能量平衡_课件.ppt
第十章 用能管理能量平衡,河北省能源管理师培训课件,第十章 用能管理之能量平衡,第三节 能量平衡能量平衡是考察一个体系的输入能量与有效能量、损失能量之间的平衡关系。根据能量守恒定律：输入能量=有效能量+损失能量能量平衡按体系分类有：国家或地区能量平衡、企业能量平衡、用能设备能量平衡；按能源种类分类有热平衡、电平衡、煤平衡、油平衡等。,第十章 用能管理之能量平衡,（一）、企业能量平衡1概念以企业（或企业内部的独立用能单元）为对象，对输入的全部能量与输出的全部能量在数量上的平衡关系的研究，也包括对企业能源在购入贮存、加工转换、输送分配、终端使用各个环节与回收利用和外部各能源流的数量关系进行的考察，定量分析企业用能情况。2意义（1）掌握企业耗能状况。通过统计、测试、计算等手段，摸清能源的构成及来龙去脉，全面掌握企业各种能源的购入、贮存、分配、输送、转换、使用等各个环节分布与流向的规律。,第十章 用能管理之能量平衡,（2）掌握用能水平。通过企业能量平衡，分析评价企业、产品的能耗指标，掌握主要用能设备的能源利用效率和整个企业的能源利用率，形象直观的反映用能情况和水平。（3）加强能源科学管理。建立完善的能源管理制度，为企业的能源科学管理奠定基础。（4）查清浪费根源，找出节能潜力。如能源管理、工艺装备、用能设备、生产工艺及操作中存在的浪费问题，查清余能的数量、品种、参数、性质等。（5）为制定节能规划提供依据。通过对重点工艺，设备测试的结果，找出企业能源利用率低的原因，在此基础上制定切实可行的节能规划。,第十章 用能管理之能量平衡,3.基本知识3.1 企业能量平衡框图企业用能系统按照能源流向依次划分为购入贮存、加工转换、输送分配和最终使用四个环节，以有效利用能和各类损失能形式流出系统，每一个用能环节又由若干用能单元组成。企业用能系统可用企业能量平衡框图表示。见下页。,第十章 用能管理之能量平衡,损失的能量,第十章 用能管理之能量平衡,3.1.4 指标企业能量平衡常用的几个指标:（1）产品单位产量某种实物能源消耗量产品单位产量某种实物能源消耗量（简称单位实物能耗）是指某种实物能源消耗量与期内产出的某种产品的合格品产量的比值。按下述公式计算：,第十章 用能管理之能量平衡,Em产品单位产量某种实物能源消耗量，单位为吨（t），或千瓦时（kWh），或吨标准煤（tce）等；Ei某种实物能源消耗量，单位为吨（t），或千瓦时（kWh），或吨标准煤（tce）等；M期内产出的某种产品的合格品产量，单位为产品单位。,第十章 用能管理之能量平衡,（2）单位产值（增加值）某种实物能源消耗量单位产值（增加值）某种实物能源消耗量（简称单位产值实物能耗）是指某种实物能源消耗量与期内产出的产值（增加值）的比值。Eg产品产值（增加值）某种实物能源消耗量，单位为吨每万元（t/万元），千瓦时每万元（kWh/万元）；或吨标准煤每万元(tce/万元)等；G期内产出的产值（增加值），单位为万元。,第十章 用能管理之能量平衡,（3）产品单位产量综合能耗某种产品单位产量综合能耗（简称单位产品综合能耗）是指统计报告期内某种产品的综合能耗与某种产品合格产品的产量的比值。式中：ej 某种产品单位产量综合能耗，单位为吨标准煤(tce)；Ej 某种产品的综合能耗，单位为吨标准煤(tce)；Pj 某种产品合格产品的产量，单位为产品单位。,第十章 用能管理之能量平衡,注意：对同时生产多种产品的情况，应按每种产品实际耗能量计算；在无法分别对每种产品进行计算时，折算成标准产品统一计算，或按产量与能耗量的比例分摊计算。