铁路机车转型带来的思考

摘 要：针对太原机务段牵引机车进行的大规模转型，由HX型机车取代原有SS4型、DF4K型、DF4D型机车，从多方面分析了机车转型的优缺点。

关键词：HX型机车 环保 节能降耗 效益 成本

中图分类号：F270 文献标识码：A

文章编号：1004-4914（2015）01-287-03

2014年对笔者所在的太原机务段来讲是机车转型大变革的一年，HX型机车大量投入使用，我段无论客运机车还是货运机车都进行了大规模转型。在客运方面：运营多年的内燃机车DF4K和DF4D客运机车大部分已被和谐型（HXD3C）机车替换，运营线路遍及我局除市郊线路以外的大部分电网覆盖的客运线路：南同蒲线、北同蒲线、太中银线以及跨局跨段客运运营线路，且石太客专线也由外段配属的和谐型（HXD3D）担当；在货运方面：货运运营的主线路太中银线也由和谐型（HXD1）担当，淘汰了多年来的主机型韶山4型（SS4）机车，客货运线路以HX型机车为主体的机车转型，给我段的运输生产带来全新的面貌，HX型机车也成为太原机务段运输主型车。无论从节能降耗、运营成本、环保及增效等方面还是从乘务员的人员结构配比方面都有了可喜的变化，同时也迎来了一些新的问题，有待我们进一步地学习和探讨。

一、客运方面（HXD3C取代DF4K、DF4D）

1.节能降耗分析。交通运输业是资源利用型和能源消耗型企业，而铁路运输又是交通运输部门的主力军，对我段来讲，不断调整内燃机车（DF4K、DF4D）和电力机车（HXD3C）运输占有比重，HXD3C型机车逐步取代DF4K和DF4D内燃机车，内燃机车和电力机车的大规模转型，使我段在能耗方面发生了巨大的变化。因为铁路耗能主要方式就是牵引力耗能，以前我段主要靠内燃机车担任客运任务，这种机车运能结构简单，完全靠柴油作为动力主能源进行牵引。我段从2011年开始陆续投入和谐型机车，直到2014年9月份HXD3C型机车已大规模投入使用。截至目前，我段客运线路70%已由和谐机车牵引。

由于从9月份开始大量投入HXD3C型替换DF4K和DF4D型客运机车，因此，以2014年二、三季度运输数据资料对比见表1。

从表1不难看出，以内燃机车为主牵引客运运输任务的二季度，牵引工作量为175.12亿吨，单耗为22.44千克标煤/万吨公里，而以和谐型（HXD3C）机车为主牵引客运任务的三季度，牵引工作量增长为203.32吨，增长率为16%，而单耗反而下降为20.11千克标煤/万吨公里，下降了10.38%，这就是电力机车节能优势综合反应产生的效果。

其次，从以上内燃机车和电力机车的单耗对比中很容易看出，电力机车单耗不足内燃机车的1/3，也就是说每万吨公里工作量电力机车比内燃机车节约近60%的标煤，而和谐机车（HXD3C）的牵引力水平为7200KW，内燃机车（DF4K）牵引力水平不足2100KW，牵引力水平和谐机车为内燃机车的3.4倍。因此，和谐机车取代内燃机车后，牵引力水平大大的上升，而能源单耗（折算标煤后对比）却反而下降了，节能降耗作用明显。

另外，冬季内燃机车整备时还需打温，打温也是造成机车能耗的又一因素，打温是为了冬季内燃机车停留时达到柴油机的规定温度而进行的惰速运转，我段每年打温用油近75吨，而HXDC型机车无需打温，节能降耗水平可想而知。

2.环保优势分析。

（1）减排成效。近年来，华北地区空气质量恶化，雾霾天气逐渐增多，危害加重，据环保资料统计，影响空气质量因素共五个方面：燃煤、燃油、燃烧、尾气和扬尘，这些危害物中的化学成分，主要是二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒等。以前，作为铁路主要牵引动力的内燃机车，是铁路运输业废弃污染的主要动态产生源，因为内燃机车为热动力机车，动力核心为柴油机，以柴油为主燃料，所燃放和排放的废气是影响空气质量的主要因素，也是造成雾霾天气的罪魁祸首，据环保资料可查：一吨柴油燃烧排放的有害气体需要1.34万立方米新鲜空气稀释才能使空气质量达标，目前，我段正不断地以和谐机车大规模取代内燃机车，电力机车主要靠接触网供电获取机车牵引动力，无需燃料，不排放有害气体和废油，不但对运行区段不会造成环境污染，而且极大地改善了列车通过区段的周围环境空气质量。我段2013年一年使用燃油5.9万吨，就以一年减少用柴油约5万吨计算，据参考资料类比计算，我段每年可减少氮氧化物排放量950吨，减少二氧化硫排放量160吨，减少烟尘排放量760吨，对整个运行区段的生态环境、动植物及人类的生存环境都有很大的改善，减排效果显著。

