电力机车的
王天宁，丁巍
（上海铁路局，上海２０００７１）
节能漓排成效
摘要：从电力机车的运用出发，分析铁路电气化后节能减排的成效，论证铁路电气化发铁路运输具有单位运输能耗低，占地少、效率高、污染小等比较优势。铁路机车牵引主要有三种方式：蒸气机车牵引、内燃机车牵引和电力机车牵引。电力机车与蒸气机车、内燃机车相比，不仅具有功率大、速度快、过载能力强的特点，在合理利用资源与保护生态环境等方面也具有不可比拟的优势，是铁路现代化发展的主要方向。
１电力机车在节能方面的优势１．１平均热效率高
电力机车牵引所用的电能属二次能源，转化方式多样，因而可以综合利用资源，特别是可以利用水力资源、核能资源和天然气资源等，即使是由火力发电站供电，也可以使用劣质煤或重油，从能源利用多元化上，电力牵引具有无法比拟的优势，如果考虑电力传动或液压传动部分损失，内燃机车的平均热效率仅为２６％，而电力机车的平均热效率为
２
８％，若是利用太阳能或核能发电则电力机车的平
均热效率更高。因此，从提高能源利用效率，减少热损方面，大力发展电力机车牵引，对铁路运输的节能降耗工作有着重大意义。１．２再生制动技术
再生制动是将牵引电动机变成发电机后发出的电能，通过接触线或第三轨反馈回铁路供电系统，所回馈的电能可供其他机车使用。相比传统的机械制动方式，交流调速、再生制动系统具有能量再生利用、减低制动噪声等优点，节能环保效果明显。在能效利用率上，再生制动要比内燃机车常用的空气制动方式要高得多，以“和谐号”动车组为例，当它时速从２００公里降到９０公里时，完全是靠电机反向旋转来制动，利用它的巨大惯性动力带动发电机产生电能，并输入电网，只有当它时速降到９０公里以下，才使用机械刹车，这样不会产生尖啸的噪音和列车晃动，可谓一举两得。
万方数据
展在节能环保方面的优越性，并指出了铁路未来的发展要求和发展方向。
关键词：电力机车；电气化铁路；节能减排
１．３机车商供电
电力机车直供电系统的基本原理是通过从机车变压器抽头绕组输出交流电，经整流滤波后输出ＤＣ６００Ｖ＋５％电压，以满足客车车厢空调、取暖、照明等设备用电需要，从而完全取代了柴油发电车。电力机车直接从电网取电，经过变压整流后向列车供电，是一种环保能源的直供，能源利用率高，损耗少。而柴油发电车是利用柴油燃烧，通过在热能、化学能等多种能源之间的转换而来，能源利用率低、损耗大。
２电力机车在环保方面的优势２．１机车运行时２．１．１废气污染控制
作为目前铁路主要牵引动力的内燃机车，是铁路运输业废气污染的主要动态产生源，内燃机车废气造成的空气污染，对整个运行区段的生态环境、人体、植物、动物、气候都有影响。根据资料统计，１吨柴油燃烧排放的有害气体需要１．３４万立方米的
新鲜空气来稀释才能使空气质量达标，而电力机车
依靠接触网上送来的清洁电能获得动力，本身不带原动机，不燃油，不产生，排放有害气体和废油，不但对运行区段不会造成环境污染，而且极大地改善了机车乘务员和沿线工务养路职工的劳动条件。据测算，以电代油战略实施后，我局每年可减少机车用柴油４万余吨，按经验法计算，每年可减少氮氧化物排放７６０吨，减少二氧化硫排放１２
８吨，减少
烟尘排放６０８吨。
２．１．２机车司机室噪声控制
铁路产生的噪声主要有：列车运行轮轨噪声、机车动力噪声，机车鸣笛噪声、空气动力噪声，其它机械噪声等。当内、电机车在运行时速大体相等且不进行机车鸣笛时，运行噪声是大致相等的。但内燃机车在机车柴油机运转产生的噪声相对较高，且其噪声是随着柴油机功率升高而增大；而电力机车由于本身不带原动机，在机车动力噪声方面是最轻的。电力机车运行时，司机室的噪声大致为８２～８７ｄＢ，而相同情况下内燃机车司机室的噪声大致为１００～１０８ｄＢ，高于电力机车的机车噪声。因此，电力机车司机室噪声控制优势实现了“以人为本，创建和谐铁路”的环保理念，改善了机车司机生产作业环境。２．１．３振动控制
