時(shí)間：2023-08-15 16:54:57
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【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè)機(jī)械；拖拉機(jī)；節(jié)能；環(huán)保；技術(shù)推廣拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要工具，拖拉機(jī)的能源消耗占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能源消耗的比重較大。作好拖拉機(jī)的節(jié)能減排，可降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民收入，減少污染物的排放，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。拖拉機(jī)的節(jié)能減排主要通過(guò)提高燃油利用率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，減少發(fā)動(dòng)機(jī)有害物質(zhì)的排放，對(duì)排放的尾氣進(jìn)行循環(huán)利用，利用化學(xué)手段對(duì)有害排放物進(jìn)行無(wú)害化處理。主要的技術(shù)包括渦輪增壓技術(shù)，高壓共軌技術(shù)，廢氣再循環(huán)技術(shù)，催化脫硝技術(shù)等。
1.渦輪增壓技術(shù)
（1）渦輪增壓的原理，渦輪增壓技術(shù)現(xiàn)在主要用的是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸?？諝獾膲毫兔芏仍龃罂梢匀紵嗟娜剂?，相應(yīng)增加燃料量就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。
（2）渦輪增壓的特點(diǎn)是，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大20%-30%。由于渦輪增壓器回收了廢氣的能量，增加了進(jìn)氣量，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率和熱效率，安裝渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗降低5%-10%，安裝渦輪增壓后，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲相對(duì)減少，排氣煙度及排氣中的有害成分也減少，減少了污染。
（3）渦輪增壓的主要部件，渦輪增壓比傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)增加的主要部件包括渦輪增壓器和中冷器，中冷器：是增壓系統(tǒng)的一部分。當(dāng)空氣被高比例壓縮后會(huì)產(chǎn)很高的生熱量，從而使空氣膨脹密度降低，而同時(shí)也會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高造成損壞。為了得到更高的容積效率，需要在注入汽缸之前對(duì)高溫空氣進(jìn)行冷卻。這就需要加裝一個(gè)散熱器，原理類似于水箱散熱器，將高溫高壓空氣分散到許多細(xì)小的管道里，而管道外有常溫空氣高速流過(guò)，從而達(dá)到降溫目的（可以將氣體溫度從150攝氏度降到50攝氏度左右）。由于這個(gè)散熱器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器之間，所以又稱作中間冷卻器，簡(jiǎn)稱中冷器。
2.高壓共軌技術(shù)
（1）高壓共軌的原理，高壓共軌是指柴油機(jī)電控共軌式柴油噴射系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中，高壓油泵和噴油之間有一個(gè)大容積的共軌管，高壓油泵把油輸送進(jìn)共軌管中并維持一定的壓力，共軌管通過(guò)高壓油管與分別與每個(gè)噴油嘴相連，噴油器上的電磁閥控制噴油的開(kāi)始和結(jié)束，噴油時(shí)間與噴油壓力決定噴油量，“高壓”是指噴油系統(tǒng)壓力比傳統(tǒng)柴油機(jī)要高出3倍，最高能達(dá)到200MPa（而傳統(tǒng)柴油機(jī)噴油壓力在60-70MPa），壓力大霧化好燃燒充分，從而提高了動(dòng)力性，最終達(dá)到省油的目的。“電控”是指噴油系統(tǒng)由電腦控制， ECU（俗稱電腦）對(duì)每個(gè)噴油嘴的噴油量、噴油時(shí)刻進(jìn)行精確控制，能使柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性達(dá)到最佳的平衡，而傳統(tǒng)的柴油機(jī)則是由機(jī)械控制，控制精度無(wú)法得以保障。
（2）高壓共軌技術(shù)特點(diǎn)，改善了柴油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和工作可靠性，它比傳統(tǒng)增壓柴油機(jī)燃燒效率提高8%、二氧化碳排放低10%、噪音下降15%，徹底改變了柴油機(jī)在人們心目中“噪音大、冒黑煙”的形象。對(duì)噴油定時(shí)的控制精度高，反應(yīng)速度快，改進(jìn)了柴油機(jī)的調(diào)整控制；柴油機(jī)具有自我保護(hù)功能和故障診斷功能；控制策略靈活。
（3）高壓共軌系統(tǒng)的組成。高壓共軌系統(tǒng)由五分組成，即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執(zhí)行器。
3.廢氣再循環(huán)技術(shù)（EGR）
（1）廢氣再循環(huán)技術(shù)原理，所謂EGR，即Exhaust Gas Recirculation，是廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的英文簡(jiǎn)稱，它的重要功用是將柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣的一小局部再送回氣缸。再循環(huán)廢氣由于具有惰性，會(huì)延緩燃燒過(guò)程，到達(dá)減少NOx的生成量的效果(NOx在高溫富氧的環(huán)境下產(chǎn)生)，EGR對(duì)降低氮氧化物排放十分有效，根據(jù)測(cè)試可發(fā)減少氮氧化物90%以上。最終完成了發(fā)起機(jī)排放程度的提升。
（2）廢氣再循環(huán)技術(shù)的特點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦即ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷(節(jié)氣門開(kāi)度)、溫度、進(jìn)氣流量、排氣流量,溫度控制電磁閥適時(shí)地打開(kāi)，進(jìn)氣管真空度經(jīng)電磁閥進(jìn)入EGR閥真空膜室，膜片拉桿將EGR閥門打開(kāi)，排氣中的少部分廢氣經(jīng)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣混合后進(jìn)入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進(jìn)入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時(shí)氣缸中的溫度，因NOX是在高溫條件下生成的，故抑制了NOX的再次生成，從而降低了廢氣中的NOX的含量。但是，過(guò)度的廢氣參與再循環(huán)，將會(huì)影響混合氣的著火、性能，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，再循環(huán)的廢氣會(huì)明顯地影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速、低速、小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，ECU控制廢氣不參與再循環(huán)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)性能受到影響；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)超過(guò)一定的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及達(dá)到一定的溫度時(shí)，ECU控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，以達(dá)到廢氣中的NOX最低。EGR發(fā)動(dòng)機(jī)要求燃油的硫含量要低于500ppm，柴油中硫含量高，燃油燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳跟水結(jié)合在一起腐蝕EGR通道，導(dǎo)致EGR的損壞。
（3）廢氣再循環(huán)主要零部件，包括ECU、各種傳感器（包括水溫傳感器、進(jìn)氣溫度壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、油門位置傳感器等）、電磁閥、EGR閥等。
4.SCR廢氣脫硝技術(shù)
（1）SCR廢氣脫硝技術(shù)原理，SCR是Selective catalytic reduction 的縮寫(xiě)，是有選擇性催化還原法，在反應(yīng)過(guò)程中，NH3和NOx反應(yīng)生成N2和H2O。
（2）SCR廢氣脫硝技術(shù)的特點(diǎn)，采用尿素-SCR凈化方案的發(fā)動(dòng)機(jī)，其燃油消耗可節(jié)省5%-7%，扣除因使用尿素而增加的費(fèi)用，還有節(jié)油2%-3%的優(yōu)勢(shì)。在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)根本工作環(huán)境下，SCR能降低氮氧化物排放65%-99%。這種技術(shù)適合我國(guó)高含硫柴油。SCR在拖拉機(jī)上的使用需要增加SCR本身的重量，還要增加尿素貯液罐和尿素的重量。
（3）工藝流程。SCR廢氣脫硫裝置主要由尿素水溶液儲(chǔ)罐、輸送裝置、計(jì)量裝置、噴射裝置、催化器以及溫度和排氣傳感器等組成。尿素溶液的噴射量是根據(jù)柴油機(jī)的工況、催化器溫度和環(huán)境狀態(tài)來(lái)精確計(jì)量的。氨氣與NOx發(fā)生催化氧化還原反應(yīng)，將NOx還原為無(wú)害的N2和H2O。
Abstract： In the development of modern agriculture， mechanized production is needed to improve the production efficiency， so as to further liberate rural labor force. In the current production activities in the countryside， the tractor is still an important machinery in agricultural production， and there has been sustained growth in the number of the tractor， which makes the tractor gradually become a pollution source of rural air. Along with the national requirement for energy conservation and emissions reduction of tractor， tractor energy conservation and emissions reduction technology updating and development is extremely urgent. While developing agriculture， the tractor technology is also updated and developed.
