机车消耗相同的电力，在南昆下行牵引1个万t·km货物，在上行可牵引2.3万t·km。由于低能耗上行工作量同比减少22.58%，而高能耗的下行区段工作量同比增加13.12%，在运输结构上低能耗工作量减少及高能耗工作量增加，造成机车能耗同比呈上升趋势。

1.2 超重列车同比减少及欠重列车同比增加 超重列车即列车牵引重量按运行图规定的牵引定数超过81 t及以上，连续运行距离超过规定机车乘务区段1/2的货运列车为超重列车，超过规定牵引定数的吨数为超重吨数，超重工作量为牵引超过规定牵引定数的吨数乘走行公里，为超重列车吨公里。

欠重列车即列车牵引重量按运行图规定的牵引定数欠81 t及以上，同时换长欠1.3及以上，连续运行距离超过规定机车乘务区段的1/2的货运列车为欠重列车，不足规定牵引定数的吨数为欠重吨数，欠重工作量为牵引低于规定牵引定数的吨数×走行公里，为欠重列车吨公里。

一般情况下，随着牵引吨数增加则工作量（万t·km）增加，虽然总耗电量亦随之增加，但机车单耗将下降，只有当牵引吨数增加接近限制电力机车牵引特性曲线时，造成机车牵引特性不能在曲线范围时，机车牵引耗电量才会增加，致使机车单耗上升。而牵引吨数减少则工作量（万t·km）减少，虽然总耗电量亦随之减少，但机车单耗将上升，主要原因是机车效率不能充分发挥，机车辅助消耗功率不变，而有效功率减少，导致机车单耗上升。

2012年上半年,南昆线超重列车工作量同比减少14 376万t·km，减幅49.7%，由于超重列车的开行可减少单耗约28%，超重列车工作量同比减少，影响货运机车能耗上升486 k·kW·h。欠重列车工作量同比增加20 181万t·km，增幅59.3%，由于欠重工作量减少将增加电力消耗约20%，欠重列车工作量同比多增加，影响货运机车能耗上升488 k·kW·h。

1.3 单机率增加 单机率为单机走行公里占机车沿线走行公里的比重。产生单机走行公里主要原因是当牵引区段上下行货流不均衡时，造成有货无车或有车无货的现象，列车调度为提高机车使用效率，加快货运周转量，只有开行单机来满足货物运输的需要，但单机开行是不产生或产生很少的工作量，单机开行由于消耗大量电能而不产生工作量，故影响整个货运的单耗上升。经牵引计算，电力单机每走行100 km，约消耗电能425 kW·h。2012年上半年单机走行1 533 822 km，与去年同比增加448 217 km，单机率与上半年同比增加4.25%，单机走行公里同比增加的走行公里，将影响货运机车能耗上升1905 k·kW·h。

1.4 机车乘务员操纵水平不高 南昆线原配属SS7型电力机车，由于配属机车不足，近年来铁道部陆续调拨SS3型机车配属南宁机务段，造成机车乘务员在值乘中，经常操纵2种不同的车型。SS7型电力机车的机车控制系统,如人机对话、机车特性控制、变流器控制中大量采用CPU控制，操纵列车高度智能化，使机车乘务员能较好地操纵列车，而SS3型电力机车未采用CPU控制系统，在操纵时人为操纵相对较多，由于不同机型对机车乘务员的操纵要求不同，对机车节能增加难度，部分新职司机由于经验不足，不能充分利用列车编组、信号、线路纵断面及利用列车运行速度动能闯坡及惰力运行，致使机车能耗增加。

1.5 机车质量的影响 机车质量对机车能耗产生直接的影响，机械作用不良、电器、硅元件老化、电子柜工作不稳定等，将影响机车效率的发挥，轻则导致机车机车能耗增加，严重的将导致机故的发生，一旦发生机故在闭塞区间，将会造成行车中断，全面扰乱正常的运行秩序，增加其它列车的运行时间及站停时间，导致所有受影响列车能耗的浪费。2012年上半年电力机车发生机破故31件，致使机车能耗增加。

2 建议与措施

2.1 周密组织列车运行 通过向铁道部争取货流装车去向，制定相关工种调度的作业流程，加强与昆明局的横向联系，对上下行货流的组织严格把关，引导调度、车站、机务等相关部门准确安排和执行列调计划，使运输日班计划质量和机车运用效率同步提高。针对分界口18点交口的现状，尽量组织均衡开车，方块会车。因分界口列车开行不均衡、外局以车控流等原因，列车集中在第二班交接，第一班交接列数较少等现象，要求调度所坚持“以卸定装、以交定装、均衡运输”的运输组织原则，尽量减少抢18点交接车，抓好货物列车旅时延时考核，维护稳定、均衡的运输秩序。遇南昆线能力紧张，区段开行列车超线路通过能力时，及时调整车流走向，充分利用楠木塘、牙屯堡等能力富余的分界口，确保机车车辆移动速度，提高机车运用效率。

