鐵路機車轉型帶來的思考

摘 要：針對太原機務段牽引機車進行的大規模轉型，由HX型機車取代原有SS4型、DF4K型、DF4D型機車，從多方面分析了機車轉型的優缺點。

關鍵詞：HX型機車 環保 節能降耗 效益 成本

中圖分類號：F270 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2015）01-287-03

2014年對筆者所在的太原機務段來講是機車轉型大變革的一年，HX型機車大量投入使用，我段無論客運機車還是貨運機車都進行了大規模轉型。在客運方面：運營多年的內燃機車DF4K和DF4D客運機車大部分已被和諧型（HXD3C）機車替換，運營線路遍及我局除市郊線路以外的大部分電網覆蓋的客運線路：南同蒲線、北同蒲線、太中銀線以及跨局跨段客運運營線路，且石太客專線也由外段配屬的和諧型（HXD3D）擔當；在貨運方面：貨運運營的主線路太中銀線也由和諧型（HXD1）擔當，淘汰了多年來的主機型韶山4型（SS4）機車，客貨運線路以HX型機車為主體的機車轉型，給我段的運輸生產帶來全新的面貌，HX型機車也成為太原機務段運輸主型車。無論從節能降耗、運營成本、環保及增效等方面還是從乘務員的人員結構配比方面都有了可喜的變化，同時也迎來了一些新的問題，有待我們進一步地學習和探討。

一、客運方面（HXD3C取代DF4K、DF4D）

1.節能降耗分析。交通運輸業是資源利用型和能源消耗型企業，而鐵路運輸又是交通運輸部門的主力軍，對我段來講，不斷調整內燃機車（DF4K、DF4D）和電力機車（HXD3C）運輸占有比重，HXD3C型機車逐步取代DF4K和DF4D內燃機車，內燃機車和電力機車的大規模轉型，使我段在能耗方面發生了巨大的變化。因為鐵路耗能主要方式就是牽引力耗能，以前我段主要靠內燃機車擔任客運任務，這種機車運能結構簡單，完全靠柴油作為動力主能源進行牽引。我段從2011年開始陸續投入和諧型機車，直到2014年9月份HXD3C型機車已大規模投入使用。截至目前，我段客運線路70%已由和諧機車牽引。

由于從9月份開始大量投入HXD3C型替換DF4K和DF4D型客運機車，因此，以2014年二、三季度運輸數據資料對比見表1。

從表1不難看出，以內燃機車為主牽引客運運輸任務的二季度，牽引工作量為175.12億噸，單耗為22.44千克標煤/萬噸公里，而以和諧型（HXD3C）機車為主牽引客運任務的三季度，牽引工作量增長為203.32噸，增長率為16%，而單耗反而下降為20.11千克標煤/萬噸公里，下降了10.38%，這就是電力機車節能優勢綜合反應產生的效果。

其次，從以上內燃機車和電力機車的單耗對比中很容易看出，電力機車單耗不足內燃機車的1/3，也就是說每萬噸公里工作量電力機車比內燃機車節約近60%的標煤，而和諧機車（HXD3C）的牽引力水平為7200KW，內燃機車（DF4K）牽引力水平不足2100KW，牽引力水平和諧機車為內燃機車的3.4倍。因此，和諧機車取代內燃機車后，牽引力水平大大的上升，而能源單耗（折算標煤后對比）卻反而下降了，節能降耗作用明顯。

另外，冬季內燃機車整備時還需打溫，打溫也是造成機車能耗的又一因素，打溫是為了冬季內燃機車停留時達到柴油機的規定溫度而進行的惰速運轉，我段每年打溫用油近75噸，而HXDC型機車無需打溫，節能降耗水平可想而知。

2.環保優勢分析。

（1）減排成效。近年來，華北地區空氣質量惡化，霧霾天氣逐漸增多，危害加重，據環保資料統計，影響空氣質量因素共五個方面：燃煤、燃油、燃燒、尾氣和揚塵，這些危害物中的化學成分，主要是二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒等。以前，作為鐵路主要牽引動力的內燃機車，是鐵路運輸業廢棄污染的主要動態產生源，因為內燃機車為熱動力機車，動力核心為柴油機，以柴油為主燃料，所燃放和排放的廢氣是影響空氣質量的主要因素，也是造成霧霾天氣的罪魁禍首，據環保資料可查：一噸柴油燃燒排放的有害氣體需要1.34萬立方米新鮮空氣稀釋才能使空氣質量達標，目前，我段正不斷地以和諧機車大規模取代內燃機車，電力機車主要靠接觸網供電獲取機車牽引動力，無需燃料，不排放有害氣體和廢油，不但對運行區段不會造成環境污染，而且極大地改善了列車通過區段的周圍環境空氣質量。我段2013年一年使用燃油5.9萬噸，就以一年減少用柴油約5萬噸計算，據參考資料類比計算，我段每年可減少氮氧化物排放量950噸，減少二氧化硫排放量160噸，減少煙塵排放量760噸，對整個運行區段的生態環境、動植物及人類的生存環境都有很大的改善，減排效果顯著。