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；拖拉機(jī)；節(jié)能減排；技術(shù)
Key words： agricultural machinery；tractor；energy conservation and emissions reduction；technology
中圖分類號(hào)：S219 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）12-0129-03
0 引言
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，國(guó)家對(duì)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展也給予了一定的支持，并且逐步向節(jié)約型農(nóng)業(yè)發(fā)展。農(nóng)機(jī)化是農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展的必經(jīng)之路，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)機(jī)總動(dòng)力變化見(jiàn)下圖。隨著國(guó)家政策的扶持，農(nóng)業(yè)機(jī)械已經(jīng)逐步推廣到廣大農(nóng)村，但是農(nóng)業(yè)機(jī)械油耗高、污染大等問(wèn)題越來(lái)越突出。拖拉機(jī)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中占有很大比例，能源消耗比重非常大。拖拉機(jī)的節(jié)能減排對(duì)農(nóng)業(yè)成本降低、污染物排放等有著積極的意義，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展有著重要的作用。拖拉機(jī)節(jié)能減排可以對(duì)燃油利用、發(fā)動(dòng)機(jī)功率等技術(shù)進(jìn)行改善，同時(shí)要降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放的有害物質(zhì)，尾氣循環(huán)進(jìn)行利用，結(jié)合多種技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的節(jié)能減排。
1 拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)分析
1.1 拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)分析 拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：①柴油發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量較低，較汽油發(fā)動(dòng)機(jī)低30%～40%左右；②柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的二氧化碳、一氧化碳等較汽油發(fā)動(dòng)機(jī)低很大；③柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩遠(yuǎn)大于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
1.2 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)分析 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)能減排的今天具有以下的制約性：①降低油耗的技術(shù)研發(fā)較為困難，這也是當(dāng)前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題；②尾氣排放；柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒方式為富氧燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的氮氧化合物及顆粒控制性較差，對(duì)環(huán)境造成一定的污染；③由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自身對(duì)材料要求相當(dāng)高，這也使得發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量較其他發(fā)動(dòng)機(jī)要大很多；④升功率問(wèn)題；拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)自身質(zhì)量以及體積對(duì)拖拉機(jī)其他功能會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率問(wèn)題也需進(jìn)行深入的研究。
1.3 拖拉機(jī)耗能現(xiàn)狀分析 我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械能源消耗占柴油消耗的30%，機(jī)械化程度達(dá)到了60%，其中拖拉機(jī)的年銷量達(dá)到40W臺(tái)，以洛陽(yáng)拖拉機(jī)廠為例，2014年?yáng)|方紅系列拖拉機(jī)年銷量為8萬(wàn)臺(tái)。其中農(nóng)業(yè)運(yùn)輸耗油量占70%，農(nóng)業(yè)灌溉消耗為10%，由此也能看出，農(nóng)業(yè)耕地及種植耗油率最高。
2 拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排技術(shù)研究
2.1 渦輪增壓 渦輪增壓技術(shù)是一種廢氣渦輪增壓技術(shù)，它通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的慣性重來(lái)推動(dòng)渦輪，然后帶動(dòng)葉輪工作，葉輪將空氣濾清器中的空氣壓送至氣缸。氣缸中空氣的密度及壓力增大能夠促進(jìn)燃料的燃燒，進(jìn)而增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。這種技術(shù)需要在拖拉機(jī)上加裝一個(gè)廢氣渦輪增壓器，在加裝后拖拉機(jī)的公路及扭矩能夠提高20～30%，并且渦輪增壓器能夠回收廢氣，增加發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率及機(jī)械效率。同時(shí)渦輪增壓器能降低大約10%左右的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，也能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣噪音以及廢氣中的有害成分，污染物排放降低不少。
拖拉機(jī)加裝渦輪增壓需要加裝中冷器以及渦輪增壓器。加裝渦輪增壓器后會(huì)壓縮大量的空氣，空氣壓縮后產(chǎn)生熱量，使得空氣膨脹降低密度，同時(shí)造成拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)升溫，嚴(yán)重時(shí)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞。為提高氣缸的容積效率，因此需要將高溫空氣進(jìn)行冷卻然后注入氣缸當(dāng)中。我們可以加裝散熱器來(lái)將壓縮空氣降溫，散熱器與水箱散熱器的原理相類似，將壓縮空氣分散到眾多的管道當(dāng)中，常溫空氣不斷從管道外高速穿過(guò)，就能實(shí)現(xiàn)降溫的目的，高壓高溫空氣在散熱器中溫度能夠從150℃下降至50℃。散熱器通常安裝在拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓器中間，也被我們稱為中間冷卻器或中冷器。
2.2 高壓電控共軌技術(shù) 高壓電控共軌技術(shù)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及組成。高壓共軌是一種新的柴油機(jī)電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的噴油器以及高壓油泵之間存在一個(gè)容積較大的共軌管，燃油經(jīng)高壓油泵傳輸?shù)焦曹壒墚?dāng)中，在穩(wěn)定一定壓力后，共軌管能夠利用高壓油管與每個(gè)噴油嘴分別連接，噴油器電磁閥能夠控制噴油工作的開(kāi)始與結(jié)束，噴油量由噴油的時(shí)間及壓力來(lái)確定。高壓油泵對(duì)燃油產(chǎn)生的噴油系統(tǒng)壓力能夠達(dá)到傳統(tǒng)柴油機(jī)噴油壓力的3倍，燃油壓力最高時(shí)會(huì)達(dá)到200MPa，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)噴油系統(tǒng)能產(chǎn)生最大壓力為70MPa，高壓共軌技術(shù)能夠產(chǎn)生更大的噴油壓力，霧化性能好，柴油的燃燒更充分，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力性的提高以及節(jié)能省油的效果?，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展使得電腦技術(shù)也能運(yùn)用到拖拉機(jī)當(dāng)中，電控指的是由電腦對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行控制，也就是ECU技術(shù)，它能對(duì)噴油系統(tǒng)中的每個(gè)噴油嘴進(jìn)行噴油時(shí)間以及噴油量的精確控制，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)燃油的經(jīng)濟(jì)性以及動(dòng)力要求獲得一個(gè)最佳的平衡，這是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)所不能實(shí)現(xiàn)的。
高壓電控共軌技術(shù)能夠大大改善拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、工作可靠性以及污染物排放等，該技術(shù)與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率提升大約8%，二氧化碳的排放能降低10%，并且發(fā)動(dòng)機(jī)噪音大大降低，能夠?qū)⑦^(guò)去拖拉機(jī)噪聲大、冒黑煙的現(xiàn)象大大改善。并且，電控技術(shù)能夠大大提高噴油系統(tǒng)的控制精度，噴油反應(yīng)快，能夠提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制能力，并且發(fā)動(dòng)機(jī)獲得了自我的故障診斷及保護(hù)功能。高壓電控共軌技術(shù)的使用需要有以下五個(gè)部件構(gòu)成，分別是高壓油泵、高壓油管、共軌腔以及噴油器、電控單元、傳感器等部分構(gòu)成。
2.3 廢氣再循環(huán) 廢氣再循環(huán)技術(shù)簡(jiǎn)稱EGR，也是廢氣再循環(huán)的英文簡(jiǎn)稱。該技術(shù)能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的一部分廢氣重新送回氣缸。廢氣具有一定的惰性，燃燒過(guò)程得到延緩，進(jìn)而減少氮氧化合物的產(chǎn)生。EGR的使用能大大降低氮氧化合物的排放，測(cè)試結(jié)果顯示氮氧化合物的排放減少90%以上。
