客車空調節(jié)能改造與合同能源管理

時間:2022-03-13 03:07:01

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客車空調節(jié)能改造與合同能源管理

1概述

近年來,我國鐵路不斷加大節(jié)能技術改造投資力度,加快淘汰落后工藝和設備,從鐵路節(jié)能特點和實際需要出發(fā),按照市場經濟體制要求,加快推進節(jié)能機制轉變,在相關領域就如何推行和深化合同能源管理進行了大量的探索,積累了一定的經驗[1-3]?!笆濉逼陂g,我國鐵路節(jié)能改造投資項目主要包括太陽能、空氣源熱泵熱水系統(tǒng)、客站中央空調、空壓機變頻節(jié)電改造、地源熱泵空調系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)節(jié)能改造、節(jié)水改造及其他節(jié)能改造等,推進了我國鐵路節(jié)能工作的開展,產生了較好的節(jié)能效益[4]?!吨袊F路總公司節(jié)約能源和環(huán)境保護發(fā)展規(guī)劃(2018—2020年)》[5]中明確提出了“積極推進客車變頻空調應用,提高客車空調能效水平,降低空調發(fā)電車油耗和列車自用電量”的要求,普速客車空調實施節(jié)能改造已是大勢所趨。目前鐵路客車采用定速空調機組,存在能耗高、維護成本較高、對電網沖擊大、客車內溫度變化大等問題。以中國鐵路濟南局集團公司為例,2017年該鐵路局配屬客車1596輛,運行列車73組,全部為定速空調列車,除檢修、備用車輛外,DC600V供電列車46組、815輛,由于車型不同、配置空調類型不同,根據不同車型、編組、列車運行交路、使用空調時間等綜合測算,空調能耗占客車能耗比例較高。如何結合節(jié)能變速空調改造項目的特點,用能單位、管理部門、技術部門合理分工合作,推進客車空調節(jié)能改造按照合同能源管理項目實施是需要研究的課題。1.1合同能源管理。合同能源管理是指節(jié)能服務公司與用能單位以契約形式約定節(jié)能項目的節(jié)能目標,節(jié)能服務公司為實現(xiàn)節(jié)能目標向用能單位提供必要的服務,用能單位以節(jié)能效益支付節(jié)能服務公司的投入及其合理利潤的節(jié)能服務機制。合同能源管理作為一種新型節(jié)能機制,將節(jié)能技術的推廣應用、節(jié)能項目的市場融資及能源使用的專業(yè)化管理有機結合,既是推動技術節(jié)能的重要手段,更是實現(xiàn)管理節(jié)能的有效途徑。在鐵路系統(tǒng)采用合同能源管理模式能夠促進節(jié)能工作開展,解決節(jié)能改造的資金、技術和服務等銜接問題,提供包括能源審計,節(jié)能改造方案設計,能源管理合同的談判與簽署,原材料和設備采購、施工、運行、保養(yǎng)和維護及節(jié)能效益保證等。1.2合同能源管理項目實施政策依據?!秶鴦赵恨k公廳轉發(fā)發(fā)展改革委等部門關于加快推行合同能源管理促進節(jié)能服務產業(yè)發(fā)展意見的通知》[6]、《中國鐵路總公司節(jié)約能源管理辦法》[7]、《中國鐵路總公司合同能源管理暫行辦法》(鐵總發(fā)改[2017]271號)[8]等政策文件的,鼓勵各用能單位采用合同能源管理模式開展節(jié)能技術改造,為鐵路系統(tǒng)開展合同能源管理提供了強有力的政策支撐。