（2）機車檢修、整備污燃因子分析。機車在段檢修修程比較多的是中修和小輔修，內燃機車中修修程為30萬公里，小輔修為2～3萬公里，而和諧機車中修修程約為50萬公里，小輔修為2～4萬公里，就中修修程比較和諧機車是內燃機車的1.67倍，中修修程加大，中修次數明顯減少。

機車檢修過程中產生的含油污水是鐵路的主要污燃源，多種有害化學藥品混合物的冷卻水的排放、清洗大部件含油廢水的排放、廢機油的排放以及內燃機車檢修時產生的石油類，化學需氧量（COD）等主要污染物占全局運輸污染排放總量的40%以上，而和諧機車上馬后，不帶有主動力室，檢修中的污染因子大幅減少，從東風4型機車和和諧機車中修用油脂量定額比較可見一斑（見表2）。和諧機車中修用油脂量僅為內燃機車的大約3.6%。

3.機車利用效率分析。截至10月份，我段已有20臺HXD3C型機車替換DF4K、DF4D型機車擔任客運任務，以10月份擔任客運任務的兩種機型的客運指標作對比（見表3）。

從以上資料的效率指標可以看出，HXD3C型的機車替換DF4K型機車后效益指標明顯提高，日產量提高129.2%，日車公里提高205%，技速提高93.6%，而全周轉時間明顯縮短67.7%，只有列車平牽下降了9.1%。效益指標的大幅上升，離不開HXD3C型機車的使用效率。目前，和諧機車（HXD3C）在我段客運線路的大規模使用，使機車全周轉時間明顯縮短。以前，我段南北同蒲線共投入40對內燃機車擔當客運任務，每臺牽引機車的技術作業流程都需要出入本段各一次，出入外段各一次，這就相應的產生了機車作業整備時間和乘務員的輔助作業時間，機車全周轉時間相應加大。隨著機車轉型的改革步伐，僅2014年一年就有18對機車由和諧車替換，由于HXD3C良好的牽引性能和動力源性能，每臺HXD3C機車幾乎在客運任務結束后既不回本段也不入外段進行作業整備，直接站接投入下一客運運輸任務。這一點從今年司機交回的報單中體現的尤為明顯，幾乎每張報單無回庫點，直接站接投入下一周轉運行，大大縮短了機車全周轉時間，提高了機車使用效率；同時縮短了乘務員的輔助作業時間，減少人力資源，降低了工資成本。

但是，在大部分效益指標大幅上升的同時，列車平牽指標卻有些下滑，究其原因主要是由于HXD3C型機車替換的是客運線路內燃機車，客運線路大多數為圖定的客運任務，牽引工作量變化不大，這就使大馬力的HXD3C型機車很難發揮出它的良好牽引性能優勢，雖然它的牽引性能是DF4K型機車的3.4倍，但客運任務的牽引工作量基本是固定的，所以牽引力水平有些浪費，存在一種“大馬拉小車”現象，應引起我們的重視。

二、貨運方面（HXD1替換SS4）

1.效益指標上升。從2014年1月份開始，我段在太中銀主貨運線路陸續投入使用20臺HXD1型機車，擔當起了太中銀線的大部分的貨運任務，逐步淘汰了運用多年的SS4型機車，以下為太中銀線2014年1-10月份以HXD1型機車為運輸主力的主要運輸指標和2013年1-10月份以SS4型機車為運輸主力的主要運輸指標對比表（表4）。

以上數據表明，太中銀線HXD1型機車替換SS4型機車后，重聯率顯著下降，機車運用臺日數減少833.7個臺日，而牽引總重噸公里卻增加了175083.7萬噸，日產量上升50.16%，平牽上升0.33%，單耗增加了38.16%，這些數據表明，HXD1型投入使用后，不僅大大節省了機車使用臺日，而且運輸日產量指標明顯上升，雖然單耗指標有所上升，但單耗上升的比率遠不及日產量上升比率。因此，太中銀線HXD1型機車替代SS4型機車后，效益提高顯著。