廢氣再循環(huán)需要電腦（ECU）根據(jù)拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)工作狀態(tài)對(duì)電磁閥開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，一部分廢氣能夠經(jīng)過(guò)電磁閥進(jìn)入到進(jìn)氣系統(tǒng)當(dāng)中，與空氣混合后進(jìn)入氣缸。這部分氣體進(jìn)入氣缸后能降低氣缸在工作時(shí)的溫度。并且氮氧化合物是在高溫環(huán)境下產(chǎn)生，因此，在一定程度上能降低氮氧化合物的產(chǎn)生，進(jìn)而降低氮氧化合物的排放。需要注意的是，當(dāng)廢氣含量過(guò)多時(shí)，混合氣著火的性能就會(huì)受到影響，進(jìn)而發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力也會(huì)受到不少的影響，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)在低速、怠速、冷機(jī)及小負(fù)荷情況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能受到極大的影響。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)低速、怠速、冷機(jī)及小負(fù)荷情況時(shí)廢氣則不能參加循環(huán)，避免影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)達(dá)到一定程度后，ECU控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的啟動(dòng)，并且要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，使得氮氧化合物排放量為最低。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)對(duì)燃油要求較高，柴油的硫含量不能高于500ppm，否則柴油在燃燒后硫與水及二氧化碳相結(jié)合會(huì)腐蝕廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的管道，使得管道受到損傷。
廢氣再循環(huán)系統(tǒng)主要是由車載電腦、傳感器、電磁閥以及EGR閥門等組件構(gòu)成。其中，傳感器包括進(jìn)氣溫度壓力傳感器、水溫傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及油門位置傳感器等。
2.4 顆粒排放的控制 拖拉機(jī)的排放物中還包括顆粒，并且發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)顆粒的排放控制較為困難。我們可以加裝顆粒捕捉器來(lái)對(duì)尾氣中的顆粒進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)尾氣的凈化效果，減少對(duì)環(huán)境的污染以及人體的危害。此外，在拖拉機(jī)上安裝氧化催化器也能降低尾氣中的一氧化碳及碳?xì)浠衔?。通過(guò)對(duì)顆粒物的控制來(lái)降低拖拉機(jī)排放的有害物質(zhì)。
3 時(shí)風(fēng)拖拉機(jī)節(jié)能減排成果
近些年，時(shí)風(fēng)集團(tuán)在農(nóng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)方面積極相應(yīng)國(guó)家提出的“節(jié)能減排”的要求，并做出了許多積極的嘗試。2015年以來(lái)，經(jīng)濟(jì)下行壓力加大，市場(chǎng)需求萎縮，致使各行各業(yè)嚴(yán)重不景氣。在這種形勢(shì)下，時(shí)風(fēng)集團(tuán)轉(zhuǎn)型升級(jí)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，加快發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，投資2億元重點(diǎn)對(duì)1204系列、1604系列大馬力拖拉機(jī)進(jìn)行了節(jié)能減排技術(shù)改造，引進(jìn)8套韓國(guó)斗山大型數(shù)控加工中心，建成自動(dòng)化柔性加工線，實(shí)現(xiàn)了大馬力拖拉機(jī)變速箱體、后橋殼等大型零部件的生產(chǎn)加工，解決了大型零部件生產(chǎn)能力制約、加工精度不足的難題，同時(shí)按照乘用車生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制作，從前處理、烘干室、噴漆室、面漆噴涂、控制系統(tǒng)等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)綠色、環(huán)保、節(jié)能的理念。
節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用之前大中型拖拉機(jī)1466萬(wàn)部，年耗油量為120W噸，拖拉機(jī)經(jīng)營(yíng)成本為50.7億元左右。拖拉機(jī)使用節(jié)能減排技術(shù)后，年耗油量降低3.6W噸，經(jīng)營(yíng)成本節(jié)約3%，改造后的總耗油量為116.4W噸，經(jīng)營(yíng)成本為49.18億元（如表1所示），為節(jié)約型機(jī)械化的發(fā)展提供了一定的依據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步增長(zhǎng)?！案呔取⒏哔|(zhì)量、高性價(jià)比”的時(shí)風(fēng)拖拉機(jī)在江蘇徐州、甘肅民勤、內(nèi)蒙古海拉爾等地得到了廣泛的認(rèn)同，僅1204拖拉機(jī)在安徽太和一個(gè)月實(shí)現(xiàn)了200余臺(tái)的銷量。
4 拖拉機(jī)節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)前，科研工作者一直對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行研究，并且農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)也各不相同，對(duì)其節(jié)能技術(shù)的研究大多都是從結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新燃料以及柴油添加劑等方向進(jìn)行研究。發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的研究主要是從減少摩擦方向進(jìn)行研究，減小摩擦能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)有效效率。新燃料則主要是從天然氣、氫以及電池動(dòng)力等對(duì)環(huán)境污染較低的燃料進(jìn)行研究，并且這些燃料的獲得較為可靠。柴油添加劑能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能的效果，并且燃料的燃燒性能大大改善，對(duì)拖拉機(jī)節(jié)能減排來(lái)說(shuō)也是一種趨勢(shì)。
5 總結(jié)
隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)的重視度的增加以及對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視，國(guó)家對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)能源消耗以及尾氣排放要求也越來(lái)越嚴(yán)格，并且也制定了相關(guān)的法律法規(guī)。拖拉機(jī)節(jié)能減排技術(shù)對(duì)可持續(xù)發(fā)展有著積極的意義，在國(guó)家技術(shù)力量的扶持下，各個(gè)農(nóng)機(jī)廠商也在積極的進(jìn)行技術(shù)研究，為拖拉機(jī)的節(jié)能減排進(jìn)行努力，許多新技術(shù)也在不斷的應(yīng)用到拖拉機(jī)當(dāng)中。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；節(jié)能減排，創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用；
中圖分類號(hào)：TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、目前樁基礎(chǔ)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用分類及代表
目前樁基礎(chǔ)創(chuàng)新技術(shù)主要分為幾大類，首先是以深基坑支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化為主的支撐減排技術(shù)；其次是趕作業(yè)灌注技術(shù)；此外還有回收支護(hù)技術(shù)等。其中寧波軟土介紹研發(fā)的“鋼管護(hù)壁干取土灌注樁”工業(yè)與裝備，通過(guò)樁基優(yōu)化與提高樁承載力值的措施使樁數(shù)減少，節(jié)省資源達(dá)到節(jié)能的目的。目前的深基坑技術(shù)以樁排與支撐體系為主，支護(hù)樁全為圓形截面的樁，研發(fā)的矩形截面的支護(hù)樁受力鋼筋可減少40%，基坑支護(hù)費(fèi)用可降低25%。此外還有干作業(yè)矩形灌注樁的工藝與裝備，有沉管式矩形灌注樁、工字形灌注樁、鋼管護(hù)壁干取矩形灌注樁、提土同步壓灌矩形灌注樁、高頻振動(dòng)沉管旋挖干取土咬合灌注樁等通過(guò)對(duì)灌注樁的工藝及技術(shù)裝備的研發(fā)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。此外，特別是針對(duì)橋梁基礎(chǔ)技術(shù)，結(jié)合節(jié)能減排，也有施工技術(shù)的突破，如樁底后注漿技術(shù)、預(yù)承力灌注樁、擴(kuò)底與嵌巖干取土灌注樁、剛?cè)峤M合樁復(fù)合地基等。
二、樁基礎(chǔ)施工節(jié)能減排技術(shù)
按施工方法的不同，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)可分為非擠土樁非擠土樁、部分部分?jǐn)D土樁擠土樁和和擠土樁擠土樁三大類型，三大類型再細(xì)分樁的施工方法超過(guò)300種。而在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工中，合理運(yùn)用不同的樁基礎(chǔ)選型，可以達(dá)到節(jié)能減排的效果。根據(jù)節(jié)能減排原則，樁基礎(chǔ)選型要遵循以下原則條件：①因荷載制宜；②因土層制宜；③因機(jī)械制宜；④因環(huán)境制宜；⑤因造價(jià)制宜；⑥因工期制宜等等。
但是由于我國(guó)幅員遼闊，不同區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)環(huán)境和水文地質(zhì)條件較為復(fù)雜。而且東部沿海與中西部?jī)?nèi)地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況差異較大，最終導(dǎo)致實(shí)際采用的樁基礎(chǔ)技術(shù)各不相同?？傮w而言，存在以下特點(diǎn)：從直徑來(lái)說(shuō)，大直徑樁與普通直徑樁均有所采用；從制作工藝來(lái)說(shuō)，預(yù)制樁與灌注樁均有應(yīng)用；從存在形式上來(lái)說(shuō)，非擠土樁、部分?jǐn)D土樁與擠土樁都有所采用。而在非擠土灌注樁中鉆孔、部分?jǐn)D土樁與擠土樁也同時(shí)存在，在非擠土灌注樁中鉆孔、沖抓成孔與人工挖孔法并存。在擠土樁中，還分為錘擊法、沖抓成孔與人工挖孔法等方式。在部分?jǐn)D土灌注樁施工中，壓漿工振動(dòng)法與靜壓法均有應(yīng)用，在部分?jǐn)D土灌注樁的壓漿工藝法中，前注漿樁與后注漿樁工藝共存。由此可見(jiàn)，根據(jù)不同的地質(zhì)環(huán)境，采用的各類樁型跨越了不同的施工工藝及手段，部分是比較先進(jìn)而且覆蓋范圍較大的，而部分則是應(yīng)用范圍比較小但是卻非常原始的。因此，任何一種樁型都不是萬(wàn)能的，樁型都有其適用范圍，關(guān)鍵在于找到切入點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短；再好的樁型只要施工中不注意質(zhì)量或超過(guò)其適用范圍，就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。