2鐵路客車空調節(jié)能改造實施方案

2.1實施合同能源管理的主體。客車車輛段是鐵路普速客車的管理單位,也是用能單位,因而客車車輛段是合同能源管理的主體。2.2合同能源管理的技術標準。中國鐵路總公司頒布的《鐵路節(jié)能變速空調技術條件》是實施節(jié)能變速空調改造的技術標準,是確保節(jié)能變速空調技術、質量、安全、效益的根本,必須嚴格執(zhí)行。2.3合同能源管理的主管部門。鐵路系統(tǒng)實行節(jié)能與合同能源管理,需要明確各職能部門責任分工。按現(xiàn)行鐵路系統(tǒng)分工,實行中國鐵路總公司、各鐵路局集團公司、基層站段3級節(jié)能管理體系。中國鐵路總公司發(fā)展和改革部設節(jié)能環(huán)保處,負責全路節(jié)能管理;各鐵路局集團公司計劃統(tǒng)計處設節(jié)能環(huán)保辦(科),負責本集團公司的節(jié)能管理工作;基層站段是用能單位,貫徹國家節(jié)能方針、落實鐵路行業(yè)節(jié)能管理并設專職管理人員負責節(jié)能管理工作;技術分管歸屬集團公司車輛處,成本管理歸屬集團公司財務處,節(jié)能計量歸屬集團公司總工室(計量所)。2.4合同能源管理的實施方式。從普速客車檢修管理來看,目前我國鐵路普速客車檢修采用定期檢修,普速客車廠修的同時更新空調機組。因此,在客車廠修的同時進行節(jié)能變速空調改造最為方便,客車空調廠修的費用單獨計算,以此作為節(jié)能變速空調改造項目財務核算依據,為變速空調改造項目實行合同能源管理提供了條件。中國鐵路上海局集團公司在合肥車輛段進行普速客車廠修作業(yè)已實施多年,積累了豐富的經驗,也是較為成熟的操作方式,變速空調改造項目合同能源管理可以借鑒這一經驗。具體操作方式為:根據中國鐵路總公司《節(jié)能變速空調改造實施方案》,由客車工廠在車輛段專項實施變速客車空調技術改造,空調廠修的費用??顚S谩?蛙嚳照{廠修費用是實施普速客車空調改造合同能源管理的設備基礎費用(包括在廠或在段拆卸舊空調機組、安裝調試節(jié)能變速空調機組直至合格交驗)。實施節(jié)能變速空調改造所增加的費用(節(jié)能變速部分的設備費用及相關電器控制柜的改造費用),由提供節(jié)能變速空調的節(jié)能服務公司承擔,在以后的客車運行過程中通過此項改造所節(jié)省的能源費用按合同比例分成回收。2.5合同能源管理主要合同內容。為了使技術更好地服務于鐵路行業(yè),使合同能源管理給鐵路企業(yè)創(chuàng)造更大的環(huán)境、技術、經濟效益,結合濟南局集團公司在節(jié)能變速空調科研方面積累的技術優(yōu)勢,計劃統(tǒng)計處制定了《普速客車變速空調改造合同能源管理實施細則》,指導用能單位與節(jié)能服務公司簽訂《節(jié)能變速空調改造合同能源管理協(xié)議書》,確定各方的責權利,推進項目實施落地。根據相關細則和協(xié)議,實施節(jié)能變速空調改造時,拆卸的舊空調機組歸節(jié)能服務公司,節(jié)能服務公司按照變速空調技術方案對原定速空調進行改造。車輛E5廠修收入由鐵路總公司(或鐵路局集團公司)與節(jié)能服務公司按比例分成。合同能源管理方式采用效益分享型,規(guī)定分享期限,分享期結束后,鐵路總公司(或鐵路局集團公司)享受全部節(jié)能收益。

