2024土方機械 運行能耗優(yōu)化指南

土方機械運行能耗優(yōu)化指南PAGEPAGE10PAGEPAGE3土方機械運行能耗優(yōu)化指南范圍本文件提供了土方機械運行能耗優(yōu)化基本原則和實施步驟等方面的建議。本文件適用于以內(nèi)燃機為動力源的土方機械運行能耗優(yōu)化。（GB/T20220845-T-469GB/T20220845-T-469界定的術(shù)語和定義適用于本文件。土方機械運行能耗優(yōu)化方案制定和實施過程中應(yīng)遵循以下原則：——安全性原則。在優(yōu)化方案制定和實施過程中，應(yīng)充分考慮土方機械安全和人員安全。開展土方機械運行能耗優(yōu)化工作一般包括但不限于以下實施步驟：A。當(dāng)存在下列情況或企業(yè)認為必要時，宜進行運行能耗優(yōu)化：——機器運行能量效率遠低于平均值；——機器服役時間過長或維護次數(shù)過多；——作業(yè)過程中出現(xiàn)不合理或不正常操作環(huán)節(jié)；——能源價格持續(xù)上漲或能源成本遠高于預(yù)算成本；——技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)提出新要求。根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)或需求，明確信息采集范圍，一般可從以下方面開展：——工況信息，包括行走路面、作業(yè)土壤等信息?！鳂I(yè)環(huán)境信息，包括環(huán)境溫度、大氣壓力、空氣濕度等信息。——操作人員信息，包括技術(shù)水平、身高體重等信息?！\行參數(shù)信息，包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速、扭矩負荷率、發(fā)動機擋位等信息?！饕考畔ⅲ▌恿ο到y(tǒng)、液壓系統(tǒng)、行走系統(tǒng)等的規(guī)格、型號以及結(jié)構(gòu)信息?！獌?nèi)燃機油耗信息，包括瞬時油耗和能源利用率等信息。——液壓系統(tǒng)傳動效率。——二次能源回收利用情況?！渌?。信息采集方案一般包括但不限于以下要求：——針對不同的信息采集范圍，制定不同的信息采集方案；——信息采集前應(yīng)對采集設(shè)備進行校準(zhǔn)和檢定，以確保采集信息的準(zhǔn)確性；——采集過程盡可能連續(xù)采集，若不能連續(xù)采集時，采集頻率和信息量應(yīng)滿足能耗分析要求；——信息質(zhì)量應(yīng)滿足能耗分析對信息規(guī)范性、準(zhǔn)確性和完整性等要求；——信息記錄的保存期限符合現(xiàn)行法律法規(guī)的規(guī)定?！鞔_信息采集人、保管人的職責(zé)。土方機械領(lǐng)域中，常見的信息采集包括但不限于以下方式：——人工采集，通過手動方式記錄信息。——半自動采集，部分信息通過信息采集設(shè)備實時采集，其余信息采用人工采集。——自動采集，所有信息通過采集設(shè)備實時采集?！畔⒊槿?，采用通信接口直接從企業(yè)管理系統(tǒng)或機器控制系統(tǒng)等系統(tǒng)中獲取信息。整機能耗分析包括但不限于以下方面：——功率匹配分析，例如，泵--負載功率匹配分析、發(fā)動機--泵功率匹配分析等；——能量分布分析，例如，各部件能量消耗占整機能量消耗的比例分析；——其他整機能耗特性分析。部件能耗分析包括但不限于以下方面：其他能耗影響因素分析包括但不限于以下方面：——運行檔位、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、行走速度等運行參數(shù)對能耗的影響分析；——其他因素對能耗的影響分析。優(yōu)化方案制定應(yīng)滿足以下要求：——優(yōu)化方案在制定過程中應(yīng)充分考慮實際工況和現(xiàn)有條件；——優(yōu)化方案在制定過程中，方案制定者宜對方案目的、方案需求以及方案可接受性有清晰的認知；——優(yōu)化方案制定后應(yīng)組織論證。制定的優(yōu)化方案一般包括但不限于以下內(nèi)容：——現(xiàn)狀記錄，例如機器現(xiàn)行運行參數(shù)、能耗水平、存在的主要問題和能耗影響因素等?！桨该枋觯绶桨傅哪康?、策略、技術(shù)路線和預(yù)期效果等?！獙嵤┙ㄗh，例如制定方案實施計劃表或時間表，定期檢查、測試、考核相關(guān)設(shè)備的運行效果；——反饋信息，例如與使用者建立反饋機制，獲取他們對提高能效的意見和建議。GB/T26546。評價優(yōu)化方案中帶來的直接經(jīng)濟效益和污染減排帶來的間接經(jīng)濟效益，評價優(yōu)化方案涉及的經(jīng)濟投入產(chǎn)出比。按照優(yōu)化方案的實施建議進行實施，記錄相關(guān)信息。附錄A（資料性）液壓挖掘機運行能耗優(yōu)化示例概述本示例從運行檔位角度出發(fā)，對挖掘機填平某凹坑作業(yè)過程進行能耗優(yōu)化。凹坑尺寸為L×W×H，填土為二級土壤。整個作業(yè)過程如下：A.1a)挖掘過程完成后，挖掘機沿著障礙物從取土處行走至凹坑處，如圖A.1b)所示，行走距離為S。行走至凹坑處后，開始進行平地工作，直至完成作業(yè)，如圖A.1c)所示。待填凹坑障礙物取土處a)挖掘過程障物 凹坑取土處b)行走過程凹坑c)平地過程圖A.1作業(yè)過程示意圖判斷挖掘機作業(yè)過程的發(fā)動機擋位使用是否合理，并從擋位使用角度出發(fā)探索能耗優(yōu)化方法。信息采用半自動采集。挖掘過程、行走過程、平地過程的單位時間燃油消耗量按GB/T20220845-T-469A.1～A.3。A.1參數(shù)發(fā)動機檔位6檔8檔10檔單位時間燃油消耗量（kg/h）14.6216.6318.14單位時間土方挖掘量（m3/h）369.87418.00398.95A.2參數(shù)發(fā)動機檔位8檔10檔單位時間燃油消耗量（kg/h）14.1117.64單位時間平地面積（m2/h）375.28548.78A.3參數(shù)行走檔位快速檔慢速檔單位時間燃油消耗量（kg/h）20.1617.72行走速度（km/h）5.272.99當(dāng)前挖掘機挖掘擋位采用10檔，行走擋位為慢速檔，平地擋位為10檔，總運行油耗為11.8kg。方案的制定過程如下：列出可實施的運行方案，如表A.4按式（A.1）計算不同方案的燃油消耗量，結(jié)果見表A.4；QUu wUv