三、橋樁基施工的機(jī)械選擇與節(jié)能減排
1、鉆孔灌注樁施工技術(shù)
鉆孔灌注樁是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械鉆孔的手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，現(xiàn)代樁基鉆孔設(shè)備主要有旋挖鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)兩種。旋挖鉆機(jī)具有成孔速度快、環(huán)境污染小、施工現(xiàn)場(chǎng)干凈、操作靈活方便等特點(diǎn)，已成為鉆孔灌注樁施工的主要成孔設(shè)備之一，適用于素填土層、亞黏土層、亞砂土層、亞黏土夾粉細(xì)砂層，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層，巖層要求均勻。 沖擊鉆設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用范圍廣，操作方便，適用各種地層，成孔效率一般，但能耗較高。
2、樁基施工技術(shù)應(yīng)用
例如某工程樁基管段內(nèi)地表上覆第四系全新統(tǒng)人工填土粉質(zhì)黏土及碎石土、沖洪積軟土（軟粉質(zhì)黏土）、松軟土（粉質(zhì)黏土）、粉質(zhì)黏土；坡洪積軟土（軟粉質(zhì)黏土）、松軟土（粉質(zhì)黏土）、粉質(zhì)黏土；坡殘積粉質(zhì)黏土； 下伏巖基為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組泥巖夾砂巖，下沙溪廟組泥巖夾砂巖，新田溝組泥巖夾砂巖，中下統(tǒng)自流井組泥巖夾砂頁(yè)巖及灰?guī)r，下統(tǒng)珍珠沖組泥巖夾砂巖。全風(fēng)化帶（W4）厚2～10m，強(qiáng)風(fēng)化帶（W3）厚5～20m。本區(qū)上覆第四系全新統(tǒng)坡殘積、沖洪積（Q4al-pl）。地層巖性如下： 軟土：暗紫紅、褐灰色，軟塑～流塑狀，土質(zhì)較純，黏性較強(qiáng)。分布于測(cè)區(qū)丘包上，厚2～4m，屬Ⅱ級(jí)普通土。 粉質(zhì)黏土：褐黃色，硬塑，含少量砂、泥巖質(zhì)碎石角礫，頂部含植物根系。分布于測(cè)區(qū)丘包上，厚0～2m，屬Ⅱ級(jí)普通土。 泥巖夾砂巖：泥巖為紫紅色，巖質(zhì)較軟，易風(fēng)化剝落，具遇水軟化崩解、失水收縮開(kāi)裂等特性：砂巖多為長(zhǎng)石石英砂巖，淺灰、紫紅色，中厚～厚層狀，質(zhì)稍硬。全風(fēng)化帶厚0～2m，屬Ⅲ級(jí)軟石；強(qiáng)風(fēng)化帶厚2～10m，屬Ⅳ級(jí)軟石；以下為弱風(fēng)化帶，屬Ⅳ級(jí)軟石。根據(jù)上述地質(zhì)資料，地質(zhì)巖層均勻，具備旋挖鉆機(jī)施工的地質(zhì)條件。設(shè)置樁基1172根，總裝長(zhǎng)：24071.76m，平均樁長(zhǎng)：20.54m。
3、樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要點(diǎn)
①鉆機(jī)安裝就位：鉆機(jī)就位前，須將場(chǎng)地墊平填實(shí)，鉆機(jī)按指定位置就位，調(diào)整鉆桿的角度。鉆機(jī)安裝就位后，要精心調(diào)平，使得底座和端座平穩(wěn)，在鉆進(jìn)運(yùn)行中定期用儀器或掛吊錘檢查和校正，確保鉆機(jī)不產(chǎn)生位移和沉陷。②旋挖鉆孔：全液壓旋挖鉆機(jī)整機(jī)自動(dòng)化程度很高，其水平、垂直度和鉆孔中心由指示燈控制，操作室配置鉆進(jìn)深度指示儀。本工程采用干鉆成孔，減少循漿時(shí)間及泥漿池布置。③鉆斗升降速度：旋挖成孔靠鉆斗挖裝巖土直接提升卸到地表，控制鉆斗升降速度，是成孔控制的關(guān)鍵，需要根據(jù)不同樁徑控制鉆斗升降速度，且樁徑愈大愈應(yīng)加強(qiáng)控制。④旋挖作業(yè)其他要點(diǎn)：盡可能根據(jù)土層正確選擇鉆斗類型結(jié)構(gòu)，軟土層選擇楔形齒、小切削角、小刃角、齒寬稍；粘土層的齒間距宜大些，以免糊鉆，影響進(jìn)尺。
四、施工管理過(guò)程中的節(jié)能減排措施
1、加強(qiáng)工程建設(shè)過(guò)程中的費(fèi)用控制和概預(yù)算管理，減少硬性設(shè)施及用品的消耗量，做到節(jié)能減排。對(duì)于項(xiàng)目管理費(fèi)用的指出，要在科學(xué)測(cè)算的基礎(chǔ)上，對(duì)各部門及管理施工隊(duì)伍進(jìn)行嚴(yán)格管控，費(fèi)用指標(biāo)進(jìn)行分解實(shí)施，而且以文件的形式進(jìn)行季度額度控制，超出罰款節(jié)儉獎(jiǎng)勵(lì)。
2、推行節(jié)儉節(jié)約措施，嚴(yán)格控制能源消耗，如電力、用水及辦公用品等，從本源著手降低施工管理能耗。
3、采用勞動(dòng)競(jìng)賽以及節(jié)約獎(jiǎng)勵(lì)的模式，加強(qiáng)對(duì)節(jié)能減排工作的領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)，及時(shí)總結(jié)和推廣項(xiàng)目管理過(guò)程中的節(jié)能減排經(jīng)驗(yàn)和典型，營(yíng)造良好的節(jié)能減排工作氛圍。
4、做好樣板工程建設(shè)，樹(shù)立節(jié)能減排標(biāo)桿項(xiàng)目，以點(diǎn)帶面，全面提高工程項(xiàng)目管理水平以及項(xiàng)目管理人員對(duì)于項(xiàng)目成本的控制能力，達(dá)到優(yōu)化管理意識(shí)，減少排放及能耗的目的。
5、逐條落實(shí)節(jié)能減排的舉措，例如臨時(shí)建筑采用周轉(zhuǎn)使用的材料或者可回收材料；施工支模等采用半框架模版體系；采用電渣壓力焊接頭以及機(jī)械接頭鋼筋接頭；大力提高計(jì)算機(jī)輔助管理作業(yè)水平及信息自動(dòng)化管理水平，確保材料及施工器械進(jìn)退場(chǎng)有序，減少冗余消耗，達(dá)到施工過(guò)程節(jié)能減排的目的。
五、結(jié)束語(yǔ)
在樁基施工時(shí)需根據(jù)地質(zhì)情況，合理選用施工方法和施工機(jī)械，既能節(jié)約能源，減少了施工費(fèi)用，又能提高施工效率，保證工程的按期完成。當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳時(shí)，采用節(jié)能減排措施減少污染，是我們應(yīng)該承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。
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在高速公路養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，應(yīng)對(duì)具有節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)的養(yǎng)護(hù)新技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，除了能夠降低養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的能源消耗之外，還能減少排放，從而避免造成環(huán)境污染。借此就基于節(jié)能減排的高速公路養(yǎng)護(hù)新技術(shù)展開(kāi)研究。
1工程概況
某高速公路工程項(xiàng)目于2001年11月末建成投用，路面采用的是瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層，在不斷地使用中，路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)各種病害問(wèn)題，已經(jīng)對(duì)行車舒適性和安全性造成影響。經(jīng)研究，為降低養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的能耗并減少排放，可以選用具有節(jié)能減排特點(diǎn)的養(yǎng)護(hù)新技術(shù)。
2節(jié)能減排視閾下高速公路養(yǎng)護(hù)新技術(shù)的應(yīng)用
2.1瀝青溫拌技術(shù)
這是高速公路養(yǎng)護(hù)中的一項(xiàng)新技術(shù)，具體是指借助相應(yīng)的技術(shù)，在較低的溫度下對(duì)瀝青進(jìn)行拌制和施工，確保其不低于使用性能。由于該技術(shù)是在低溫下對(duì)瀝青進(jìn)行拌制，所以整體能耗相對(duì)較低，符合公路養(yǎng)護(hù)節(jié)能減排的要求。通過(guò)溫拌瀝青技術(shù)的運(yùn)用，可在降低瀝青本身黏度的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)裹附能力，由此除了能夠減小能耗之外，還能降低廢氣的排放量，避免造成大氣污染[1]。
2.1.1節(jié)能減排
瀝青混合料的拌制過(guò)程能耗較大，其中高能耗的環(huán)節(jié)為瀝青加熱、集料拌制。而混合料拌和以及攤鋪會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，從拌制到碾壓結(jié)束都會(huì)消耗一定的能源，并排出部分廢氣。其中能耗最少的環(huán)節(jié)為混合料運(yùn)輸，到該環(huán)節(jié)中，車輛卻會(huì)排放出大量的尾氣，造成大氣污染。混合料拌制前，集料處于常溫狀態(tài)，而基質(zhì)瀝青則是以罐裝的方式存儲(chǔ)。以紅外測(cè)溫儀對(duì)熱拌瀝青和溫拌瀝青的能耗情況進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示，集料加熱的初溫相同，均為35℃，而溫拌集料的加熱終溫為150℃，比熱拌低30℃，瀝青加熱的終溫低40℃為130℃，與熱拌瀝青加熱的初溫相同[2]。在對(duì)集料進(jìn)行加熱時(shí)，集料會(huì)吸收熱量，可以通過(guò)集料的比熱容、質(zhì)量以及溫度改變來(lái)進(jìn)行計(jì)算，從而獲得多種吸收的熱量值。通常瀝青混合料中的集料比熱容在0.8～1.0，瀝青的比熱容為1.34，比集料略大。為簡(jiǎn)化分析過(guò)程，將二者全部用1t進(jìn)行計(jì)算，熱拌時(shí)，集料與瀝青吸收的熱量分別為145MJ和54MJ，而溫拌只有集料吸收熱量，為115MJ，瀝青不吸收熱量。由此可見(jiàn)熱拌比溫拌在熱量的消耗上差距較大，溫拌的能耗更多，節(jié)能效果顯著[3]。
2.1.2技術(shù)優(yōu)勢(shì)
溫拌瀝青在節(jié)能減排方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）節(jié)能：在對(duì)溫拌瀝青混合料進(jìn)行拌制的過(guò)程中，拌和溫度基本上保持在130～150℃，通過(guò)計(jì)算可知，可比熱拌法節(jié)約40MJ的熱量，具有明顯的節(jié)能效果。不僅如此，采用溫拌技術(shù)，能使燃料的用量減少20%～30%[4]。（2）低排放：溫拌瀝青的減排效果顯著，在拌制過(guò)程中，可以減少各種廢氣的排放量，如二氧化碳和一氧化碳等，其中一氧化碳的降幅較高，約為58%。在瀝青混合料攤鋪時(shí)，溫拌技術(shù)能減少瀝青煙霧的產(chǎn)生，二氧化硫和一氧化氮等氣體的排放隨之減少。
2.2冷再生技術(shù)
2.2.1技術(shù)原理
該技術(shù)是指在常溫條件下，通過(guò)冷再生設(shè)備，對(duì)舊路面進(jìn)行銑刨和破碎處理，然后加入再生材料進(jìn)行拌和、攤鋪和碾壓成型，以此來(lái)提升路面結(jié)構(gòu)層的承載能力。與傳統(tǒng)的路面修復(fù)技術(shù)相比，冷再生技術(shù)可減少瀝青和砂石等原材料的用量，有助于延長(zhǎng)公路的使用年限。高速公路在服役期間，受到重載車輛及環(huán)境的雙重作用，結(jié)構(gòu)層會(huì)出現(xiàn)各種病害問(wèn)題，使用年限越長(zhǎng)的公路這種情況越明顯。冷再生技術(shù)能夠?qū)σ呀?jīng)老化的瀝青混合料進(jìn)行處置，經(jīng)過(guò)再生后的混合料可恢復(fù)之前的性能，由此可使路面結(jié)構(gòu)層的性能得到顯著改善[5]。
