以設備改造促進企業節能減排增效

陳 斌

（中交第二航務工程局有限公司，湖北武漢 430040）

0 引言

在我國的公路橋梁工程施工中，傳統的施工技術和設備已經不能夠滿足當代人們對工程質量、工期和節能降耗的要求，而且在施工過程中因為施工技術和設備的局限性，對施工的進度影響很大，導致這個環節成為整個工程的質量隱患，而且無法達到節能的指標，所以對施工設備的創新已成為施工單位的重點問題。在施工中應嚴格監管施工人員的操作標準，保證施工質量，在現有技術和質量不變的前提下，完成設備的改造。

1 碎石樁機的節能減排

使用碎石樁施工技術進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計所規定的單只樁基的承受能力能夠符合地基的受力能力，在試樁的過程中對碎石樁的貫入時間以及深度、碎石的壓入數量進行記錄，從而確定合適的施工方案，確保后續大面積的碎石樁機施工工作能夠實現節能減排的目的。

由于此項目的地質勘察報告和施工現場的地質條件存在不符合的狀況，所以需要使用引孔樁機來進行實驗，經現場核實：淤碎石樁一隊和二隊。引孔樁機耗電量0.78 kW·h/m（1 m引孔需0.79 kW·h）。沉管樁機（碎石樁機）耗電量0.66 kW·h/m；于碎石樁三隊，引孔樁機耗電量0.29 kW·h/m（1 m引孔需0.79 kW·h）。沉管樁機（碎石樁機）耗電量0.9 kW·h/m；盂碎石樁一隊和二隊設備選型，引孔樁機主電機功率75 kW與90 kW，非變頻設備，沉管樁機主電機功率60 kW，75 W，90 kW，非變頻。榆碎石樁三隊設備選型，引孔樁機主電機功率150 kW，變頻設備，沉管樁機主電機功率110 kW，非變頻。

在對試驗結果進行統計調查后可以發現，最佳的碎石樁機施工作業方案為：先使用變頻150 kW引孔樁機來進行引孔施工，然后再使用功率為75 kW的沉管樁機進行進一步的施工。

2 熱風機節能改造方案

2.1 改造原因

施工熱風機是在各種建筑、橋梁等施工場所使用的熱風機，主要用途是對一些正在施工的工商業場所和建筑橋梁等一些空間較大的地方進行采暖，也可以用于干燥一些工業產品。顧名思義，施工熱風機和工程熱風機的使用目的都是一樣的，為了對空氣進行加熱，其采暖方式有輻射、熱風、對流等，能源的選擇也有很多，普通的煤炭、燃油、燃氣、燃油等。在各種采暖方式中，空氣采暖是比較方便的。目前各項目施工中施工熱風機基本是傳統型號，需要較高的啟動電流，固定分級導致電能損耗，自動化程度較低，功率占比較大，對其進行改造節能很有必要。

2.2 熱風機節能方案

熱風機的節能改造可以通過變頻技術的介入來實現，利用變頻技術進行改造后，可以實現熱風機的無級變速和智能變頻，在開啟和關閉時對電流的損耗將減少到最低。熱風機的電機運轉功耗將由變頻調節裝置直接操控，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電效果，不僅提升了使用的安全性，還能提高供電的質量和節省能源。在變頻器的使用過程中，需要在出風口改裝流量計，通過對出風量的數值進行對變頻器的控制，使其可以自動調節轉速和功率，使其可以在施工中自動根據要求對功率進行調節。目前我國風機功率大多為220 kW，假設每天工作15 h，每月30 d，改造前一年的耗電量大約為90萬kW·h，改造后可以大幅度減少功耗，通過對改造成本的計算和改造后的能耗差異計算，每年大約能節省25萬kW·h的電能費用。

3 空壓機節能改造方案

3.1 改造原因

空壓機與水泵構造相似。大多數空壓機是往復活塞式、旋轉葉片或旋轉螺桿。而傳統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的負荷，這種情況會增加電能的加速消耗，特別是在施工環境比較復雜的情況下，空壓機負荷的變化頻率十分不穩定。不僅如此，空壓機自身的功率就比較大，多在132 kW以上，啟動電流需求量比較高，對電壓的影響較大，有時會對供電網線造成損傷，影響施工效率。因此，對空壓機的節能改造空間比較大。