2.2 增加超重并减少欠重列车开行 根据南昆线货流结构，引导装车点、编组站提高列车平牵总重，调度部门充分利用机车牵引能力及各区段牵引定数级差，提高平牵总重，减少单机开行和欠轴列车的开行。

1）加强路局、车站之间的协调、联系。根据货源和铁道部装车去向限制等情况，按照直达装车组织效率最大化的原则组织车流，制定重点装车计划，多开行定吨及超重列车。抓好直达运输方案的落实。

2）根据每日实际变化情况制定装车方案，改变原来各自为战的松散型管理方式，在安排装车时，同一装车货位统一安排同一去向装车，对不能组织一站直达的货源，要按交口以远同一去向组织成列。

3）注重动态调整货位。一是优先照顾重点直达货源，确保直达货源堆放装车线附近就近装车，动态组织非直达货源进行转场，腾空货位；二是运力向效率高的装车楼倾斜，充分发挥装车楼作业高效的优势，为装车楼组织更多的整列直达装车创造条件。三是货源不在装车线旁的不配空车，严格按制定的日历装车计划下达承认车，减少欠重列车开行。

4）提高平均牵引总重。在保持单机牵引或双机牵引的情况下，随着牵引定数的增加，运输、调度部门进一步优化列车配置、排空车路径，提高列车平均牵引总重。

5）建立直达列车的考核激励机制，激励调度所班组和装车点开行直达列车的积极性，直达列车考核落实到班组，以激励班组开行直达的积极性。

2.3 减少单机开行率 单机走行将直接影响机车能耗的高低。为减少单机率，局调度所建立减少单机走行、机外停车管理制度和考核办法，规定单机放行必须严格执行机车调度员、计划调度员及值班主任“三把关”制度，杜绝不必要的单机放行和机外停车。同时制定调度部门相关工种调度的作业流程，加强横向联系，对单机的放行严格把关，修订调度规章对单机开行的规定，引导调度员、车站、机务等相关部门，准确安排和执行列调3、4小时阶段计划，使运输日（班）计划质量和机车运用效率同步提高；计划调度员加强车流组织和调整，认真推算次日方向车流接续机车及列车开行情况，最大程度避免单机放行；机车调度员准确掌握所辖区段机车实际运用状况及机车在机务段、折返段时间，最大限度地组织机车紧交路，防止不必要的单机放行。

2.4 进一步提高机车乘务员操纵水平 提高机车乘务员的整体素质，一是合理操纵机车，在保证安全、正点的前提下，减少两段制动停车造成的机车能耗浪费。二是优化监控操纵曲线，按点运行，在提高运输效率的同时降低能耗。三是加强对新司机培训，通过牵引计算、指导司机添乘、趟能耗分析，筛选出部分较合理的运行曲线，制定机车乘务员操作纲要，组织机车乘务员学习，使乘务员按照优化曲线操纵列车运行，在操纵列车上提前作好准备，合理地掌握和使用机车手柄，准确掌握加速、减速、制动时机，避免频繁而无意义的操纵动作，也就避免了机车动力和能源的不必要浪费，使列车的能源消耗保持在较合理的状态。四是开展形式多样的乘务员节能竞赛活动,不断总结和推广先进的节能操纵经验和方法。

2.5 严格按照检修工艺检修机车 严格执行“四按三化记名修”的检修制度，严格按工艺范围修车，推进标准化工作，强化检修基础，努力提高机车质量。按照检修“220”文件要求，修订、完善检修管理工作制度、办法；组织“220”文件对规平推检查，对发现的问题、及时整改纠正，实行闭环管理，不断完善机车检修管理工作，从机车突出质量问题、修程质量、出入库检查、途中故障处理等环节入手，认真分析、找准问题，周密部署、狠抓落实；建立围歼机破长效机制，针对当前突出的、关键的质量问题，大力开展质量攻关活动，组织落实好技术措施，减少机车惯性故障，以优质、稳定的机车质量，保证行车安全和运输秩序正常。同时加强对影响机车热力状态的重要部件进行重点检修，严格执行保养维护制度，改善机车热力状态，对高能耗机车及时整治，防止机车带病出库。

3 结束语

通过运输组织、调度指挥、机车动力的提供诸因素的合理整合后，就基本确定了南昆货运牵引区段的机车能耗理论指标。由于运输组织的变化、机车乘务员的操纵水平的高低，机车质量的影响、超欠重列车的开行、单机走行、上下行货流结构变化、工务线路施工等因素都会影响机车能耗发生变化。南昆线节能措施的目的，就是通过消除影响机车能耗的不利因素，充分发挥机车运用效率，减少机车无用功，使机车的能耗指标控制趋于理论指标，在保证行车安全正点的前提下，积极探索机车节能措施，为机车节能提供可靠依据，使南昆线成为安全、高效、节能的铁路运输线。