2.2.2技術(shù)特點(diǎn)
通過(guò)對(duì)大量公路養(yǎng)護(hù)工程進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，冷再生技術(shù)具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，尤其是在節(jié)能減排方面，具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）采用冷再生的方法對(duì)公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，施工時(shí)無(wú)須加熱，可減少能源消耗、減輕對(duì)環(huán)境的污染和破壞。（2）冷再生技術(shù)可充分利用原路面中的集料，施工材料的用量隨之減少，避免了資源的浪費(fèi)，施工成本也隨之降低。（3）經(jīng)過(guò)再生處理后，無(wú)需對(duì)基層進(jìn)行回填，確保了路基的整體穩(wěn)定性[6]。
2.3同步碎石封層
2.3.1基本原理
這是一項(xiàng)較為先進(jìn)且成熟的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)，是指用專用的機(jī)械設(shè)備，將碎石與黏結(jié)料，同步鋪撒在路面上，然后碾壓形成單層磨耗層，由此能夠使路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步提升，部分輕微病害可隨之消除。經(jīng)碎石封層處理后的瀝青混凝土路面，除了防滑性能得到顯著提高外，防滲性能也有所增強(qiáng)，避免了水損害問(wèn)題的發(fā)生[7]。
2.3.2技術(shù)優(yōu)勢(shì)
在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中，同步碎石封層的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）防水防滲：改性瀝青噴灑后，會(huì)滲透到路面石料的縫隙中，在路面上產(chǎn)生料膜層，其防水功效顯著，能夠顯著提升路面的抗?jié)B性能，從而避免雨水對(duì)面層結(jié)構(gòu)的破壞。（2）耐久性：碎石與瀝青同步施工，二者能夠形成結(jié)合層，其穩(wěn)定性很高，從而大幅增強(qiáng)了路面的抗裂性能，基層反射裂縫的出現(xiàn)也隨之減少，耐久性得到大幅度提升。（3）抗滑性：經(jīng)該技術(shù)處理的路段，石料會(huì)瀝青封固于路表，路面的粗糙程度隨之顯著提升，車輪與公路間的摩擦力系數(shù)大幅度增強(qiáng)，路面的抗滑性能得到進(jìn)一步提高。（4）能耗低排放少；該技術(shù)采用同步施工的方法，可以降低施工過(guò)程中的能耗，排放量也隨之減少，符合節(jié)能減排的需要[8]。
2.4材料與機(jī)械的選擇
2.4.1確定材料
在對(duì)原路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修的過(guò)程中，最大限度地利用原路面的材料，除了能夠達(dá)到節(jié)能減排的效果之外，還能降低施工成本。所以對(duì)材料進(jìn)行合理確定顯得尤為必要。當(dāng)采用冷再生技術(shù)對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，需先在原路面上進(jìn)行測(cè)量放線，并清潔路面，然后使用專用的機(jī)械設(shè)備對(duì)路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行銑刨破碎，加入新料后進(jìn)行拌和，按設(shè)計(jì)要求，確定路面標(biāo)高，最后進(jìn)行碾壓成型與養(yǎng)生。
2.4.2優(yōu)選機(jī)械設(shè)備
高速公路養(yǎng)護(hù)現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，由此進(jìn)一步加快了養(yǎng)護(hù)速度，養(yǎng)護(hù)效率隨之顯著提升。但機(jī)械設(shè)備在作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定能耗，部分設(shè)備還會(huì)排放廢氣。所以為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行優(yōu)選。在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行選擇前，應(yīng)對(duì)其耗油量、性能等進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估，從中選取油耗低、排放少的機(jī)械，以此來(lái)滿足節(jié)能減排的需要。當(dāng)機(jī)械設(shè)備選好后，在使用過(guò)程中，要加強(qiáng)維護(hù)和管理。通常機(jī)械設(shè)備的工作時(shí)間達(dá)到一定程度后，發(fā)動(dòng)機(jī)的能耗會(huì)隨之提升，各種污染物的排放量會(huì)進(jìn)一步增多。因此應(yīng)做好機(jī)械設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)工作，從而使機(jī)械設(shè)備始終保持最佳的工作狀態(tài)。
3結(jié)語(yǔ)
高速公路養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)重要工作，不但關(guān)系到路面的使用性能，而且還與公路行車安全密切相關(guān)。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，為達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，應(yīng)對(duì)養(yǎng)護(hù)新技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用。同時(shí)，還要對(duì)相關(guān)的材料進(jìn)行合理確定，并對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行優(yōu)選，以此來(lái)減少材料的消耗，降低設(shè)備的能耗。未來(lái)要加大對(duì)節(jié)能減排養(yǎng)護(hù)新技術(shù)的研究力度，對(duì)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善，使其更好地為公路養(yǎng)護(hù)工作服務(wù)。
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關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；節(jié)能減排；冷卻式EGR技術(shù)；高壓電控共軌技術(shù)
中圖分類號(hào)：U464
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1009-2374（2012）20-0135-03
近幾年來(lái)，隨著發(fā)達(dá)國(guó)家柴油轎車在全部轎車中所占份額的不斷增加，電控汽車柴油機(jī)開(kāi)始異軍突起，技術(shù)也有所突破，特別是出現(xiàn)了改變傳統(tǒng)燃油噴射系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)特征的高壓共軌系統(tǒng)，并且為了符合國(guó)際的排放標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了各種各樣
的節(jié)能減排技術(shù)，使得柴油機(jī)的發(fā)展越來(lái)越好。
1 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
1.1 柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
柴油機(jī)與汽油機(jī)相比，主要有三大優(yōu)點(diǎn)：
（1）扭矩大。相同排量下，柴油機(jī)力氣更大，扭矩更大。
（2）省油。首先柴油的能量密度含量比汽油高；其次柴油機(jī)的熱效率高。一般柴油機(jī)的油耗要比汽油機(jī)的低30%～40%。
（3）環(huán)保。由于柴油機(jī)的富氧燃燒，所以柴油機(jī)的CO、HC和CO2排量相對(duì)于汽油機(jī)較低。
1.2 柴油機(jī)存在的問(wèn)題
柴油機(jī)的性能雖然在很多方面比汽油機(jī)更有優(yōu)勢(shì)，但是也存在著很多關(guān)鍵性的問(wèn)題需要解決。
（1）尾氣排放問(wèn)題。雖然較汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，柴油機(jī)的CO、HC和CO2排量較低，但是顆粒和NOX的排放比較難控制。
（2）油耗問(wèn)題。雖然柴油機(jī)的油耗要比汽油機(jī)的低，但是為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)發(fā)展的需要，進(jìn)一步降低油耗也成為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)所要克服的問(wèn)題之一。
（3）升功率問(wèn)題。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)本身的質(zhì)量和體積也影響了其各方面的性能，所以為了使得柴油機(jī)進(jìn)一步得到社會(huì)的認(rèn)可，如何提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率也成為了柴油機(jī)發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題。
（4）比質(zhì)量問(wèn)題。柴油機(jī)由于采用壓燃的方式，所以其材料要求較高，且其壓縮比較大，也使得
柴油機(jī)相對(duì)于汽油機(jī)在同等排量的情況下其質(zhì)量較大。
2 現(xiàn)代柴油機(jī)新技術(shù)
2.1 高壓電控共軌技術(shù)
高壓電控共軌式燃油噴射系統(tǒng)的出現(xiàn)，基本上改變了傳統(tǒng)柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)特征。高壓電控共軌系統(tǒng)的最大特征就是燃油壓力的形成和燃油量的計(jì)量在時(shí)間上、在系統(tǒng)中的部位和功能方面都是分開(kāi)的。燃油壓力的形成和燃油量的輸送基本上與噴油過(guò)程無(wú)關(guān)。根據(jù)電控單元的指令控制每個(gè)噴油器，使得每個(gè)噴油器可按所要求的精確的噴油正式從共軌中“調(diào)出”具有所要求的精確壓力和精確循環(huán)的燃油。改善了燃燒過(guò)程，提高了燃燒效率，降低了燃燒噪聲和排放。該項(xiàng)技術(shù)已普遍在柴油車上使用。
2.2 冷卻式EGR技術(shù)
采用冷卻式EGR系統(tǒng)，在EGR氣體流動(dòng)管上安裝冷卻裝置，當(dāng)EGR氣體進(jìn)入進(jìn)氣管前先降低其溫度，故燃燒溫度比一般的EGR系統(tǒng)明顯降低，且因進(jìn)氣密度高，進(jìn)入燃燒室的氣體量多，使得燃燒更完全，故也可減少PM的排放。
2.3 均質(zhì)燃燒技術(shù)（HCCI）
在均質(zhì)燃燒方式下，柴油和空氣在燃燒開(kāi)始前已充分混合，形成均質(zhì)預(yù)混合氣?；旌蠚獗换钊麎嚎s并發(fā)生自燃，并呈分布均勻、稀混合的低溫、快速燃燒，從根本上消除了產(chǎn)生NOx的局部高溫區(qū)和產(chǎn)生PM的過(guò)濃混合區(qū)，從而能大大降低NOx和PM的排放。
2.4 NOx排放控制技術(shù)
（1）AR（吸附還原催化劑）。在稀燃階段將NOx吸附儲(chǔ)存起來(lái)，而在短暫的富燃階段，NOx釋放并被排氣中的HC還原。