+SpUu

（A.1）w x p式中：Q 油耗單位千（kg）；Vw （m3）；Lx （km）；SP （m2）；uw （m3/h）；vx （km/h）；up （m3/h）；Uw /（kg/h）；Ux /（kg/h）；Up /（kg/h）。A.4A.5表A.4運行方案方案編號挖掘裝載過程發(fā)動機檔位行走檔位平地過程發(fā)動機檔位油耗（kg）方案16檔快速檔8檔11.32方案26檔快速檔10檔10.95方案36檔慢速檔8檔13.03方案46檔慢速檔10檔12.66方案58檔快速檔8檔11.36方案68檔快速檔10檔10.99方案78檔慢速檔8檔13.07方案88檔慢速檔10檔12.7方案910檔快速檔8檔12.17方案10 (原案)10檔快速檔10檔11.8方案1110檔慢速檔8檔13.88方案1210檔慢速檔10檔13.51表A.5優(yōu)化方案方案挖掘裝載過程發(fā)動機檔位行走檔位平地過程發(fā)動機檔位能耗（kg）節(jié)能（kg）經(jīng)濟效益其他方案58檔快速檔8檔11.360.443.73%--方案16檔快速檔8檔11.320.484.07%--方案68檔快速檔10檔10.990.816.86%--方案26檔快速檔10檔10.950.857.20%--記錄挖掘機不同運行狀態(tài)的油耗和油耗占比。對優(yōu)化方案持續(xù)追蹤，與操作者建立反饋渠道，獲取他們對優(yōu)化方案的建議。6115。61561，方案。A.5266、方案。A.62表A.6優(yōu)化方案排序能耗層面排序方案2>方案6>方案1>方案5技術(shù)層面排序方案2=方案6=方案1=方案5環(huán)境層面排序方案2>方案6>方案1>