,第十章 用能管理之能量平衡,（4）企业单位产值综合能耗企业单位产值综合能耗（简称单位产值综合能耗）是指统计报告期内，综合能耗与期内用能单位总产值或工业增加值的比值。式中：eg单位产值综合能耗，单位为吨标准煤每万元(tce/万元)；E综合能耗，单位为吨标准煤(tce)，；G统计报告期内产出的总产值或增加值，单位为万元。,第十章 用能管理之能量平衡,（5）余能资源量余能资源量按GB/T 1028计算，余能包括余热、余压、排放的可燃气体等。Qy=Qdiy+(h1i-h2i)式中：Qy 年余热资源量，单位为千焦每年（kJ/a）；Mi 第i种余热载体流量，单位为千克每小时（kg/h），或立方米每小时（m3/h）；Qdi 第i种单位余热载体中可燃成分完全燃烧释放的热量，单位为千焦每千克（kJ/kg），或千焦每立方米（kJ/m3）；H1i 第i种余热载体排出状态下的比焓,单位为千焦每千克（kJ/kg），或千焦每立方米（kJ/m3）；H2i 第i种余热载体在下限温度时的比焓,单位为千焦每千克（kJ/kg），或千焦每立方米（kJ/m3）；i 排出第i种余热载体的设备年运行小时数，单位为小时每年（h/a）；i=1,2.n，其中n为余热载体种类数目。,第十章 用能管理之能量平衡,（6）余能资源率余能资源率是余能资源量与企业消耗各种能源量总和的比值。式中：yu 余能资源率；Eyu 余能资源量，单位为吨标准煤(tce)；Ed 企业综合能源消耗量，单位为吨标准煤(tce)。,第十章 用能管理之能量平衡,（7）余能资源利用率：余能资源利用率是企业的余能资源量中已利用的程度。按公式式中：ryu 余能资源利用率；Eyt已利用的余能资源量，单位为吨标准煤(tce)。,3.1.5 企业能量平衡表,第十章 用能管理之能量平衡,（二）用能设备能量平衡2.1 概念用能设备能量平衡就是对设备的输入能量与输出能量在数量上的平衡关系进行考察，以定量分析用能情况。2.2 框图和方程2.2.1框图用能设备能量平衡体系即进行能量平衡时所要考察的范围，体系应有明确的边界，并用框图表示出来。用能设备能量平衡框图（下页图）,第十章 用能管理之能量平衡,图10.2 电能平衡框图,第十章 用能管理之能量平衡,2.2.2方程用能设备能量平衡方程式 Er=ECY+ECS式中：Er进入用能设备的能量；ECY有效利用的能量；ECS损失的能量。,第十章 用能管理之能量平衡,2.3 计算基准2.3.1基准温度基准温度的选取应以环境温度为基准温度，采用其他基准温度的应加以说明。2.3.2燃料发热量燃料发热量以其收到基低位发热量为基准计算。2.3.3二次能源的能量计算在用能设备能量平衡计算中二次能源的能量按当量值计算（做功用的载能工质应算作二次能源）。2.3.4助燃用空气组分原则上采用下列空气组分：按体积比：O2 21.0%，N2 79.0%；按质量比：O2 23.2%，N2 76.8%。,第十章 用能管理之能量平衡,2.4 测试要求2.4.1.用能设备能量平衡的测试设备应处于正常运行工况。2.4.2 测试时应记录测试的日期、地点、开始时间与结束时间，以及环境状态温度、湿度、大气压力等参数。2.5 测算内容2.5.1基本要求用能设备能量平衡考察的内容主要包括进入用能设备的能量，产品生产利用的能量、输出的能量和损失的能量，以及在体系内物质化学反应放出或吸收的热量，要求得到数量上的平衡。,第十章 用能管理之能量平衡,2.5.2输入能量输入能量通常包括外界供给用能设备的能量，进入体系的物料或工质带入的能量，除了燃料以外体系内的其他化学反应热。包含的项目有：（1）进入体系的燃料的发热量和显热；（2）输入的电能；（3）输入的机械能；（4）进入体系的工质带入的能量；（5）物料带入的显热；(进入加热炉的热钢坯)（6）外界环境对体系的传热量；（7）化学反应热；（8）输入的其他形式的能量；（9）其他。