以设备改造促进企业节能减排增效

陈 斌

（中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉 430040）

0 引言

在我国的公路桥梁工程施工中，传统的施工技术和设备已经不能够满足当代人们对工程质量、工期和节能降耗的要求，而且在施工过程中因为施工技术和设备的局限性，对施工的进度影响很大，导致这个环节成为整个工程的质量隐患，而且无法达到节能的指标，所以对施工设备的创新已成为施工单位的重点问题。在施工中应严格监管施工人员的操作标准，保证施工质量，在现有技术和质量不变的前提下，完成设备的改造。

1 碎石桩机的节能减排

使用碎石桩施工技术进行施工之前需要先开展试桩施工，这一工序的主要目的在于确保工程设计所规定的单只桩基的承受能力能够符合地基的受力能力，在试桩的过程中对碎石桩的贯入时间以及深度、碎石的压入数量进行记录，从而确定合适的施工方案，确保后续大面积的碎石桩机施工工作能够实现节能减排的目的。

由于此项目的地质勘察报告和施工现场的地质条件存在不符合的状况，所以需要使用引孔桩机来进行实验，经现场核实：淤碎石桩一队和二队。引孔桩机耗电量0.78 kW·h/m（1 m引孔需0.79 kW·h）。沉管桩机（碎石桩机）耗电量0.66 kW·h/m；于碎石桩三队，引孔桩机耗电量0.29 kW·h/m（1 m引孔需0.79 kW·h）。沉管桩机（碎石桩机）耗电量0.9 kW·h/m；盂碎石桩一队和二队设备选型，引孔桩机主电机功率75 kW与90 kW，非变频设备，沉管桩机主电机功率60 kW，75 W，90 kW，非变频。榆碎石桩三队设备选型，引孔桩机主电机功率150 kW，变频设备，沉管桩机主电机功率110 kW，非变频。

在对试验结果进行统计调查后可以发现，最佳的碎石桩机施工作业方案为：先使用变频150 kW引孔桩机来进行引孔施工，然后再使用功率为75 kW的沉管桩机进行进一步的施工。

2 热风机节能改造方案

2.1 改造原因

施工热风机是在各种建筑、桥梁等施工场所使用的热风机，主要用途是对一些正在施工的工商业场所和建筑桥梁等一些空间较大的地方进行采暖，也可以用于干燥一些工业产品。顾名思义，施工热风机和工程热风机的使用目的都是一样的，为了对空气进行加热，其采暖方式有辐射、热风、对流等，能源的选择也有很多，普通的煤炭、燃油、燃气、燃油等。在各种采暖方式中，空气采暖是比较方便的。目前各项目施工中施工热风机基本是传统型号，需要较高的启动电流，固定分级导致电能损耗，自动化程度较低，功率占比较大，对其进行改造节能很有必要。

2.2 热风机节能方案

热风机的节能改造可以通过变频技术的介入来实现，利用变频技术进行改造后，可以实现热风机的无级变速和智能变频，在开启和关闭时对电流的损耗将减少到最低。热风机的电机运转功耗将由变频调节装置直接操控，从功率方面降低了能耗，减少了无用功的消耗。通过变频器的改造增加节电效果，不仅提升了使用的安全性，还能提高供电的质量和节省能源。在变频器的使用过程中，需要在出风口改装流量计，通过对出风量的数值进行对变频器的控制，使其可以自动调节转速和功率，使其可以在施工中自动根据要求对功率进行调节。目前我国风机功率大多为220 kW，假设每天工作15 h，每月30 d，改造前一年的耗电量大约为90万kW·h，改造后可以大幅度减少功耗，通过对改造成本的计算和改造后的能耗差异计算，每年大约能节省25万kW·h的电能费用。

3 空压机节能改造方案

3.1 改造原因

空压机与水泵构造相似。大多数空压机是往复活塞式、旋转叶片或旋转螺杆。而传统的螺杆式空压器在使用过程中不仅自身电能消耗较多，且无用消耗也比较严重。在具体的施工过程中，通过不同施工状况需要改变空压机的负荷，这种情况会增加电能的加速消耗，特别是在施工环境比较复杂的情况下，空压机负荷的变化频率十分不稳定。不仅如此，空压机自身的功率就比较大，多在132 kW以上，启动电流需求量比较高，对电压的影响较大，有时会对供电网线造成损伤，影响施工效率。因此，对空压机的节能改造空间比较大。