铁路振动主要由列车运行过程中轮轨激励产生，主要与轨道结构，列车轴重、运行速度等因素有关。在线路、轨道结构、运行速度相同的情况下，由于电力机车和动车组因轴重轻等优势，较内燃机车引起的环境振动更小。监测数据表明，相同运行条件下，当列车运行时速１６０公里时，动车组在中心轨道３０米处Ｚ振级较内燃机车降低约１０～２０ｄＢ。２．２机车检修时
内燃机车检修时产生的含油废水是铁路主要的固定污染源。每年，由于机车检修而产生的石油类、化学需氧量等主要污染物占全局污染物排放总量的４０％以上。电力机车运用后，在检修过程中产生的污染因子减少，尤其是石油类污染物，减少幅度较大。
从表ｌ可以看出，电力小，辅修使用油脂４５千克／台，不足内燃机车小，辅修使用油脂的１／３，电力中修使用油脂１２３千克／台，仅为内燃中修使用油脂的１．９％。因此，电力机车检修过程中产生的柴油，脂类等污染因子要大大低于内燃机车检修。
万方数据
表１电力与内燃机车检修中油脂使用量
千克
２００６年７月１日，我局管内京沪，沪昆电气化全靠柴油，消耗量大，２００６年上半年，机车用柴油５３５ｌ
７５７万总重吨公里，
公里，较电化前增长４．８９％，能源消耗为４７万吨标准煤，较电化前反而减少１．３９％（参见表２），这主要是由于机车用能结构性调整后，电力机车节能优１个单位的机车走行公里，电力机车要比内燃机车
表２
电气化前电气化后（２００６年上半年）
（２００６年Ｆ半年）内燃机车
内燃机车
电力机车
牵引工作量（万总重吨公里）
１５３５１７５７１５０１９６８５１０８２７３１能耗总量（吨标准煤）
４８１６０７
４６３１３４
１１７８９
单耗
３１．３７３０．８４１０．８９
（千克标准煤／万总重吨公里）
慢旧苎田幡一隍㈨慷一偿㈤
３企业引入电力机车后的主要变化３．１能耗增幅有所控制
铁路陆续开通，引入电力机车牵引，一通道内燃机车工作量逐步由电力机车担当，并实行跨段、跨局机车交路。电气化前，我局机车用能结构单一，完３３万吨，完成牵引工作量１
能源消耗量为４８万吨标准煤。２００６年下半年，引入电力机车后，完成牵引工作量１６１０２４１６万总重吨势综合反应后产生的效果。据报表统计，电力机车平均牵引总重比内燃机车高近５００吨／列，能源单耗却只有内燃机车的１／３左右，也就是说，每完成㈤
少消耗６０％左右的标准煤。因此，以电代油后，机车工作量有所上升，折算标煤能耗却反而下降了，节能降耗作用明显。３．２节能减排指标双降
２００７年４月ｌ８日，铁路第六次大提速，机车牵
４展望
电气化铁路的发展，提高了机车能源利用率，
减少了污染排放，生产模式从粗放型向集约型转变，在运能运量和生产力得到快速提高的同时，对能源资源消耗、污染物排放实现了有效控制，从而带来了铁路企业节能减排工作的新飞跃。
“十一五”期间是落实科学发展观、加快建设资源节约型社会、实现铁路跨越式发展的关键时期，至２０１０年，全路将建设新线１７０００公里，既有线电气化改造１５０００公里，电化率将达到４５％，上海局是铁路建设的主战场，面临东部铁路率先实现现代化的重要机遇期，。十一五”后三年建设总投资将超过２８００亿元，沪宁城际和沪杭，宁杭，杭甬，合蚌客专等一大批电气化项目都将付诸实施，届时，全
局将建设新线５２００公里，其中客运专线２９００公里
引中电力牵引的比重进一步增加，快捷便利的“和谐号”动车组投入运营，在上海铁路局管内长三角地区逐步实现了铁路客运公交化的同时，也带来了铁路节能减排的新飞跃。全年我局完成旅客发送量首次突破２亿人次大关，客货换算周转量２ｌ７３４２百万换算吨公里，创历史新高，同比升幅为１．７２％，全局消耗各种能源折合标煤ｌ０６．９万吨，能耗总量同比下降７．３万吨，降幅为６．３９％。单位营业收入综合能耗完成０．３９吨标煤／万元，同比下降０．０７吨标煤／万元，单位营业收入节能率为１５．２％，环保化学需氧量与二氧化硫双双减排，同比分别下降３．８６％和９．２８％，实现了增产不增能、增产减排的良好发展趋势，尤其是通过电气化建设、改变了机车能耗结构，提高了能源使用效率，降低了机车综合单耗，使全局能耗总量，在最近几年来首次实现了下降，虽然不能算是大幅度改变，但却是一个重大突破。至此，以污染减排指标双降为标志，２００７年，可以称之为上海铁路局节能减排的“拐点之年”。