（2）机车检修、整备污燃因子分析。机车在段检修修程比较多的是中修和小辅修，内燃机车中修修程为30万公里，小辅修为2～3万公里，而和谐机车中修修程约为50万公里，小辅修为2～4万公里，就中修修程比较和谐机车是内燃机车的1.67倍，中修修程加大，中修次数明显减少。

机车检修过程中产生的含油污水是铁路的主要污燃源，多种有害化学药品混合物的冷却水的排放、清洗大部件含油废水的排放、废机油的排放以及内燃机车检修时产生的石油类，化学需氧量（COD）等主要污染物占全局运输污染排放总量的40%以上，而和谐机车上马后，不带有主动力室，检修中的污染因子大幅减少，从东风4型机车和和谐机车中修用油脂量定额比较可见一斑（见表2）。和谐机车中修用油脂量仅为内燃机车的大约3.6%。

3.机车利用效率分析。截至10月份，我段已有20台HXD3C型机车替换DF4K、DF4D型机车担任客运任务，以10月份担任客运任务的两种机型的客运指标作对比（见表3）。

从以上资料的效率指标可以看出，HXD3C型的机车替换DF4K型机车后效益指标明显提高，日产量提高129.2%，日车公里提高205%，技速提高93.6%，而全周转时间明显缩短67.7%，只有列车平牵下降了9.1%。效益指标的大幅上升，离不开HXD3C型机车的使用效率。目前，和谐机车（HXD3C）在我段客运线路的大规模使用，使机车全周转时间明显缩短。以前，我段南北同蒲线共投入40对内燃机车担当客运任务，每台牵引机车的技术作业流程都需要出入本段各一次，出入外段各一次，这就相应的产生了机车作业整备时间和乘务员的辅助作业时间，机车全周转时间相应加大。随着机车转型的改革步伐，仅2014年一年就有18对机车由和谐车替换，由于HXD3C良好的牵引性能和动力源性能，每台HXD3C机车几乎在客运任务结束后既不回本段也不入外段进行作业整备，直接站接投入下一客运运输任务。这一点从今年司机交回的报单中体现的尤为明显，几乎每张报单无回库点，直接站接投入下一周转运行，大大缩短了机车全周转时间，提高了机车使用效率；同时缩短了乘务员的辅助作业时间，减少人力资源，降低了工资成本。
但是，在大部分效益指标大幅上升的同时，列车平牵指标却有些下滑，究其原因主要是由于HXD3C型机车替换的是客运线路内燃机车，客运线路大多数为图定的客运任务，牵引工作量变化不大，这就使大马力的HXD3C型机车很难发挥出它的良好牵引性能优势，虽然它的牵引性能是DF4K型机车的3.4倍，但客运任务的牵引工作量基本是固定的，所以牵引力水平有些浪费，存在一种“大马拉小车”现象，应引起我们的重视。

二、货运方面（HXD1替换SS4）

1.效益指标上升。从2014年1月份开始，我段在太中银主货运线路陆续投入使用20台HXD1型机车，担当起了太中银线的大部分的货运任务，逐步淘汰了运用多年的SS4型机车，以下为太中银线2014年1-10月份以HXD1型机车为运输主力的主要运输指标和2013年1-10月份以SS4型机车为运输主力的主要运输指标对比表（表4）。

以上数据表明，太中银线HXD1型机车替换SS4型机车后，重联率显著下降，机车运用台日数减少833.7个台日，而牵引总重吨公里却增加了175083.7万吨，日产量上升50.16%，平牵上升0.33%，单耗增加了38.16%，这些数据表明，HXD1型投入使用后，不仅大大节省了机车使用台日，而且运输日产量指标明显上升，虽然单耗指标有所上升，但单耗上升的比率远不及日产量上升比率。因此，太中银线HXD1型机车替代SS4型机车后，效益提高显著。