各項效益指標的上升，究其原因主要是：HXD1型機車牽引功率為9600KW，而SS4型機車牽引功率為7200KW，而太中銀線定軸為4500噸，一臺SS4型機車單獨牽引不了滿軸的4500噸的貨物列車，列車載重接近滿軸時只能使用SS4型機車雙機牽引，這就是太中銀線重聯機車多的緣故，而HXD1型機車的牽引力為9600KW，單臺機車完全能勝任4500噸貨物滿軸水平，無需雙機牽引。因此，HXD1型替換SS4型機車后，運用臺日減少20%，而牽引工作量卻增加了20.1%。

2.成本下降。重聯率的大幅下降，運用臺日減少的同時，乘務員作業人數也在顯著減少，太中銀線每天開行30對貨物列車，由于大量的重聯機車，以前每天需派乘務員56班，就按乘務員每班至少兩人計算，每天至少需要112位乘務員，而目前的HXD1型機車單臺機車牽引，使太中銀線每天減少為34班，合計約64人就能完全勝任太中銀線貨運任務，節省了44人；按全年每位乘務員12萬元勞動工資約算，僅工資成本就節約528萬元。同時，HXD1型機車上馬后，機車運用臺日減少了833.7個臺日，臺日投入減少20%，機車運用成本降低顯著。

三、建議與對策

1.盡量利用HXD3型機車擔任貨物列車。HXD3C牽引功率為7200KW，而DF4K為2100KW，而據1—10月份客運效益指標對比，平牽指標下降了，主要是由于客運任務比較平均，HXD3C型機車發揮不出它的大馬力優勢，它的牽引力水平為DF4K的3.4倍，而客運任務是基本固定的，變化不大，因此，HXD3C型機車牽引客車有些浪費，大馬拉小車現象嚴重，應考慮HXD3C型機車盡量拉一些貨物列車，而用其它電力機車代替客運DF4K、DF4D機車，達到運輸資源的合理調配。

2.擴大重載列車開行。據2014年1—10月貨運報表資料統計，貨運機車欠編2393次，欠編噸公里為180397千噸公里，而其中太中銀線的欠重次數達62次，欠重噸公里為104272千噸公里，由此可見HXD1型的欠編列車開行較普遍，大功率優勢沒有得到完全發揮，增運增收空間仍很大，同時，根據太中銀線定軸為4500噸，而1—10月份HXD1型平牽為3617噸，比圖定低883噸，欠編現象嚴重，因此，應加強運輸組織，提高列車編組質量，杜絕欠軸列車的運行，最大化發揮HXD1型的大馬力優勢，擴大重載開行，以期增運增收。

3.乘務員操作水平亟待提高。和諧機車的上馬給機車乘務員帶來了新的挑戰，內燃機車使用了多年，大部分乘務員在機車轉型時對新機車無論從操作技能還是故障應急處理能力都還有所欠缺。雖然進行了許多的技術培訓，但很難一下子完全駕輕就熟，需進一步加強和諧機車的學習和培訓，以期達到游刃有余的水平。

4.提高和諧機車的檢修保養水平。從1—10月份，根據我段檢修資料可知，和諧機車機破9件，只有1件為和諧機車故障，其余8件全為保養不到位、電子故障、應急處理能力差等原因造成。因此應迅速提高和諧機車的檢修和保養水平，提高檢修人員、保養人員的技術作業水平，加強技術業務培訓，使和諧機車更好地為運輸生產服務。

5.細化和諧機車的電量核算制度。和諧機車的運輸成本支出主要為接觸網的電量清算，目前，支付接觸網電量屬于機車支出的一大部分，也是反映機車效率的一大指標，目前安裝在電力機車上的能耗計量器具不太準確，而且故障率高；另外電量交接量原始數據的產生全靠乘務員填寫，填寫數據極不準確，應建立第三方的監督機制。現行清算辦法，均不以實際耗電量進行清算，只能以運輸周轉量代替實際消耗量的折中方法來計算接觸網電費，這就造成電耗數據部分的不準確，直接影響到機車運輸支出。因此，完善細化和諧機車的電量填寫和核算制度迫在眉睫。

綜上所述，和諧機車上馬給我段運輸生產帶來了全新的變化，在全面提高了機車運營效率、降低運輸成本的同時也給我們帶來了新的挑戰，我們應積極行動起來，迎接挑戰，使和諧機車能夠更好地為運輸生產服務。

參考文獻：

[1] 王天寧，丁魏.從電力機車的應用看節能減排的成效.上海節能，2009（3）

[2] 王艷萍.新的鐵路乘務方式下如何提高企業效益.經濟師，2014（8）

（作者單位：太原鐵路局太原機務段計統科 山西太原 030045）

（責編：若佳）