（含城际线）；既有线电气化改造３０００公里。至２０１０年全局电化率将达到７４％，电力机车将作为我局运输主体机车，节能减排的前景将更加美好。
大力发展铁路轨道交通符合中国的能源安全和节能减排战略。我们将围绕“运能充足、装备先进、安垒可靠、管理科学、节能环保、服务优质、内部和谐”为主要内容的和谐铁路建设目标任务，为实现铁路“十一五”节能减排目标任务做出更大贡献。■
厂
第四届中国环博会
将于明年上海世博会期间举办
第四届中国环博会将于２
０ｌ
０年５月４日至６日在上海新国际博览中心举办。本届中
１
国环博会将和５月１日开幕的２００年上海世博会同期开展，令众多展商和观众能够在参
与环博会之外获得参与世博会的机会。
第四届中国环博会以环保解决方案为主线，将采用全新的展会外观设计方案，突出展会品牌，为展商和观众创造更多的价值。
中国环博会是亚洲范围内供水和污水处理，废弃物处理与回收利用，大气治理、环境技术和环境友好能源等领域内的顶级专业博览会。展会为来自中国及国际环境领域的专家提供了一个极佳的商务合作及交流平台，展会同期还将举办一系列高水准的研讨会。
此次中国环博会是２０
ｌ
０年第十六届德国慕尼黑国际环博会的子展会。第十六届德国
ｌ
慕尼黑国际环保、能源和资源综合利用博览会将于２０
０年９月１３日至ｌ７日在新慕尼黑
展览中心举行。２００８年该展会曾创纪录地接待了来自４１个国家２６０５家展商以及来自１７０个国家共１２００００的专业观众。
（本刊讯）
万方数据
电力机车的
王天宁，丁巍
（上海铁路局，上海２０００７１）
节能漓排成效
摘要：从电力机车的运用出发，分析铁路电气化后节能减排的成效，论证铁路电气化发铁路运输具有单位运输能耗低，占地少、效率高、污染小等比较优势。铁路机车牵引主要有三种方式：蒸气机车牵引、内燃机车牵引和电力机车牵引。电力机车与蒸气机车、内燃机车相比，不仅具有功率大、速度快、过载能力强的特点，在合理利用资源与保护生态环境等方面也具有不可比拟的优势，是铁路现代化发展的主要方向。
１电力机车在节能方面的优势１．１平均热效率高
电力机车牵引所用的电能属二次能源，转化方式多样，因而可以综合利用资源，特别是可以利用水力资源、核能资源和天然气资源等，即使是由火力发电站供电，也可以使用劣质煤或重油，从能源利用多元化上，电力牵引具有无法比拟的优势，如果考虑电力传动或液压传动部分损失，内燃机车的平均热效率仅为２６％，而电力机车的平均热效率为
２
８％，若是利用太阳能或核能发电则电力机车的平
均热效率更高。因此，从提高能源利用效率，减少热损方面，大力发展电力机车牵引，对铁路运输的节能降耗工作有着重大意义。１．２再生制动技术
再生制动是将牵引电动机变成发电机后发出的电能，通过接触线或第三轨反馈回铁路供电系统，所回馈的电能可供其他机车使用。相比传统的机械制动方式，交流调速、再生制动系统具有能量再生利用、减低制动噪声等优点，节能环保效果明显。在能效利用率上，再生制动要比内燃机车常用的空气制动方式要高得多，以“和谐号”动车组为例，当它时速从２００公里降到９０公里时，完全是靠电机反向旋转来制动，利用它的巨大惯性动力带动发电机产生电能，并输入电网，只有当它时速降到９０公里以下，才使用机械刹车，这样不会产生尖啸的噪音和列车晃动，可谓一举两得。
万方数据
展在节能环保方面的优越性，并指出了铁路未来的发展要求和发展方向。
关键词：电力机车；电气化铁路；节能减排
１．３机车商供电