3.2 空压机的节能方案

通过对空压机电能损耗的分析可以得知，对其改造应该从调整功率方面入手，对变频器调整进行对空压机的节能改造，首先，要通过设定变频器的电压工作值，通过工作值确定现场需要的风压，加入风压传感器，通过传感器的数据使变频器自动对功率进行调节，传播信号进行对电机转速的控制，根据风压的要求，通过一系列数据的采集和传播，实现自动对电机转速的控制，并且始终保持空压机的工作效率，完成“需求量和供给量持平”的理念，节能效果显著。其次，可以根据隧道桥梁工程的施工要求，对施工现场的空压机进行数量控制，每台空压机都安装变频器，实现单一控制。或者改造空压机站，实现全部空压机均由单一变频器进行统一控制，自动根据传感器采集的风压控制空压机组的工作数量和工作效率，保证空压机工作的稳定性和统一性。假设每天工作的空压机为4台，功耗均为132 kW，每天工作5 h，1个月工作30 d，其电能消耗每年大约80万kW·h。经过改造后，每年可节省20%左右的电能，消耗费用加上改造费用和节省费用，改造后的空压机可以实现每年节省14万元人民币的电费。

4 拌合站节能方案

4.1 改造原因

拌合站是工业建设中用于土建搅拌施工等大型机械的统称，可以用于高等级公路、城市道路、桥梁隧道的基层稳定土施工。拌和站细分为稳定土拌合站、水稳拌合站、沥青拌合站、混凝土拌合站等类别。拌合站工作过程中，需要配套的电机组一起工作，在启动后运转等待时间较长，白白浪费能源。

4.2 改造方案

通过安装变频器进行改造。对拌合机及相关设施分别安装变频器，拌合机和变频器采用2:1比例的控制，通过拌合站生产工艺的要求对变频器进行设定，使拌合机和组成部分协调性增加，提高生产效率，并且达到安全节能的目的。通过变频器的合理使用降低拌合机的空转耗能，不但能提高拌合机的工作效率和质量，还能提升工作的整体稳定性，减少安全隐患，节能效果显著。在项目施工过程中，1个拌合站大约配备2套拌合机，采用同时运行的方式，平均消耗功率约150 kW。设定每天工作8 h，1个月工作30 d，电费1元人民币/（kW·h），每年耗电费用约为34万元人民币，进行改造之后，节能约30%，即电力费用上每年可以节省12万元人民币，再加入改造费用和生产线变频器的安装费用，拌合站的改造实际每年可以节省10万元人民币。

5 信息化节能监控

5.1 信息化数据

随着科技的进步，信息技术遍布于生活的各个领域，在施工过程中，应配备对设备改造后的具体数据的统计系统，在信息技术的支持下，应对能源消耗的数值进行严格的采集和分析，利用信息技术对每台改装的设备安装远程电度表，严格控制各改造设备的具体功耗，包括流量计的合理使用，采集各类设备的运转数据，包括开启时间、空转时间、电能消耗、流量消耗等，这些数据通过信息技术共享到计算机系统中，计算机会自动生出各类设备的具体功耗表格，每天记录并叠加，经过一段时间后与最开始的数据进行对比分析，得出具体的节能效果。

5.2 大数据分析

长期累计的数据通过不断的对比和总结，得出一系列各个设备在某一施工流程中的耗能情况，如空压机每平方米的耗电量、热风机根据流量划分的耗电量、拌合机每平方的耗油量等，所有耗能数据都会通过一段时间的累计和分析形成庞大的数据库，根据这个数据库进行对所有改造设备具体消耗的统计和对比。施工方还可以根据这个流程进行成本预算，通过对设备的改造形成企业内部的大幅度节能，提高生产效率和经济效益，不仅对社会环境做出了贡献，更为企业的可持续发展奠定了基础。

6 结束语

在企业对某一项目的正式施工前，对相关设备进行节能改造是增强企业经济效益的有效方式之一，不仅能够降低机械成本，更为日后的可持续发展奠定了基础。企业只有不断跟着市场大方向，选择和改造更加节能安全的技术和设备，不断增加工作效率和经济效益，才能使企业走的更远更好。