節(jié)能知識簡介與能耗計算

1、 一、節(jié)能概念一、節(jié)能概念 中華人民共和國節(jié)約能源法中定義，節(jié)能是指加強用能管理， 采取技術上可行、經濟上合理以及環(huán)境和社會可以承受的措施，減少 從能源生產到消費各個環(huán)節(jié)中的損失和浪費，更加有效、合理地利用 能源。 節(jié)能分為廣義節(jié)能和狹義節(jié)能。狹義節(jié)能是指節(jié)約煤、油、電、 氣等能源；廣義節(jié)能是指除狹義節(jié)能內容之外，還包括節(jié)約原材料、 運力、人力、資金、提高作業(yè)效率等方面。 就狹義節(jié)能的內涵而言，包含了從能源資源的開發(fā)、運輸分配、 轉換（電力、蒸汽）或加工（成品油、煤氣）為二次能源，直到用戶 的消費等各個環(huán)節(jié)，都有節(jié)約能源的具體問題，又可分為直接節(jié)能和 間接節(jié)能。 直接節(jié)能是指通過加強能源的科學

2、管理，和推動技術進步，在滿 足生產和生活同等需要的條件下，直接減少的能源消耗量。間接節(jié)能 是相對直接技能而言的，具體反映在除直接節(jié)能原因外的單位產值能 耗的降低上。 二、能耗、節(jié)能量與節(jié)能率二、能耗、節(jié)能量與節(jié)能率 1.1.能耗能耗 能耗是指規(guī)定的體系在一段時間內所消耗的能源數(shù)量，稱能源消耗量， 簡稱能耗。例如一臺設備（或裝置），其能耗稱設備（或裝置）能耗， 對車間（或部門）稱車間（部門）能耗，對項目（企業(yè)）稱項目（或 企業(yè)）能耗。 能耗可以分為實物能耗和綜合能耗。 實物能耗是指規(guī)定的耗能體系在一段時間內實際所消耗的各種能源實 物量。 綜合能耗是指規(guī)定的耗能體系在一段時間內實際消耗的各種能源實

3、物 量按規(guī)定的計算方法和單位分別折算為一次能源后的總和。GB2598- 1990綜合能耗計算通則要求，計算綜合能耗時，各種能源分別折 算為一次能源的規(guī)定的統(tǒng)一單位為t（標準煤）。 二、能耗、節(jié)能量與節(jié)能率二、能耗、節(jié)能量與節(jié)能率 2.2.節(jié)能量節(jié)能量 節(jié)能量實際上就是在達到同等目的的情況下，即在完成相同的產品、 產值、工作量的前提下，所少消耗的能源量，包括由于提高管理水平和 技術水平而使單位產品（或產值）能源消耗量下降的直接節(jié)約的能源數(shù) 量，以及由于調整產業(yè)結構、產品結構等而使單位產值能耗量下降的間 接節(jié)約的能耗數(shù)量。為了計算方便和結果的直觀表達，可采取以下計算 公式： E=(em-eb)Gb

4、 式中 E 節(jié)能量； em 單位產品（產值或工作量）能耗的目標值； eb 報告期單位產品（產值或工作量）能耗； Gb 報告期產品產量（產值或工作量）。 上式的計算結果正值為節(jié)約，負值為超耗。其中em可以是一個年度 或者一個統(tǒng)計期的數(shù)據，也可以是一個能耗定額值，或者是技術改造前 的數(shù)據。 三、能源的計量單位及其換算三、能源的計量單位及其換算 能源的計量單位是指為計算能源的數(shù)量而選定作為參考的量。按 照能源的計量方式，能源計量單位可以有三種表示方法:一是用能源 的實物量來表示，例如煤的噸數(shù)（t）；二是用熱功單位來表示，如 焦耳（J）、千瓦時（kWh）等；三是用能源的當量值表示，常見的 如煤當量和油

5、當量。 1.1.能源的實物量單位能源的實物量單位 由于各種能源的形態(tài)不一樣，對能源實物量進行計量時，往往采 用不同的計量單位，例如對固體能源采用質量單位，氣體能源采用體 積單位。 2.2.能量單位能量單位 能量的單位有多種，具有確切定義的和當量值的單位主要有以下 三種，它們之間可以相互換算。 1）焦耳（J） 焦耳的定義為1牛頓（N）的力作用于質點，使它沿力的方向移動 三、能源的計量單位及其換算三、能源的計量單位及其換算 1米（m）距離所作的功；或者用1安培（A）電流通過1歐姆（）電 阻1秒鐘（S）所消耗的電能。 2）千瓦時（kWh） 千瓦時是電量的計量單位，與焦耳的換算關系為：1kWh =3.

6、6*106 J 3）卡（cal） 卡是熱量單位，但不是我國的法定單位?？ǖ亩x為1克（g）純水在 標準氣壓下，溫度升高1攝氏度（）所需的熱量。我國現(xiàn)行熱量單 位卡有20 卡、國際蒸汽表卡及熱化學卡。 焦耳是我國熱量單位的法定計量單位，也是國際制單位?？ㄅc焦 耳見的換算按下式進行： 1卡（20 ）=4.1816焦耳 1國際蒸汽卡 =4.1868焦耳 1熱化學卡 =4.1840焦耳 三、能源的計量單位及其換算三、能源的計量單位及其換算 3. 3.當量單位當量單位 不同能源的實物量是不能直接進行比較的。由于各種能源都有一 種共同的屬性，即含有能量，且在一定條件下都可以轉化為熱。為了 方便對于各種能源