3客車空調改造合同能源管理的實施

3.1項目職責分工。車輛段負責空調機組日常維護、段修、廠修等維護檢修工作,按照鐵路總公司原定速空調的規(guī)定執(zhí)行。節(jié)能服務公司負責改造項目的組織實施,包括空調設備的改造、安裝、技術服務等各項內容。車輛段按照原定速空調廠修維護費支付給節(jié)能服務公司,不增加投資費用。節(jié)能服務公司負責改造節(jié)能變速空調費用并分享節(jié)能收益的分配。(1)責任分工。車輛段負責場地提供,包括改造場地和物料存放場地;按計劃組織換裝空調車輛的調車作業(yè);空調機組換裝完畢及恢復狀態(tài)后的完工質量檢查;空調吊裝時天車操作配合。改造工廠負責改造物料準備、改造施工組織、改造車輛試驗。(2)改造內容。將定速空調更換為變速空調;控制柜拆除不用部件,安裝變速空調控制器等新增部件,重新布線;進行運行試驗。3.2項目節(jié)能量測算。實施合同能源管理的關鍵是對節(jié)能量的測算,采取單車對比節(jié)電計量是較為方便、準確、易實現(xiàn)的一種方法。選取1輛裝備40kW變速空調客車與1輛相同型號的定速空調客車連掛,分別加裝電表進行節(jié)能計算,作為標準計量單位;其他車輛的空調機組按照功率折算為標準計量單位空調客車。例如,硬座客車空調為58kW,折算標準空調客車計量單位為58/40=1.45;軟臥、餐車客車空調為35kW,折算標準空調客車計量單位35/40=0.875。根據《直流變速空調在普速客車上的應用》[9]科研項目試驗數(shù)據,對比定速空調客車與變速空調客車,1輛車空調年耗能分別為34243.3kW•h和23884.9kW•h,采用變速空調年可節(jié)約能耗10358.4kW•h,節(jié)能30.25%。目前,濟南局集團公司普速客車有機車供電DC600V空調客車和發(fā)電車供電的AC380V空調客車2種。2種空調客車消耗的能源分別是接觸網電能和發(fā)電車柴油,根據科研項目[9],以某兩地間為例進行測算。該運行區(qū)段采用DC600V機車直供電、編組17輛(6輛硬座、9輛硬臥、1輛軟臥和1輛餐車),共有空調機組23臺,分別為12臺29kW、9臺40kW、2臺35kW,折算成試驗車40kW機組計算用電和節(jié)電量。DC600V變速空調機組客車總節(jié)能量計算公式為Wd=(a+1.45×b+0.875×c)W式中:Wd為DC600V變速空調機組客車總的節(jié)能量,kW•h;a為40kW上線運行車輛的總數(shù),輛(a=9);b為58kW上線運行車輛總數(shù),輛(b=6);c為35kW上線運行車輛總數(shù),輛(c=2);W為40kW對比車輛的節(jié)電總量,kW•h。根據公式,可得Wd=(9+1.45×6+0.875×2)W=19.45W。根據文獻9,科研項目運用試驗實測的節(jié)電數(shù)據,年節(jié)電約20萬kW•h。其他上線運行的節(jié)能變速空調的節(jié)能量,可以按日、月、季、年進行節(jié)電計算,需要在2節(jié)客車車輛上安裝電度表,以準確計算出總的節(jié)電量。3.3項目實施后的效果分析。變速空調改造節(jié)能包括變頻節(jié)能和減重節(jié)能兩部分。減重節(jié)能是通過對車輛整體優(yōu)化設計,取消逆變電源和客車內電加熱器,適當減小客車控制柜,每輛車約減重1t,則節(jié)約牽引用能。通過運行試驗,初步驗證并確認空調性能滿足鐵路客車車輛的相關要求,節(jié)電效果明顯。DC600V供電列車未單獨計量和計費,雖AC380V供電空調發(fā)電車的柴油消耗能夠準確計量,但列車運行交路、列車編組和南北方環(huán)境溫度不同,每一編組客車空調變速改造節(jié)能量都需要相同型號的定速空調客車和變速空調客車連掛、通過加裝電表進行節(jié)能計算,計算工作量大、周期長。

4結束語

合同能源管理,作為一種以減少能源費用支付節(jié)能項目成本的節(jié)能投資方式,能夠促進節(jié)能工作的開展,解決節(jié)能改造的資金、技術和服務等銜接問題。變速空調改造合同能源管理項目的實施順應國家節(jié)能減排政策,對推動客車制造、運用、檢修技術的進步起到了積極作用,合同能源管理項目的實施離不開鐵路相關部門的積極推動、參與各方職責分工明確,提出的實施方案以期為鐵路系統(tǒng)展開節(jié)能項目合同能源管理提供思路。

作者:郅潤清 單位:中國鐵路濟南局集團有限公司