,第十章 用能管理之能量平衡,2.5.3 输出能量输出能量通常包括离开用能设备的产品或工质带出的能量，体系向外界排出的能量，体系内发生的化学反应吸热，蓄热及其他热损失。包含的项目有：（1）离开体系的产品带出的能量；（2）离开体系的工质带出的能量；（3）输出的电能；（4）输出的机械能；（5）能量转换产生的其他形式的能量；（6）化学反应吸热；,第十章 用能管理之能量平衡,（7）体系排出的废物带出的能量；（8）体系对环境的散热量；（9）用能设备的蓄热；（10）能量转换中其他形式的能量损失。2.5.4有效利用能量和损失能量（1）有效利用能量在输出能量中，输出的电能、输出的机械能、能量转换产生的其他形式的能量和化学反应吸热属于有效利用能量。（2）损失能量在输出能量中，体系排除的废物带出的能量、体系对环境的散热量、用能设备的蓄热、能量转换中其他形式的能量损失和其他热损失属于损失能量（又称损耗）。,第十章 用能管理之能量平衡,第十章 用能管理之能量平衡,2.6 结果的表示2.6.1计量单位用能设备能量平衡中采用的量和单位名称与符号应符合国标热学的量和单位（GB 3102.4-1993）的规定。能量采用的计量单位主要是千焦（kJ），或兆焦（MJ），或吉焦（GJ）。2.6.2用能设备能量平衡表用能设备能量平衡的内容和结果应按项目列入能量平衡表中。,用能设备能量平衡表,第十章 用能管理之能量平衡,2.6.3用能设备能量平衡报告企业用能设备能量平衡报告应包括以下主要内容：（1）概况说明企业进行用能设备能量平衡的目的，企业用能系统和用能设备基本情况，包括用能设备主要技术参数和运行周期等；用能系统和用能设备的运行状态和采用的测试方法等。（2）主要原始数据主要原始数据应满足用能设备能量平衡测算结果的要求，必须保证主要原始数据的可靠性。,第十章 用能管理之能量平衡,（3）用能设备能量平衡表用能设备能量平衡表应反映出能量收支平衡情况，特别是能量支出和利用的情况。（4）分析根据用能设备能量平衡结果找出造成能源利用率低和设备耗能高的原因，对能量损失进行分类，对测算结果和指标进行评价，从设备、操作技术和管理制度等方面找出浪费的因素，提出改进的办法。,第十章 用能管理之能量平衡,（三）企业电能平衡企业电能平衡是企业实现科学管理、合理使用电能的重要基础工作，是企业使用电能的系统工程。2001年，原国家经济贸易委员会和发展计划委员会发布了节约用电管理办法，明确要求“用电负荷在500千瓦及以上或年用电量在300万千瓦时及以上的用户应当按照企业设备电能平衡通则（GB/T 3484-2009）规定，委托具有检验测试技术条件的单位每二至四年进行一次电平衡测试，并据此制定切实可行的节约用电措施”。,第十章 用能管理之能量平衡,3.1基本知识3.1.1术语（1）用电体系用电体系是指电能平衡考察的对象，根据考察对象的不同，可以区分为设备（装置）、车间、企业为单位的用电体系。（2）用电体系的边界用电体系的边界是指用电体系（单元）与相邻部门的分界面（线）称为用电体系（单元）的边界。（3）电能平衡电能平衡是指在确定用电体系（单元）的边界内，对界外供给的电能量在本用电体系内的输送、转换、分布、流向进行考察、测定、分析和研究，并建立供给和损耗电量之间平衡关系的全过程。,第十章 用能管理之能量平衡,（4）供给电量 供给电量是指用电体系（单元）界外（电网供电、自发电量或上一级输出电量）供给用电体系（单元）的有功电能量的总和。