各项效益指标的上升，究其原因主要是：HXD1型机车牵引功率为9600KW，而SS4型机车牵引功率为7200KW，而太中银线定轴为4500吨，一台SS4型机车单独牵引不了满轴的4500吨的货物列车，列车载重接近满轴时只能使用SS4型机车双机牵引，这就是太中银线重联机车多的缘故，而HXD1型机车的牵引力为9600KW，单台机车完全能胜任4500吨货物满轴水平，无需双机牵引。因此，HXD1型替换SS4型机车后，运用台日减少20%，而牵引工作量却增加了20.1%。

2.成本下降。重联率的大幅下降，运用台日减少的同时，乘务员作业人数也在显著减少，太中银线每天开行30对货物列车，由于大量的重联机车，以前每天需派乘务员56班，就按乘务员每班至少两人计算，每天至少需要112位乘务员，而目前的HXD1型机车单台机车牵引，使太中银线每天减少为34班，合计约64人就能完全胜任太中银线货运任务，节省了44人；按全年每位乘务员12万元劳动工资约算，仅工资成本就节约528万元。同时，HXD1型机车上马后，机车运用台日减少了833.7个台日，台日投入减少20%，机车运用成本降低显著。

三、建议与对策

1.尽量利用HXD3型机车担任货物列车。HXD3C牵引功率为7200KW，而DF4K为2100KW，而据1—10月份客运效益指标对比，平牵指标下降了，主要是由于客运任务比较平均，HXD3C型机车发挥不出它的大马力优势，它的牵引力水平为DF4K的3.4倍，而客运任务是基本固定的，变化不大，因此，HXD3C型机车牵引客车有些浪费，大马拉小车现象严重，应考虑HXD3C型机车尽量拉一些货物列车，而用其它电力机车代替客运DF4K、DF4D机车，达到运输资源的合理调配。

2.扩大重载列车开行。据2014年1—10月货运报表资料统计，货运机车欠編2393次，欠編吨公里为180397千吨公里，而其中太中银线的欠重次数达62次，欠重吨公里为104272千吨公里，由此可见HXD1型的欠編列车开行较普遍，大功率优势没有得到完全发挥，增运增收空间仍很大，同时，根据太中银线定轴为4500吨，而1—10月份HXD1型平牵为3617吨，比图定低883吨，欠編现象严重，因此，应加强运输组织，提高列车编组质量，杜绝欠轴列车的运行，最大化发挥HXD1型的大马力优势，扩大重载开行，以期增运增收。

3.乘务员操作水平亟待提高。和谐机车的上马给机车乘务员带来了新的挑战，内燃机车使用了多年，大部分乘务员在机车转型时对新机车无论从操作技能还是故障应急处理能力都还有所欠缺。虽然进行了许多的技术培训，但很难一下子完全驾轻就熟，需进一步加强和谐机车的学习和培训，以期达到游刃有余的水平。

4.提高和谐机车的检修保养水平。从1—10月份，根据我段检修资料可知，和谐机车机破9件，只有1件为和谐机车故障，其余8件全为保养不到位、电子故障、应急处理能力差等原因造成。因此应迅速提高和谐机车的检修和保养水平，提高检修人员、保养人员的技术作业水平，加强技术业务培训，使和谐机车更好地为运输生产服务。

5.细化和谐机车的电量核算制度。和谐机车的运输成本支出主要为接触网的电量清算，目前，支付接触网电量属于机车支出的一大部分，也是反映机车效率的一大指标，目前安装在电力机车上的能耗计量器具不太准确，而且故障率高；另外电量交接量原始数据的产生全靠乘务员填写，填写数据极不准确，应建立第三方的监督机制。现行清算办法，均不以实际耗电量进行清算，只能以运输周转量代替实际消耗量的折中方法来计算接触网电费，这就造成电耗数据部分的不准确，直接影响到机车运输支出。因此，完善细化和谐机车的电量填写和核算制度迫在眉睫。

综上所述，和谐机车上马给我段运输生产带来了全新的变化，在全面提高了机车运营效率、降低运输成本的同时也给我们带来了新的挑战，我们应积极行动起来，迎接挑战，使和谐机车能够更好地为运输生产服务。

参考文献：

[1] 王天宁，丁魏.从电力机车的应用看节能减排的成效.上海节能，2009（3）

[2] 王艳萍.新的铁路乘务方式下如何提高企业效益.经济师，2014（8）