电力机车直供电系统的基本原理是通过从机车变压器抽头绕组输出交流电，经整流滤波后输出ＤＣ６００Ｖ＋５％电压，以满足客车车厢空调、取暖、照明等设备用电需要，从而完全取代了柴油发电车。电力机车直接从电网取电，经过变压整流后向列车供电，是一种环保能源的直供，能源利用率高，损耗少。而柴油发电车是利用柴油燃烧，通过在热能、化学能等多种能源之间的转换而来，能源利用率低、损耗大。
２电力机车在环保方面的优势２．１机车运行时２．１．１废气污染控制
作为目前铁路主要牵引动力的内燃机车，是铁路运输业废气污染的主要动态产生源，内燃机车废气造成的空气污染，对整个运行区段的生态环境、人体、植物、动物、气候都有影响。根据资料统计，１吨柴油燃烧排放的有害气体需要１．３４万立方米的
新鲜空气来稀释才能使空气质量达标，而电力机车
依靠接触网上送来的清洁电能获得动力，本身不带原动机，不燃油，不产生，排放有害气体和废油，不但对运行区段不会造成环境污染，而且极大地改善了机车乘务员和沿线工务养路职工的劳动条件。据测算，以电代油战略实施后，我局每年可减少机车用柴油４万余吨，按经验法计算，每年可减少氮氧化物排放７６０吨，减少二氧化硫排放１２
８吨，减少
烟尘排放６０８吨。
２．１．２机车司机室噪声控制
铁路产生的噪声主要有：列车运行轮轨噪声、机车动力噪声，机车鸣笛噪声、空气动力噪声，其它机械噪声等。当内、电机车在运行时速大体相等且不进行机车鸣笛时，运行噪声是大致相等的。但内燃机车在机车柴油机运转产生的噪声相对较高，且其噪声是随着柴油机功率升高而增大；而电力机车由于本身不带原动机，在机车动力噪声方面是最轻的。电力机车运行时，司机室的噪声大致为８２～８７ｄＢ，而相同情况下内燃机车司机室的噪声大致为１００～１０８ｄＢ，高于电力机车的机车噪声。因此，电力机车司机室噪声控制优势实现了“以人为本，创建和谐铁路”的环保理念，改善了机车司机生产作业环境。２．１．３振动控制
铁路振动主要由列车运行过程中轮轨激励产生，主要与轨道结构，列车轴重、运行速度等因素有关。在线路、轨道结构、运行速度相同的情况下，由于电力机车和动车组因轴重轻等优势，较内燃机车引起的环境振动更小。监测数据表明，相同运行条件下，当列车运行时速１６０公里时，动车组在中心轨道３０米处Ｚ振级较内燃机车降低约１０～２０ｄＢ。２．２机车检修时
内燃机车检修时产生的含油废水是铁路主要的固定污染源。每年，由于机车检修而产生的石油类、化学需氧量等主要污染物占全局污染物排放总量的４０％以上。电力机车运用后，在检修过程中产生的污染因子减少，尤其是石油类污染物，减少幅度较大。
从表ｌ可以看出，电力小，辅修使用油脂４５千克／台，不足内燃机车小，辅修使用油脂的１／３，电力中修使用油脂１２３千克／台，仅为内燃中修使用油脂的１．９％。因此，电力机车检修过程中产生的柴油，脂类等污染因子要大大低于内燃机车检修。
万方数据
表１电力与内燃机车检修中油脂使用量
千克
２００６年７月１日，我局管内京沪，沪昆电气化全靠柴油，消耗量大，２００６年上半年，机车用柴油５３５ｌ
７５７万总重吨公里，
公里，较电化前增长４．８９％，能源消耗为４７万吨标准煤，较电化前反而减少１．３９％（参见表２），这主要是由于机车用能结构性调整后，电力机车节能优１个单位的机车走行公里，电力机车要比内燃机车
表２
电气化前电气化后（２００６年上半年）
（２００６年Ｆ半年）内燃机车
内燃机车
电力机车
牵引工作量（万总重吨公里）
１５３５１７５７１５０１９６８５１０８２７３１能耗总量（吨标准煤）
４８１６０７
４６３１３４
１１７８９
单耗
３１．３７３０．８４１０．８９
（千克标准煤／万总重吨公里）
慢旧苎田幡一隍㈨慷一偿㈤
３企业引入电力机车后的主要变化３．１能耗增幅有所控制