（2）SCR催化轉(zhuǎn)化器。它是一種劑量系統(tǒng)，系統(tǒng)將還原劑（尿素）導(dǎo)入排氣中，混合后再經(jīng)過(guò)催化，可減少NOx的排放。
（3）NSCR。它是在去氮催化器中，用碳?xì)浠衔镒鬟€原劑，將廢氣中的NO3還原。
（4）采用碳素纖維加載低電壓技術(shù)。碳素纖維具有催化活性，能促進(jìn)廢氣中的NO與C或HC進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，隨著電壓的升高，可使NOx排放明顯降低。
2.5 顆粒排放控制技術(shù)
（1）顆粒捕捉器。顆粒（PM）是柴油機(jī)尾氣主要成分之一，對(duì)人體的危害也非常大。顆粒捕捉器能夠?qū)⑽矚庵械念w粒物過(guò)濾掉，可以達(dá)到90%以上的凈化效果。
（2）氧化催化器。氧化催化器是利用催化器中的催化劑來(lái)降低廢氣中的HC、CO和顆粒中的可溶有機(jī)成分的活化性能，使這些成分能與廢氣中的O2在較低的溫度下發(fā)生反應(yīng)，從而降低柴油機(jī)的有害物質(zhì)排放量。
2.6 多氣門技術(shù)
多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)是指每一個(gè)氣缸的氣門數(shù)目超過(guò)兩個(gè)，即兩個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門的三氣門式；兩個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門的四氣門式；三個(gè)進(jìn)氣門和兩個(gè)排氣門的五氣門式。氣門布置在氣缸燃燒室中心兩側(cè)傾斜的位置上，是為了盡量擴(kuò)大氣門頭的直徑，加大氣流通過(guò)面積，改善換氣性能，形成一個(gè)火花塞位于中心的緊湊型燃燒室，有利于混合氣的迅速燃燒，提高柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。
2.7 增壓中冷技術(shù)
增壓就是增加進(jìn)入柴油機(jī)汽缸內(nèi)的空氣密度，中冷則是將壓縮后的空氣的溫度降低。最終是提高進(jìn)入氣缸內(nèi)的空氣量，能夠在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)排量的基礎(chǔ)上提高柴油機(jī)輸出功率，降低其升功率。
2.8 輕質(zhì)量設(shè)計(jì)技術(shù)
在柴油機(jī)設(shè)計(jì)上，由于輕質(zhì)量技術(shù)的應(yīng)用以及材料和制造水平的提高，使得柴油機(jī)的比質(zhì)量也有所下降，由汽油機(jī)派生出來(lái)的柴油機(jī)總質(zhì)量約為汽油機(jī)的110%。
3 柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
從當(dāng)今世界各主要汽車與發(fā)動(dòng)機(jī)公司開(kāi)發(fā)的新一代柴油機(jī)的技術(shù)變化看來(lái)，盡管柴油機(jī)各有特點(diǎn)，但大體上反映了以下發(fā)展趨勢(shì)：
3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少摩擦與附件功率損失，提高機(jī)械效率。柴油機(jī)的有效效率等于指示效率與機(jī)械效率的乘積，因此，柴油機(jī)的燃油消耗率也直接受到機(jī)械效率的影響，國(guó)外在致力于完善缸內(nèi)工作過(guò)程的同時(shí)，也十分重視減少摩擦損失和提高機(jī)械效率的研究。此外，以德國(guó)MTU公司為代表的可變排量技術(shù)也是一種有效手段。
3.2 發(fā)展各種代用燃料
代用燃料大多是二次能源，常用的有植物油、天然氣、醇類燃料、氫和燃料電池等。各種代用燃料一般都有降低環(huán)境污染的效果，并且都有較為可靠的來(lái)源。
3.3 降污的柴油添加劑
研究節(jié)能降污的柴油添加劑，改善燃料的燃燒性能，對(duì)已投入使用的車輛來(lái)說(shuō)，是較佳的技術(shù)處理方法之一。
4 結(jié)語(yǔ)
先進(jìn)柴油機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使柴油機(jī)的綜合性能有了極大的提高，因此柴油機(jī)在市場(chǎng)上的占有量正逐步提高。特別是在歐洲，柴油轎車的銷售量已占轎車總銷量的1/3以上，并且這一數(shù)字仍在不斷增長(zhǎng)。在我國(guó)，先進(jìn)技術(shù)的柴油機(jī)汽車將得到廣泛的采用。
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關(guān)鍵詞:煤粉;燃燒裝置;節(jié)能
1 我國(guó)煤粉燃燒技術(shù)的應(yīng)用與現(xiàn)狀
煤粉燃燒技術(shù)是將原煤通過(guò)物理法粉碎成具有一定細(xì)度的粉狀,由送粉機(jī)經(jīng)燃燒器噴入爐瞠,在懸浮狀態(tài)下燃燒,相應(yīng)的鍋爐稱為煤粉鍋爐。該鍋爐長(zhǎng)期以來(lái)只適用于在電站鍋爐上采用,至今約有50多年的發(fā)展歷史;在工業(yè)窯爐上主要用于加熱爐、陶瓷窯爐、玻璃窯爐和水泥窯爐,也有20多年的歷史。國(guó)外的大型電站鍋爐燃用煤粉技術(shù)的歷史悠久,技術(shù)成熟并朝著發(fā)展超細(xì)煤粉、低污染的方向發(fā)展。
我國(guó)中小型工業(yè)燃煤鍋爐至今仍以層燃鍋爐的燃煤方式為主,如果采用煤粉燃燒方式,現(xiàn)有的煤粉制備裝置,設(shè)備龐大占地面積遠(yuǎn)大于鍋爐本身,造成“主機(jī)不主輔機(jī)不輔的局面”,而且磨煤機(jī)耗電量大、磨損嚴(yán)重、維護(hù)使用費(fèi)用高、投資大,因而中小型工業(yè)鍋爐很少采用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國(guó)家對(duì)低效燃煤鍋爐技術(shù)改造非常重視;“把高效煤粉鍋爐技術(shù)”列入“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃的重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目。
2 超細(xì)煤粉高效燃燒技術(shù)
煤是我國(guó)的主要能源,我國(guó)能源消耗的70%以煤為主。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)在用的工業(yè)鍋爐約52萬(wàn)余臺(tái)(不包括電站鍋爐),工業(yè)窯爐約12萬(wàn)臺(tái)。年耗煤量大約在5億噸左右,約占全國(guó)煤產(chǎn)量的三分之一。
我國(guó)煤炭資源豐富,但煤質(zhì)相比差異很大,工業(yè)鍋爐燃用煤一般適用于燒優(yōu)質(zhì)煤,但優(yōu)質(zhì)煤供給量有限,大多鍋爐都燃用貧煤,普遍存在對(duì)煤種的適應(yīng)性差等問(wèn)題。由于貧煤揮發(fā)分相對(duì)較低,著火燃燒不完全,致使鍋爐的熱效率和出力下降。爐膛燃燒溫度一般在1000℃左右,鍋爐熱效率平均不到60%,工業(yè)窯爐熱效率平均不到30%,爐渣含碳量高達(dá)30%以上,煙塵排放濃度大量超標(biāo),對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染以及能源的大量浪費(fèi)。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源供需矛盾日益顯現(xiàn),節(jié)能減排的治理已經(jīng)到了刻不容緩的地步,為此提出要優(yōu)先開(kāi)發(fā)主要耗能領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)裝備,積極推進(jìn)以節(jié)能減排為主要目標(biāo)的設(shè)備更新和技術(shù)改造,全面實(shí)施對(duì)低效燃煤工業(yè)鍋爐(窯爐)的技術(shù)改造。
針對(duì)低效燃煤鍋爐和工業(yè)窯爐的技術(shù)改造,我公司創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的“超細(xì)煤粉高效燃燒裝置”(發(fā)明專利),用于低效燃煤鍋爐和窯爐,從燃燒方法上解決了煤的高效燃燒。有效提高了鍋爐的熱效率和熱能利用效率,熱效率同比可提高20%,節(jié)煤率在15%～20%左右。該項(xiàng)技術(shù)取得的節(jié)能減排成果可喜,有效解決了低效工業(yè)鍋爐和窯爐對(duì)環(huán)境造成的污染以及能源的大量浪費(fèi)。
3 技術(shù)原理和制粉機(jī)理
技術(shù)原理:以流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)為理論,以湍流為原理。
制粉機(jī)理:“煤粉高效燃燒裝置”是通過(guò)創(chuàng)新發(fā)明的“機(jī)械湍流制粉裝置”高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的高度湍流運(yùn)動(dòng),將煤迅速粉碎成易燃狀的超細(xì)粉體(300目),煤粉與氧氣(湍流)混合反應(yīng),形成氣態(tài)直接通過(guò)管路噴入爐膛,在懸浮狀態(tài)下著火完全燃燒。
湍流運(yùn)動(dòng)的特性是不規(guī)則性,即由大小不等渦體組成無(wú)規(guī)則的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。它最本質(zhì)的特征是“湍動(dòng)”即隨機(jī)的脈動(dòng),它的速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)都是隨機(jī)的。湍流運(yùn)動(dòng)的另一重要特性是擴(kuò)散性,湍流中由于渦體相互混雜,引起流體內(nèi)部動(dòng)量交換,動(dòng)量大的質(zhì)點(diǎn)將動(dòng)量傳給動(dòng)量小的質(zhì)點(diǎn),動(dòng)量小的質(zhì)點(diǎn)又影響動(dòng)量大的質(zhì)點(diǎn),結(jié)果擴(kuò)散提高了動(dòng)量、質(zhì)量的傳遞率。
當(dāng)被粉碎的物料處在高度湍流場(chǎng)中時(shí),就構(gòu)成了氣固兩相流,從機(jī)械裝置“湍流渦輪”獲得的湍動(dòng)能量,通過(guò)慣性作用由大旋渦逐級(jí)傳遞給小旋渦。在這一復(fù)雜的湍動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的撞擊、摩擦、剪切作用力,將煤有效地迅速粉碎,成為易燃高效的清潔能源。從燃燒學(xué)表述:湍流加快了新鮮混氣和燃料之間的混合,縮短了混合時(shí)間,提高了燃燒效率;湍流加速了熱量和活性中間產(chǎn)物的傳播,使反應(yīng)速率增加,即燃燒效率增加;湍流使火焰變形,火焰表面積增加,因而增大了反應(yīng)區(qū)。
4 主要技術(shù)特點(diǎn)
(1) 湍流制粉裝置:制粉機(jī)理屬首創(chuàng),設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu)緊湊,制粉細(xì)、能耗低、安全性可靠,適用于4～35t/h中小型燃煤鍋爐。爐前制粉,現(xiàn)燒現(xiàn)磨;操作簡(jiǎn)單、實(shí)用方便、技術(shù)水平國(guó)內(nèi)領(lǐng)先;
(2) 煤粉高效燃燒裝置:對(duì)煤種的適應(yīng)性強(qiáng),著火迅速、燃燒完全、火焰幅射力大。對(duì)揮發(fā)分低的貧煤、無(wú)煙煤都能充分完全燃燒。層燃鍋爐+煤粉燃燒,鍋爐熱效率同比可提高20%左右,節(jié)煤率在15%～20%左右。全煤粉鍋爐熱效率可達(dá)90%以上;
(3) 有利于爐內(nèi)煙氣攪動(dòng)與混合,使化學(xué)不完全燃燒熱損失和爐瞠過(guò)量空氣系數(shù)降低。鼓風(fēng)和引風(fēng)機(jī)的能耗相應(yīng)可下降30%,排煙熱損失也隨之有效降低;
(4) 鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)方便,爐溫容易控制。產(chǎn)氣量隨著用氣量的大小,鍋爐負(fù)荷可以調(diào)節(jié);
