我國(guó)起重機(jī)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系介紹

關(guān)鍵詞：起重機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)體系，節(jié)能，能耗，能效

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.03.016

0 引言

起重機(jī)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是現(xiàn)代工業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備。我國(guó)是全球重要的起重機(jī)使用和生產(chǎn)國(guó)。根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局發(fā)布的數(shù)據(jù)，我國(guó)納入特種設(shè)備的在用起重機(jī)械為292.17萬(wàn)臺(tái)。除此以外，還有許多未納入特種設(shè)備的起重機(jī)，如額定起重量小于3噸的起重機(jī)以及汽車起重機(jī)等?？梢?jiàn)，國(guó)內(nèi)在用起重機(jī)數(shù)量龐大。在“雙碳”目標(biāo)下，起重機(jī)節(jié)能是實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的重要一環(huán)，也是推動(dòng)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。標(biāo)準(zhǔn)在推動(dòng)起重機(jī)節(jié)能中起到了至關(guān)重要的作用，為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和維護(hù)的節(jié)能提供了指導(dǎo)和規(guī)范。節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)為起重機(jī)的能效評(píng)估和認(rèn)證提供了依據(jù)；高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)將促進(jìn)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新；節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)作為市場(chǎng)準(zhǔn)入的門(mén)檻，可以確保只有符合節(jié)能要求的起重機(jī)才能進(jìn)入市場(chǎng)，從而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的能效水平提升。

1 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系

我國(guó)初步建立了以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主，以地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為補(bǔ)充的起重機(jī)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系。當(dāng)前有效的起重機(jī)節(jié)能相關(guān)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

2 標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

從表1可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)從起重機(jī)的結(jié)構(gòu)角度來(lái)進(jìn)行劃分，具體劃分內(nèi)容如下：

（1）主要部件，如電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)葫蘆、制動(dòng)器；

（2）主要機(jī)構(gòu)，如起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)；

（3）整機(jī)，如冶金起重機(jī)、岸邊集裝箱起重機(jī)等。

2.1 主要部件節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)

電動(dòng)機(jī)是起重機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)部件，是主要耗能部件，其能效直接決定了起重機(jī)整機(jī)的能效。

GB 18613—2020為強(qiáng)制性國(guó)家，也是重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了三相異步電動(dòng)機(jī)的能效等級(jí)、能效限定值和試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)定義了電動(dòng)機(jī)能效限定值，即在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試條件下，允許電動(dòng)機(jī)效率的最低標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)額定功率和極數(shù)，將電動(dòng)機(jī)能效等級(jí)分為3級(jí)。其中1級(jí)能效最高[1]。

NB/T 42084—2016規(guī)定了起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)的基本要求、能效等級(jí)、能效限定值、目標(biāo)能效限定值、節(jié)能評(píng)價(jià)值和試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)適用于1000 V以下、50 Hz三相交流電源供電，額定功率為1.5 kW～250 kW，極數(shù)為4極、6極、8極和10極，單速封閉自冷式和自扇冷式、斷續(xù)周期工作制的起重及冶金用繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)[2]。標(biāo)準(zhǔn)中相同能效等級(jí)對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)效率要低于自身的規(guī)范性引用文件GB 18613—2012《中小型三相異步電機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》的要求。

GB/T 29562《起重機(jī)械用電動(dòng)機(jī)能效測(cè)試方法》分為3個(gè)部分。

GB/T 29562.1—2013規(guī)定了YZP系列起重及冶金用變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的能效測(cè)試方法。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電動(dòng)機(jī)能效為6個(gè)工作循環(huán)的輸出功率修正值/（基準(zhǔn)冷卻介質(zhì)溫度為25℃時(shí)的輸入功率+冷卻風(fēng)機(jī)的輸入功率）[3]。

GB/T 29562.2—2013規(guī)定了YZR/YZ系列起重及冶金用繞線/籠型轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的能效測(cè)試方法。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電動(dòng)機(jī)能效為6個(gè)工作循環(huán)的輸出功率修正值/基準(zhǔn)冷卻介質(zhì)溫度為25℃時(shí)的輸入功率[4]。