铁路陆续开通，引入电力机车牵引，一通道内燃机车工作量逐步由电力机车担当，并实行跨段、跨局机车交路。电气化前，我局机车用能结构单一，完３３万吨，完成牵引工作量１
能源消耗量为４８万吨标准煤。２００６年下半年，引入电力机车后，完成牵引工作量１６１０２４１６万总重吨势综合反应后产生的效果。据报表统计，电力机车平均牵引总重比内燃机车高近５００吨／列，能源单耗却只有内燃机车的１／３左右，也就是说，每完成㈤
少消耗６０％左右的标准煤。因此，以电代油后，机车工作量有所上升，折算标煤能耗却反而下降了，节能降耗作用明显。３．２节能减排指标双降
２００７年４月ｌ８日，铁路第六次大提速，机车牵
４展望
电气化铁路的发展，提高了机车能源利用率，
减少了污染排放，生产模式从粗放型向集约型转变，在运能运量和生产力得到快速提高的同时，对能源资源消耗、污染物排放实现了有效控制，从而带来了铁路企业节能减排工作的新飞跃。
“十一五”期间是落实科学发展观、加快建设资源节约型社会、实现铁路跨越式发展的关键时期，至２０１０年，全路将建设新线１７０００公里，既有线电气化改造１５０００公里，电化率将达到４５％，上海局是铁路建设的主战场，面临东部铁路率先实现现代化的重要机遇期，。十一五”后三年建设总投资将超过２８００亿元，沪宁城际和沪杭，宁杭，杭甬，合蚌客专等一大批电气化项目都将付诸实施，届时，全
局将建设新线５２００公里，其中客运专线２９００公里
引中电力牵引的比重进一步增加，快捷便利的“和谐号”动车组投入运营，在上海铁路局管内长三角地区逐步实现了铁路客运公交化的同时，也带来了铁路节能减排的新飞跃。全年我局完成旅客发送量首次突破２亿人次大关，客货换算周转量２ｌ７３４２百万换算吨公里，创历史新高，同比升幅为１．７２％，全局消耗各种能源折合标煤ｌ０６．９万吨，能耗总量同比下降７．３万吨，降幅为６．３９％。单位营业收入综合能耗完成０．３９吨标煤／万元，同比下降０．０７吨标煤／万元，单位营业收入节能率为１５．２％，环保化学需氧量与二氧化硫双双减排，同比分别下降３．８６％和９．２８％，实现了增产不增能、增产减排的良好发展趋势，尤其是通过电气化建设、改变了机车能耗结构，提高了能源使用效率，降低了机车综合单耗，使全局能耗总量，在最近几年来首次实现了下降，虽然不能算是大幅度改变，但却是一个重大突破。至此，以污染减排指标双降为标志，２００７年，可以称之为上海铁路局节能减排的“拐点之年”。
（含城际线）；既有线电气化改造３０００公里。至２０１０年全局电化率将达到７４％，电力机车将作为我局运输主体机车，节能减排的前景将更加美好。
大力发展铁路轨道交通符合中国的能源安全和节能减排战略。我们将围绕“运能充足、装备先进、安垒可靠、管理科学、节能环保、服务优质、内部和谐”为主要内容的和谐铁路建设目标任务，为实现铁路“十一五”节能减排目标任务做出更大贡献。■
厂
第四届中国环博会
将于明年上海世博会期间举办
第四届中国环博会将于２
０ｌ
０年５月４日至６日在上海新国际博览中心举办。本届中
１
国环博会将和５月１日开幕的２００年上海世博会同期开展，令众多展商和观众能够在参
与环博会之外获得参与世博会的机会。
第四届中国环博会以环保解决方案为主线，将采用全新的展会外观设计方案，突出展会品牌，为展商和观众创造更多的价值。
中国环博会是亚洲范围内供水和污水处理，废弃物处理与回收利用，大气治理、环境技术和环境友好能源等领域内的顶级专业博览会。展会为来自中国及国际环境领域的专家提供了一个极佳的商务合作及交流平台，展会同期还将举办一系列高水准的研讨会。
此次中国环博会是２０
ｌ
０年第十六届德国慕尼黑国际环博会的子展会。第十六届德国
ｌ
慕尼黑国际环保、能源和资源综合利用博览会将于２０
０年９月１３日至ｌ７日在新慕尼黑
展览中心举行。２００８年该展会曾创纪录地接待了来自４１个国家２６０５家展商以及来自１７０个国家共１２００００的专业观众。
（本刊讯）
万方数据