(5) 煤粉高效燃燒裝置的湍流粉碎機(jī)理和煤粉與氧氣的迅速混合機(jī)理,可實(shí)現(xiàn)低氮燃燒和爐內(nèi)脫硫(加石灰粉),脫硫率可達(dá)70%左右;
(6) 安裝本設(shè)備不改變鍋爐本體,投資少、見(jiàn)效快,一般6個(gè)月左右即可收回全部投資。
5 應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)需求前景
我國(guó)工業(yè)鍋爐每年向大氣排放的煙塵高達(dá)620萬(wàn)噸,約占全國(guó)煙塵排放總量的33%;SO2排放量500多萬(wàn)噸,約占全國(guó)SO2總排放量的21%。另外還排放出大量的CO2等有害氣體,不但對(duì)環(huán)境造成污染,而且影響到全球溫室效應(yīng)的生成,制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。
工業(yè)鍋爐是我國(guó)主要的熱能動(dòng)力設(shè)備,使用面廣、需求量大。工業(yè)鍋爐包括工業(yè)蒸汽鍋爐、采暖熱水鍋爐、民用生活鍋爐、熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐及特殊用途的鍋爐等。我國(guó)既是世界上工業(yè)鍋爐的生產(chǎn)大國(guó),也是使用大國(guó)。我國(guó)工業(yè)鍋爐主要以燃煤為主,且這一現(xiàn)狀在短期內(nèi)不會(huì)有根本的改變。
我國(guó)的燃煤工業(yè)鍋爐以層燃鍋爐為主,而層燃鍋爐對(duì)煤種變化的適應(yīng)性較差,燃燒效率普遍偏低,平均熱效率還不到60%,比技術(shù)先進(jìn)國(guó)家工業(yè)鍋爐的熱效率約低15%～20%。我國(guó)如能加快節(jié)能減排的步伐,通過(guò)對(duì)工業(yè)鍋爐的技術(shù)改造,把鍋爐熱效率提高15%,每年可給國(guó)家節(jié)約煤炭近7000萬(wàn)噸。
因此,工業(yè)鍋爐成為我國(guó)開(kāi)展節(jié)能減排、提高能效、減少污染的主要對(duì)象之一。“超細(xì)煤粉高效燃燒裝置”是一項(xiàng)用于低效燃煤鍋爐層燃+煤粉高效燃燒的節(jié)能新技術(shù),應(yīng)用范圍廣泛,目前主要應(yīng)用于中小型工業(yè)燃煤鍋爐及爐窯、熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐等領(lǐng)域,具有較高的應(yīng)用價(jià)值。該項(xiàng)目的推廣應(yīng)用,無(wú)疑具有廣闊的市場(chǎng)前景。
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關(guān)鍵詞：公路工程 節(jié)能減排 新思維 新技術(shù)
中圖分類號(hào)：X734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
建國(guó)60多年來(lái)，我國(guó)的年客運(yùn)量、貨運(yùn)量增長(zhǎng)迅速，公路里程也得到了大大延伸，基本實(shí)現(xiàn)了縣縣通公路。尤其是上世紀(jì)80年代，高速公路在我國(guó)實(shí)現(xiàn)了零的突破以后，很快進(jìn)入了高速建設(shè)階段。公路運(yùn)輸是占用資源較多、能耗占用比例較大、使用范圍最廣的一種運(yùn)輸方式，公路行業(yè)的發(fā)展水平一定程度上代表和反應(yīng)整個(gè)交通那個(gè)運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展水平。在我國(guó)，節(jié)能理念在公路建設(shè)中的應(yīng)用起步較晚，早期的公路建設(shè)中，項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性往往放在重要地位，而節(jié)能等方面往往得不到足夠的重視。直到20世紀(jì)90年代后期,隨著高速公路建設(shè)步伐的加快和國(guó)家對(duì)節(jié)能減排領(lǐng)域的重視,公路交通節(jié)能工作才開(kāi)始受到關(guān)注。
近年來(lái)，國(guó)家對(duì)發(fā)展節(jié)約型公路交通事業(yè)給與高度重視，2008年1月7日，在全國(guó)交通工作會(huì)議上，李盛霖部長(zhǎng)提出要發(fā)展現(xiàn)代交通業(yè)，走資源節(jié)約、環(huán)境友好的交通發(fā)展之路。交通運(yùn)輸部于2012年開(kāi)展了《公路工程節(jié)能規(guī)范》的編寫(xiě)工作，筆者所在公司作為參編單位參與了此次規(guī)范編寫(xiě)。
公路工程節(jié)能減排自公路工程項(xiàng)目規(guī)劃至運(yùn)營(yíng)貫穿于公路工程項(xiàng)目的全壽命周期，全壽命周期各階段應(yīng)將廣義節(jié)能減排理念與狹義節(jié)能減排理念相結(jié)合，將公路工程項(xiàng)目自身節(jié)能減排與社會(huì)節(jié)能減相結(jié)合，合理進(jìn)行節(jié)能減排。
一 規(guī)劃階段公路工程節(jié)能減排
公路工程項(xiàng)目規(guī)劃階段主要是對(duì)項(xiàng)目功能、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與項(xiàng)目投資進(jìn)行定位，此階段應(yīng)在上述三方面的基礎(chǔ)上合理結(jié)合節(jié)能減排理念，對(duì)項(xiàng)目整體節(jié)能減排進(jìn)行規(guī)劃。
1.1 在項(xiàng)目規(guī)劃期所收集資料的基礎(chǔ)上，從項(xiàng)目功能與社會(huì)能耗、項(xiàng)目自身建設(shè)能耗之間關(guān)系出發(fā)，以節(jié)能減排思維影響項(xiàng)目線路的初步選定。
1.2 初步分析項(xiàng)目建設(shè)期主要能耗，初步擇優(yōu)選擇項(xiàng)目建設(shè)期的資源與建設(shè)方式，適當(dāng)選擇適合項(xiàng)目的一些節(jié)能新技術(shù)、新工藝。
1.3 初步分析項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期的主要能耗，初步擇優(yōu)選擇項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期的運(yùn)營(yíng)形式，適當(dāng)選擇適合項(xiàng)目的一些節(jié)能新技術(shù)、新工藝。
二 設(shè)計(jì)階段公路工程節(jié)能減排
以往的公路工程項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)階段主要考慮項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，以在滿足項(xiàng)目功能要求基礎(chǔ)上盡量減少項(xiàng)目投資為主要設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，對(duì)項(xiàng)目節(jié)能減排考慮較少。實(shí)際上在公路工程項(xiàng)目全壽命周期的節(jié)能減排工作中，設(shè)計(jì)階段的節(jié)能減排對(duì)項(xiàng)目整體的節(jié)能減排影響最大。
2.1 在規(guī)劃階段所確定的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)道路選線、道路線形指標(biāo)選用與社會(huì)綜合能耗的關(guān)系，項(xiàng)目施工主要原材材料與當(dāng)?shù)刭Y源的關(guān)系，項(xiàng)目主要施工主要能耗與當(dāng)?shù)啬茉搓P(guān)系等進(jìn)行重點(diǎn)考慮，包括：
① 路線方案應(yīng)在所選定走廊帶與主要控制點(diǎn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行布局和總體設(shè)計(jì)，合理運(yùn)用技術(shù)指標(biāo)，對(duì)可行的路線方案進(jìn)行比選，以確定設(shè)計(jì)方案。
② 大交通量道路、重交道路應(yīng)適當(dāng)提高道路平、縱線形指標(biāo)，合理提高橋隧比及設(shè)計(jì)行車速度，縮短道路里程，在重交道路線形設(shè)計(jì)中需避免大坡度縱坡及長(zhǎng)爬坡車道。道路縱坡對(duì)燃油消耗影響很大，在上坡時(shí)燃油消耗隨著坡度的增加而增加，但在下坡時(shí)相應(yīng)的燃油節(jié)約比較有限。從美國(guó)的研究可以看出，當(dāng)?shù)缆房v坡從6%降至3%時(shí)，小客車可節(jié)油20%，貨車可節(jié)油70%。
2.2 路基設(shè)計(jì)應(yīng)避免大填、大挖，以淺路塹、低路堤通過(guò)為宜。路基工程設(shè)計(jì)應(yīng)適當(dāng)考慮利用廢舊材料回收、建筑垃圾固結(jié)等技術(shù)進(jìn)行路基填方工程。取棄土場(chǎng)的選址合理，就近原則取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)、料場(chǎng)與道路線位的相對(duì)距離直接決定取土、棄土以及材料運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)距，運(yùn)距過(guò)大會(huì)致使施工過(guò)程中能耗陡增。根據(jù)自然條件，應(yīng)對(duì)工程防護(hù)和植物防護(hù)進(jìn)行合理選擇。合理劃分施工標(biāo)段長(zhǎng)度，提高機(jī)械設(shè)備、場(chǎng)地臨建設(shè)施利用率。
2.3 路面設(shè)計(jì)方案，應(yīng)根據(jù)公路的使用任務(wù)、性質(zhì)和要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颉⑺?、土質(zhì)、材料、施工技術(shù)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及環(huán)境保護(hù)要求等，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定。水泥混凝土路面設(shè)計(jì)應(yīng)包括結(jié)構(gòu)組合、材料組成、接縫構(gòu)造和鋼筋配置等。交通量大的高速公路、一級(jí)公路以及城市郊區(qū)公路宜選擇施工方便、工期短、對(duì)交通干擾少的設(shè)計(jì)方案。改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量考慮充分利用改擴(kuò)建工程中的原有廢舊材料，做到資源循環(huán)利用。中長(zhǎng)隧道路面施工由于施工環(huán)境惡劣，采用常規(guī)熱拌瀝青混合料會(huì)使隧道內(nèi)廢氣濃度遠(yuǎn)高于施工人員可承受的范圍，故中長(zhǎng)隧道路面采用瀝青混合料施工應(yīng)選優(yōu)先用溫拌瀝青混合料。
2.4 公路橋涵應(yīng)根據(jù)其所處環(huán)境條件選用適宜的結(jié)構(gòu)型式和建筑材料，進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪途眯栽O(shè)計(jì)，必要時(shí)尚應(yīng)增加防護(hù)措施。采用標(biāo)準(zhǔn)化跨徑的橋涵宜采用裝配式結(jié)構(gòu)，適用于機(jī)械化、工廠化施工。獨(dú)立大橋的橋位選擇應(yīng)以最優(yōu)化為原則，充分考慮橋位選擇的各種因素，各種因素包括：城鎮(zhèn)規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃、征地拆迂等；兩端的引道應(yīng)服從橋位選擇的要求，宜減少車輛運(yùn)輸距離。高速公路大、大、中、小橋原則上服從線路走向，但高速公路大橋的橋位布設(shè)不宜過(guò)分強(qiáng)調(diào)“橋位選擇應(yīng)服從于路線走向”的原則，應(yīng)與繞行路線進(jìn)行深度比較或?qū)蛭贿M(jìn)行多方案論證分析，可以局部調(diào)整線形方案，盡量避免出現(xiàn)大量高墩、大跨及彎坡斜橋，以減少橋梁工程規(guī)模和技術(shù)難度。