GB/T 29562.3—2013規(guī)定了鋼絲繩電動(dòng)葫蘆用錐形轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的能效測(cè)試方法。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電動(dòng)機(jī)能效為10個(gè)工作循環(huán)的輸出功率修正值/基準(zhǔn)冷卻介質(zhì)溫度為25℃時(shí)的輸入功率[5]。

JB/T 13357—2018規(guī)定了起重機(jī)械用三相異步制動(dòng)電動(dòng)機(jī)的能效限定值和能效等級(jí)。適用于電壓在1000 V以下，采用50 Hz三相交流電源供電，額定輸出功率在0.2 kW～24 kW范圍內(nèi)，極數(shù)為4極和6極的起重機(jī)械用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)；額定輸出功率在1.5 kW～37 kW范圍內(nèi)，極數(shù)為4極和6極的起重機(jī)械用圓柱形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)[6]。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電動(dòng)機(jī)的能效值應(yīng)按GB/T 29562（所有部分）的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定。電動(dòng)機(jī)的能效等級(jí)分為3級(jí)，其中1級(jí)能效最高。當(dāng)功率和極數(shù)相同時(shí)，相同能效等級(jí)的錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)能效限定值要小于圓柱形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。

電動(dòng)葫蘆是中小型起重機(jī)上廣泛使用的起升裝置。GB/T 30028—2013規(guī)定了電動(dòng)葫蘆的能效測(cè)試方法[7]。適用于鋼絲繩電動(dòng)葫蘆、環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆和防爆電動(dòng)葫蘆。

JB/T 12745—2016規(guī)定了電動(dòng)葫蘆的能效限定值和能效等級(jí)[8]。適用于JB/T 9008.1—2014《鋼絲繩電動(dòng)葫蘆 第1部分：型式與基本參數(shù)、技術(shù)條件》規(guī)定的鋼絲繩電動(dòng)葫蘆、JB/T 10222—2011《防爆電動(dòng)葫蘆》規(guī)定的防爆電動(dòng)葫蘆及JB/T 5317—2016《環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆》規(guī)定的環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆。電動(dòng)葫蘆起升電動(dòng)機(jī)按鋼絲繩、環(huán)鏈和防爆類型，是否采用變極電機(jī)以及額定起重量和起升速度的乘積來(lái)進(jìn)行能效限定值的劃分。其能效等級(jí)分為1、2、3三個(gè)等級(jí)，l級(jí)表示能效最高。能效等級(jí)為1級(jí)、2級(jí)的電動(dòng)葫蘆為節(jié)能產(chǎn)品。

制動(dòng)器是起重機(jī)上重要的安全部件。GB / T30221—2013規(guī)定了工業(yè)制動(dòng)器的能效測(cè)試方法[9]。適用于電力液壓鼓式制動(dòng)器、電力液壓盤(pán)式制動(dòng)器、電磁鼓式制動(dòng)器以及電磁和液壓鉗盤(pán)式制動(dòng)器。標(biāo)準(zhǔn)要求同時(shí)測(cè)量連續(xù)工作制和斷續(xù)周期工作制兩種工作制狀態(tài)下被測(cè)制動(dòng)器的能耗。被測(cè)制動(dòng)器在測(cè)試過(guò)程中的測(cè)試時(shí)間1 h；連續(xù)工作制接電持續(xù)率為100%，斷續(xù)周期工作制操作頻率100次/h，接電持續(xù)率為40%。制動(dòng)器的能效為制動(dòng)器輸出的有效制動(dòng)力除以1 h內(nèi)制動(dòng)器消耗電能總量的比值。

2.2 主要機(jī)構(gòu)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)

起重機(jī)的機(jī)構(gòu)主要包括起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。耗能從大到小排列順序一般為起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和變幅機(jī)構(gòu)。因此，機(jī)構(gòu)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注了能耗占比較大的起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)。