3.2 空壓機的節能方案

通過對空壓機電能損耗的分析可以得知，對其改造應該從調整功率方面入手，對變頻器調整進行對空壓機的節能改造，首先，要通過設定變頻器的電壓工作值，通過工作值確定現場需要的風壓，加入風壓傳感器，通過傳感器的數據使變頻器自動對功率進行調節，傳播信號進行對電機轉速的控制，根據風壓的要求，通過一系列數據的采集和傳播，實現自動對電機轉速的控制，并且始終保持空壓機的工作效率，完成“需求量和供給量持平”的理念，節能效果顯著。其次，可以根據隧道橋梁工程的施工要求，對施工現場的空壓機進行數量控制，每臺空壓機都安裝變頻器，實現單一控制。或者改造空壓機站，實現全部空壓機均由單一變頻器進行統一控制，自動根據傳感器采集的風壓控制空壓機組的工作數量和工作效率，保證空壓機工作的穩定性和統一性。假設每天工作的空壓機為4臺，功耗均為132 kW，每天工作5 h，1個月工作30 d，其電能消耗每年大約80萬kW·h。經過改造后，每年可節省20%左右的電能，消耗費用加上改造費用和節省費用，改造后的空壓機可以實現每年節省14萬元人民幣的電費。

4 拌合站節能方案

4.1 改造原因

拌合站是工業建設中用于土建攪拌施工等大型機械的統稱，可以用于高等級公路、城市道路、橋梁隧道的基層穩定土施工。拌和站細分為穩定土拌合站、水穩拌合站、瀝青拌合站、混凝土拌合站等類別。拌合站工作過程中，需要配套的電機組一起工作，在啟動后運轉等待時間較長，白白浪費能源。

4.2 改造方案

通過安裝變頻器進行改造。對拌合機及相關設施分別安裝變頻器，拌合機和變頻器采用2:1比例的控制，通過拌合站生產工藝的要求對變頻器進行設定，使拌合機和組成部分協調性增加，提高生產效率，并且達到安全節能的目的。通過變頻器的合理使用降低拌合機的空轉耗能，不但能提高拌合機的工作效率和質量，還能提升工作的整體穩定性，減少安全隱患，節能效果顯著。在項目施工過程中，1個拌合站大約配備2套拌合機，采用同時運行的方式，平均消耗功率約150 kW。設定每天工作8 h，1個月工作30 d，電費1元人民幣/（kW·h），每年耗電費用約為34萬元人民幣，進行改造之后，節能約30%，即電力費用上每年可以節省12萬元人民幣，再加入改造費用和生產線變頻器的安裝費用，拌合站的改造實際每年可以節省10萬元人民幣。

5 信息化節能監控

5.1 信息化數據

隨著科技的進步，信息技術遍布于生活的各個領域，在施工過程中，應配備對設備改造后的具體數據的統計系統，在信息技術的支持下，應對能源消耗的數值進行嚴格的采集和分析，利用信息技術對每臺改裝的設備安裝遠程電度表，嚴格控制各改造設備的具體功耗，包括流量計的合理使用，采集各類設備的運轉數據，包括開啟時間、空轉時間、電能消耗、流量消耗等，這些數據通過信息技術共享到計算機系統中，計算機會自動生出各類設備的具體功耗表格，每天記錄并疊加，經過一段時間后與最開始的數據進行對比分析，得出具體的節能效果。

5.2 大數據分析

長期累計的數據通過不斷的對比和總結，得出一系列各個設備在某一施工流程中的耗能情況，如空壓機每平方米的耗電量、熱風機根據流量劃分的耗電量、拌合機每平方的耗油量等，所有耗能數據都會通過一段時間的累計和分析形成龐大的數據庫，根據這個數據庫進行對所有改造設備具體消耗的統計和對比。施工方還可以根據這個流程進行成本預算，通過對設備的改造形成企業內部的大幅度節能，提高生產效率和經濟效益，不僅對社會環境做出了貢獻，更為企業的可持續發展奠定了基礎。

6 結束語

在企業對某一項目的正式施工前，對相關設備進行節能改造是增強企業經濟效益的有效方式之一，不僅能夠降低機械成本，更為日后的可持續發展奠定了基礎。企業只有不斷跟著市場大方向，選擇和改造更加節能安全的技術和設備，不斷增加工作效率和經濟效益，才能使企業走的更遠更好。