2.5 公路隧道應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)和功能，結(jié)合隧道所處地域的地形、地質(zhì)、施工、運(yùn)營(yíng)、管理等條件，擬訂多個(gè)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行技術(shù)、能耗等要素的比較與綜合設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮隧道的功能。公路隧道的通風(fēng)與照明能耗是設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。公路隧道通風(fēng)設(shè)施設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮公路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、車道數(shù)、通風(fēng)方式、運(yùn)營(yíng)通風(fēng)控制策略、設(shè)計(jì)交通量及交通組成、隧道斷面與平縱線形、隧址區(qū)域自然條件等因素，并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合比選。公路隧道通風(fēng)設(shè)施設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)不同交通狀態(tài)、不同運(yùn)營(yíng)工況提出合理的通風(fēng)設(shè)施總體運(yùn)行方案。
2.6 公路交通工程及沿線設(shè)施應(yīng)與主體工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工，其中管理設(shè)施的監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配電、照明、房屋建筑能耗是設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題。道路收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)道路實(shí)際情況適當(dāng)增加ETC自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)量；照明系統(tǒng)在滿足照明需要的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇節(jié)能燈、LED燈等節(jié)能照明設(shè)施；房主建筑提倡使用聚氨酯等節(jié)能型墻面保溫材料；北方地?zé)崮茌^多的地區(qū)，房屋取暖系統(tǒng)宜采用地?zé)崛∨?/p>
三 施工階段公路工程節(jié)能減排
公路工程項(xiàng)目在建設(shè)施工階段的能耗重點(diǎn)包括：材料、施工機(jī)械和施工組織方案。公路工程建設(shè)期，應(yīng)進(jìn)行由建設(shè)單位統(tǒng)籌規(guī)劃，以各施工標(biāo)段為主體進(jìn)行建設(shè)期能耗監(jiān)測(cè)。建設(shè)期能耗監(jiān)測(cè)主要為實(shí)施施工耗能臺(tái)賬制度。各施工標(biāo)段在施工期內(nèi)以分部、分項(xiàng)工程為單位，建立施工能耗臺(tái)賬。能耗臺(tái)賬應(yīng)包括各分項(xiàng)、分部工程主要施工材料與機(jī)械能耗情況。施工能耗臺(tái)賬應(yīng)作為項(xiàng)目竣工驗(yàn)收資料之一在項(xiàng)目竣工驗(yàn)收后由建設(shè)方統(tǒng)籌歸檔。
3.1 公路施工用電盡量采用網(wǎng)電作為動(dòng)力供電，臨時(shí)施工用可考慮從與運(yùn)營(yíng)期永久用電相結(jié)合，有建設(shè)運(yùn)營(yíng)方統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)置以減少能耗。
3.2在路基施工中，應(yīng)合理安排施工組織，提高施工設(shè)備工作效率，減少施工設(shè)備能耗。進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮土方挖運(yùn)與取、棄土場(chǎng)距離，合理減少運(yùn)輸車輛運(yùn)距；應(yīng)根據(jù)工程情況配置各類施工機(jī)械，做到各施工環(huán)節(jié)所需機(jī)械合理配套，以減少施工機(jī)械能耗。路基施工應(yīng)控制超挖，做到合理的填挖平衡以減少借方與棄方，以致于減少借方與棄方填筑過(guò)程中二次搬運(yùn)、土方壓實(shí)所產(chǎn)生的能耗。
3.3 在瀝青路面施工中，科學(xué)比選，選擇節(jié)能型路面材料，合理使用路面節(jié)能工藝，其中瀝青路面節(jié)能工藝主要有廠拌冷再生瀝青混合料、就地冷再生瀝青混合料、廠拌熱再生、就地?zé)嵩偕?、溫拌瀝青混合料。應(yīng)合理安排施工組織，優(yōu)化場(chǎng)地設(shè)置，提高機(jī)械工作效率，減少施工機(jī)械能耗。在瀝青拌和設(shè)備造型時(shí)，應(yīng)選擇能耗小的設(shè)備。在集料質(zhì)量均勻，分級(jí)合理的前提下，有條件時(shí)優(yōu)先采用連續(xù)式瀝青拌合設(shè)備，連續(xù)式瀝青拌合設(shè)備具有能耗低，產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)容易實(shí)現(xiàn)舊瀝青混合料的廠拌熱再生。瀝青拌合能耗是路面工程施工最主要能耗，合理選擇低能耗的瀝青拌合設(shè)備很大程度上決定了路面工程施工總能耗。汽車運(yùn)輸能耗是路面工程施工的主要能耗之一，減少運(yùn)距對(duì)路面工程施工節(jié)能有較大影響。集料堆放場(chǎng)地做好防、排水措施以避免集料受潮(達(dá)不到瀝青混凝土拌合對(duì)集料的要求)所產(chǎn)生的二次加工，減少瀝青拌合的額外能耗。細(xì)集料應(yīng)搭設(shè)雨棚，降低細(xì)集料烘干所需的額外能耗。瀝青混合料的碾壓時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)。瀝青混合料的運(yùn)輸中，應(yīng)配備棉被及覆蓋帆布等保溫物品。用作瀝青混合料運(yùn)輸?shù)能囕v要求車況良好，車廂潔凈，裝料前可適當(dāng)噴灑油水混合物防止粘結(jié)，每臺(tái)運(yùn)輸車必須配備棉被及覆蓋帆布等保溫物品。在拌和場(chǎng)裝載混合料時(shí)，應(yīng)按前后中的次序裝載，盡量減少混合料的離析。瀝青在瀝青庫(kù)內(nèi)不宜貯存過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，在非施工季節(jié)需要在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)貯存的瀝青，其貯存溫度通常應(yīng)低于100℃；在運(yùn)輸狀態(tài)下瀝青溫度宜控制在120℃~130℃左右，瀝青罐車在運(yùn)往工地的過(guò)程中應(yīng)有保溫措施，長(zhǎng)距離的運(yùn)輸應(yīng)裝備加熱升溫系統(tǒng)；在路面工程沿線有可以用于路面工程的隧道洞渣時(shí)，應(yīng)優(yōu)先對(duì)隧道洞渣進(jìn)行利用以減少新開(kāi)采集料利用量。
3.4 在水泥路面施工中，應(yīng)做好施工組織設(shè)計(jì)，合理布置場(chǎng)地，材料運(yùn)輸組織經(jīng)濟(jì)合理。施工組織設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮水泥混凝土與施工原材料的運(yùn)距，合理減少拌合站與料場(chǎng)、拌合站與施工點(diǎn)之間距離，以減少運(yùn)輸車輛能耗。在坡地作為拌合場(chǎng)地時(shí)，利用地形高差，可提高裝載機(jī)等上料速度，同時(shí)節(jié)約燃料。在設(shè)備配置選擇中，應(yīng)注意前、后場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)能力相匹配，以減少設(shè)備停機(jī)等料帶來(lái)的能耗損失。
3.5 在房建與附屬工程施工中，提高機(jī)械化施工水平，可大大提高施工效率，降低能耗，對(duì)于預(yù)制構(gòu)件等，采用標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化生產(chǎn)，可提高生產(chǎn)效率，降低能耗，同時(shí)提高預(yù)制構(gòu)件的外觀質(zhì)量水平。
3.6 公路工程施工機(jī)械應(yīng)根據(jù)公路建設(shè)情況執(zhí)行嚴(yán)格的準(zhǔn)入制度，及時(shí)淘汰達(dá)不到廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械，合理選擇國(guó)內(nèi)外先進(jìn)機(jī)械設(shè)備。對(duì)機(jī)械設(shè)備管理人員、維修人員、操作人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，并定期進(jìn)行技能培訓(xùn)，減少人為操作引起的機(jī)械能耗增加。
四 運(yùn)營(yíng)階段公路工程節(jié)能減排
公路工程項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段節(jié)能減排主要通過(guò)合理控制項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)管理能耗與合理進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)為主。項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段運(yùn)營(yíng)管理方應(yīng)建立能耗臺(tái)賬，嚴(yán)格控制運(yùn)營(yíng)階段管理能耗。公路路面狀況對(duì)車輛油耗有直接的影響，其主要影響因素為路面平整度，平整度低造成汽車行駛阻力增大，增加汽車油耗；其次損壞較嚴(yán)重的路面會(huì)引起車輛剎車，降低行車效率，道路交通暢通程度對(duì)機(jī)動(dòng)車油耗影響非常大。道路養(yǎng)護(hù)施工應(yīng)充分考慮預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念，應(yīng)根據(jù)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、路面破損指數(shù)、橫向力系數(shù)、平整度指數(shù)、車轍深度、裂縫率等指標(biāo)合理選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。道路路面、橋梁、隧道的大修、中修工作應(yīng)根據(jù)道路實(shí)際情況適時(shí)進(jìn)行，維修應(yīng)連同相關(guān)部門做好道路交通組織，正確疏導(dǎo)交通以免引起過(guò)往車輛堵塞，增加車輛油耗。
結(jié)語(yǔ)：公路運(yùn)輸是交通運(yùn)輸領(lǐng)域最普遍、應(yīng)用最廣泛的運(yùn)輸方式，公路工程全壽命周期的節(jié)能減排水平一定程度上代表了整個(gè)交通領(lǐng)域的節(jié)能減排水平。在當(dāng)今我國(guó)人均資源缺乏，大氣污染形勢(shì)嚴(yán)峻的形勢(shì)下，公路工程全壽命周期的節(jié)能減排成為眼下當(dāng)務(wù)之急。公路工程相關(guān)從業(yè)者要帶著節(jié)能減排的思維，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)理念與技術(shù)，把節(jié)能減排合理運(yùn)用到公路工程項(xiàng)目中。
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