GB/T 30222—2013規(guī)定了電力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械起升機(jī)構(gòu)的能效測(cè)試方法[10]。適用于電力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械起升機(jī)構(gòu)，采用電動(dòng)葫蘆為起升機(jī)構(gòu)的除外。起升機(jī)構(gòu)的能效稱為能效標(biāo)稱值，是指一個(gè)測(cè)試周期中，有效能標(biāo)稱值（起升機(jī)構(gòu)提供的有效能量）/供給能（起升機(jī)構(gòu)實(shí)際消耗的電能）。供給能可以通過(guò)測(cè)量得到，有效能標(biāo)稱值需要通過(guò)計(jì)算得到。

同樣的，GB/T 30223—2013規(guī)定了電力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械運(yùn)行機(jī)構(gòu)的能效測(cè)試方法[11]。適用于電力驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)械運(yùn)行機(jī)構(gòu)。能效的測(cè)試和計(jì)算與GB/T 30222—2013相似。

2.3 整機(jī)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 31050—2014規(guī)定了冶金起重機(jī)的能效測(cè)試方法[12]。適用于JB/T 7688（所有部分）規(guī)定的冶金起重機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)采用了GB/T 30222—2013和GB/T30223—2013的能效測(cè)試方法，規(guī)定了6種類型冶金起重機(jī)的能效測(cè)試方法。

GB/T 36410《港口設(shè)備能源消耗評(píng)價(jià)方法》分5部分，分別為岸邊集裝箱起重機(jī)、軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)、橋式抓斗卸船機(jī)、散貨連續(xù)裝船機(jī)、港口牽引車。其中岸邊集裝箱起重機(jī)、軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)、橋式抓斗卸船機(jī)屬于起重機(jī)。

GB/T 36410.1—2018規(guī)定了岸邊集裝箱起重機(jī)能源消耗檢測(cè)要求、檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)方法等[13]。

GB/T 36410.2—2018規(guī)定了軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)能源消耗檢測(cè)要求、檢測(cè)方法和評(píng)定方法等[14]。不適用于專門(mén)裝卸空箱的軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)。

GB/ T 36410.3—2018規(guī)定了橋式抓斗卸船機(jī)能源消耗檢測(cè)要求、檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)方法等[15]。適用于港口裝卸散料的橋式抓斗卸船機(jī)的能源消耗評(píng)價(jià)。

JT/T 314—2009規(guī)定了港口電動(dòng)式起重機(jī)能源利用效率的測(cè)算方法，包括現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、供給能測(cè)量及起重機(jī)各機(jī)構(gòu)有效能計(jì)算[16]。適用于岸邊集裝箱起重機(jī)、軌道式集裝箱門(mén)式起重機(jī)、電動(dòng)輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)、橋式抓斗卸船機(jī)及門(mén)座起重機(jī)（吊鉤、抓斗）。

JT/T 1322—2020規(guī)定了港口內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)起重機(jī)能源利用效率的檢測(cè)要求和流程、測(cè)試方法和計(jì)算[17]。適用于港口內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)、集裝箱正面吊運(yùn)起重機(jī)、集裝箱空箱堆高機(jī)和港口輪胎起重機(jī)。

JT/T 1323《集裝箱碼頭裝卸設(shè)備能效等級(jí)及評(píng)定方法》分2部分：集裝箱門(mén)座起重機(jī)；輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)。

JT/T 1323.1—2020規(guī)定了集裝箱門(mén)座起重機(jī)能源消耗的檢測(cè)要求、檢測(cè)方法和評(píng)定方法等[18]。按起重量分為35噸和40噸2種類型，根據(jù)吊運(yùn)每噸消耗的電能將能效分為1、2、3級(jí)，其中1級(jí)能效最高。

JT/T 1323.2—2020規(guī)定了輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)能源消耗的檢測(cè)要求、檢測(cè)方法和評(píng)定方法等[19]。不適用于專門(mén)裝卸空箱的電動(dòng)輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)，也不適用于以柴油發(fā)電機(jī)組為動(dòng)力的輪胎式集裝箱門(mén)式起重機(jī)。按起重量小于40噸、40噸～41噸、50噸、60噸分為4種類型，按堆4過(guò)5及以下和堆5過(guò)6及以上分為2種結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)吊運(yùn)每噸消耗的電能將能效分為1、2、3級(jí)，其中1級(jí)能效最高。