（5）有效电量 有效电量是指用电体系（单元）内，在一定生产工艺条件下，使预定目标达到工艺规定的目标和质量标准时，在物理化学变化时所需消耗的有功电能量。（6）损失电量损失电量是指供给电能量与有效电能量之差。,第十章 用能管理之能量平衡,（7）电能利用率电能利用率是指用电体系（单元）中的有效能量与供给电能量之比的百分数。（8）测试效率测试效率是指生产设备在正常工况运行下，通过现场测算得到的效率，是测试设备的瞬时或某一测试时段的效率。,第十章 用能管理之能量平衡,3.1.2框图和方程,用电体系,体系边界,供给电量,损失电量,有效电量,第十章 用能管理之能量平衡,WG=WY+Ws 式中：WG 供给电量，单位为千瓦时（kWh）；WY 有效电量，单位为千瓦时（kWh）；Ws 损失电量，单位为千瓦时（kWh）。,第十章 用能管理之能量平衡,3.1.3 测试项目企业电能平衡要测试电气设备、用电的生产设备，考虑工艺参数、生产效率等因素。测试项目应包括：变压器，配电网络，整流设备，电动机及拖动设备，电热设备，熔炼炉，电焊机，照明等主要用电生产设备，对企业主要产品的电耗进行分解测算。企业可以根据行业特点，设备的实际情况，调整测试设备的容量等级，并确定行业中需要电耗分解测算的产品。,第十章 用能管理之能量平衡,3.1.4 测试仪表企业按照用能单位能源计量器具配备和管理通则（GB 171672006）的要求配备的能源计量器具和在线仪表，只要在检定和校准有效期内，均可作为企业电能平衡测试的仪器仪表使用；亦可采用常规的电工和热工检测、监控、计量仪表；现场测试也可选用电能综合分析测试仪等。,第十章 用能管理之能量平衡,3.2 测试条件（1）用电设备电能平衡的测试应符合用能设备能量测试导则(GB/T 6422-2009)的要求。（2）用电体系应在正常运行条件下进行测试。（3）对于同类用电体系可抽样测试，抽样数量或百分比可根据实际情况确定。（4）对于负荷变化的用电体系，应取其平均值。（5）电量应用电能表测定，对于稳定负荷也可用功率表测定。（6）当测试条件与实际运行条件有差异时，可对测试的数据加以修正。,第十章 用能管理之能量平衡,3.3测算方法1.直接测定法，即通过测量用电体系的供给电量与有效电量，来确定电能利用效率。（正平衡）2.间接测定法，即通过测量用电体系的各项损失电量与供给电量，来确定电能利用效率。（反平衡）,第十章 用能管理之能量平衡,3.4 电能利用效率计算电能利用效率是指用电体系的有效利用电量与供给有功电量的比值，来衡量企业各项用电设备及企业总体有功电能的利用情况。3.4.1直接测定计算直接测定法（正平衡法）：,第十章 用能管理之能量平衡,式中：用电系统的电能利用效率，单位为%；WY 有效利用电量，单位为千瓦时（kWh）；WG 供给有功电量，单位为千瓦时（kWh）。,第十章 用能管理之能量平衡,间接测定法（反平衡法）计算：式中：WG 供给有功电量，单位为千瓦时（kWh）；WS 损失量，单位为千瓦时（kWh）。,第十章 用能管理之能量平衡,回顾一下：,能量平衡,（二）用能设备能量平衡,（一）企业能量平衡,（三）企业电能平衡,1概念 2意义 3.1 企业能量平衡框图 3.1.2 能源流向四个环节 3.1.3 企业能量平衡方程 3.1.4 企业能量平衡常用的几个指标 3.1.5 企业能量平衡表,2.1 概念 2.2 框图和方程 2.3 计算基准 2.4 测试要求 2.5 测算内容 2.6 结果的表示(用能设备能量平衡表,用能设备能量平衡报告),3.1基本知识(电能平衡)3.1.2框图和方程 3.1.3 测试项目 3.1.4 测试仪表 3.2 测试条件 3.3测算方法 3.4 电能利用效率计算,谢谢！,