JB/T 14037—2022規(guī)定了施工升降機(jī)的檢測(cè)與分級(jí)評(píng)定方法[20]。適用于GB/T 26557定義的電力驅(qū)動(dòng)的齒輪齒條式人兩用施工升降機(jī)，GB/T 10454.1與GB/T 10054.2定義的貨用施工升降機(jī)的能效檢測(cè)參照使用。不適用于對(duì)重質(zhì)量大于吊籠與附件質(zhì)量的升降機(jī)及曳引式升降機(jī)。

3 當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)體系分析

分析當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)體系，存在的問(wèn)題主要有：

（1）標(biāo)準(zhǔn)體系還不完善，整機(jī)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還不能覆蓋主要的橋式起重機(jī)、門(mén)式起重機(jī)和塔式起重機(jī)。建議先制定橋式起重機(jī)、門(mén)式起重機(jī)和塔式起重機(jī)等主要類型起重機(jī)的整機(jī)能耗測(cè)試和節(jié)能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)調(diào)還不充分，如起重機(jī)電動(dòng)機(jī)的能效標(biāo)準(zhǔn)就涉及4個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和2個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。建議加強(qiáng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)，對(duì)內(nèi)容相近的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行必要的整合。

（3）標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容還不完善，有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)試方法卻沒(méi)有能效的評(píng)定指標(biāo)。建議將測(cè)試方法和能效評(píng)定融合在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，有利于標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。

（4）標(biāo)準(zhǔn)更新滯后，涉及的不少標(biāo)準(zhǔn)已實(shí)施10年以上。建議對(duì)實(shí)施年限較長(zhǎng)，特別是基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)修訂了的標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)進(jìn)行評(píng)估，組織修訂。

（5）標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性不夠，隨著電機(jī)、電控和電池技術(shù)的發(fā)展，能量回收和儲(chǔ)能可以顯著提高能效，還未見(jiàn)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。建議針對(duì)采用新能源和能量回收技術(shù)的起重機(jī)制定相應(yīng)的能耗測(cè)試和評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，滿足技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要。

（6）標(biāo)準(zhǔn)的適用性還不夠廣泛，未能涵蓋起重機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)全過(guò)程。建議關(guān)注起重機(jī)全壽命周期的能耗監(jiān)測(cè)和能效管理，制定設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)相關(guān)的能耗和能效技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語(yǔ)

起重機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)廣泛使用的重要基礎(chǔ)裝備，節(jié)能減排潛力大。我國(guó)已經(jīng)初步建立了以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主的起重機(jī)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋了電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)葫蘆、制動(dòng)器等主要部件，以及起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)等主要機(jī)構(gòu)，還包括了冶金起重機(jī)、岸邊集裝箱起重機(jī)等整機(jī)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。然而，當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)體系仍存在不完善之處，如覆蓋范圍有限、標(biāo)準(zhǔn)間協(xié)調(diào)不足、內(nèi)容更新滯后等問(wèn)題。面對(duì)這些問(wèn)題，建議加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)體系的完善工作，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)間的協(xié)調(diào)整合，更新陳舊標(biāo)準(zhǔn)，并關(guān)注起重機(jī)全壽命周期的能耗監(jiān)測(cè)和能效管理。同時(shí)，應(yīng)緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，制定新能源和能量回收技術(shù)相關(guān)的能耗測(cè)試和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的新需求，推動(dòng)起重機(jī)行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要手段，是促進(jìn)綠色低碳技術(shù)推廣應(yīng)用的有效途徑。進(jìn)一步構(gòu)建和完善起重機(jī)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系，有利于促進(jìn)創(chuàng)新能力的提升，推動(dòng)起重機(jī)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)低碳環(huán)保生產(chǎn)方式的普及和推廣。