7、實際含熱值與標準燃料熱值比，即能源拆算系數(shù)， 計算出各種能源折算成標準燃料的數(shù)量。所選標準燃料的計量單位即 為當量單位。 國際上習慣采用的標準燃料有兩種：一種是標準煤；另一種是標 準油。 1）燃料熱值 燃料燃燒都會釋放出一定數(shù)量的熱量，單位質量（指固體或液體 ）或單位體積（指氣體）的燃料完全燃燒，燃燒產物冷卻到燃燒前的 溫度（一般為環(huán)境溫度）時所釋放出來的熱量就是燃料熱值，也叫燃 料發(fā)熱量。 三、能源的計量單位及其換算三、能源的計量單位及其換算 燃料燃燒有高位熱值和低位熱值兩種。高位熱值是指燃料完全燃燒， 且燃燒產物中的水蒸氣凝結成水時的發(fā)熱量，其數(shù)值由測量獲得。低 位熱值是指燃料完全燃燒，燃

8、燒產物中的水蒸氣仍以氣態(tài)存在時的發(fā) 熱量，它等于從高位熱值中扣除水蒸氣凝結熱后的熱量，其值由計算 獲得：Qdw=Qgw-WH20 式中 Qdw ，Qgw 分別為燃料的低位與高位熱值，KJ/KG； 水蒸氣凝結熱，KJ/KG； WH20 燃料燃燒產物中的水蒸氣含量，KJ/KG。 由于燃料大都用于燃燒，各種爐窯的排煙溫度均超過水蒸氣的凝結溫 度，不可能使水蒸氣的凝結熱釋放出來，所以在能源利用中一般都以 燃料的應用基（即實際所應用的燃料）低位熱值作為計算依據。 三、能源的計量單位及其換算三、能源的計量單位及其換算 2）當量熱值與等價熱值 當量熱值是指某種能源本身所含的熱值。具有一定品味的某種能 源，其

9、當量熱值是固定不變的，如汽油的當量熱值是42054KJ/Kg，電 的當量熱值即是電本身的熱功當量3600KJ/Kg。 等價熱值是指為了獲得一個度量單位的某種二次能源（如汽油、 柴油、電力、蒸汽等）或耗能工質（如壓縮空氣、氧氣、各種水等） 所消耗的以熱值表示的一次能源量。耗能工質是指生產過程中所消耗 的，不作原料使用，也不進入產品，制取時又需要消耗能源的工作介 質。只有作為能量形式使用的耗能工質才具有等價熱值和當量熱值。 由于等價熱值，實質上是除當量熱值外，加上了能源轉換過程中 的能量損失，因此等價熱值是個變動值，它與能源加工轉換技術有關 。隨著技術水平的不斷提高，等價熱值會不斷降低，而趨向于二

10、次能 源所具有的能量。等價熱值可由下面的計算公式求得： 等價熱值=當量熱值/轉化效率 三、能源的計量單位及其換算三、能源的計量單位及其換算 3）標準油與標準煤 我國的GB2598-1990 綜合能耗計算通則規(guī)定 ，應用基低（位）發(fā)熱量 等級29.3073MJ（兆焦）的 燃料，稱為1KG（千克）標 準煤。標準煤與標準油一 樣，到目前為止國際上也 沒有公認的油當量標準。 中國采用的油當量（標準 油）熱值為41.87MJ/Kg（ 10000kcal/kg）。 能量轉換關系表 能源名稱 平均低位發(fā)熱量 折標準煤系數(shù) 原煤20934kJ/kg0.7143 焦炭28470kJ/kg0.9714 原油418

11、68kJ/kg1.4286 汽油43124kJ/kg1.4714 煤油43124kJ/kg1.4714 柴油42705kJ/kg1.4571 重油41868kJ/kg1.4286 液化石油氣47472kJ/kg1.7143 煉廠干氣46055kJ/kg1.5714 四、節(jié)能統(tǒng)計四、節(jié)能統(tǒng)計 能源消耗統(tǒng)計，是對報告期內企業(yè)實際所消耗的各種能源（包括一次能源 和二次能源）實物的數(shù)量進行統(tǒng)計和折算合計的過程。 各種綜合能源消耗量計算通式： 式中 E綜合能耗，t（標準煤） EGi第i種購入能源的消耗量，實物單位； i第i種購入能源的折標煤系數(shù)； n能源實物種類數(shù)； ECj， EZj第j種自產二次能源的

12、產量和自用量，實物單位； m自產二次能源實物種類數(shù)。 對于沒有外供自產二次能源的企業(yè)，只有公式等號右邊的第一部分。 iZj n Cji n i Gi EEEE )()( 1j1 五、節(jié)能技術五、節(jié)能技術 主要耗能設備節(jié)能 1.機（電動機、壓縮機、抽油機、柴油機等）節(jié)能途徑 2.泵（水泵、油泵等）節(jié)能途徑 3.爐（加熱爐、鍋爐等）節(jié)能途徑 五、節(jié)能技術五、節(jié)能技術 1.1.電動機電動機 三相異步電動機的損耗：包括銅損耗、鐵損耗、機械損耗和附加 損耗。在正常的工作范圍內鐵損耗、機械損耗基本不變，為不變（恒 定）損耗；銅損耗與電流的平方成正比，變化較大，稱可變損耗。 三相異步電動機的效率： P2 P

13、 = - = 1 - - P1 P1 + P 式中：為電動機效率，P1 為輸入功率，P2 為輸出功率，P 為各項損耗之和。當可變損耗等于不變損耗時，電動機的效率達到最 大，對中小型異步電動機輸出功率為額定功率的75時效率最高。一 般來說電動機容量越大，效率越高。 選用電動機時功率要匹配，要選用高效的電動機。 五、節(jié)能技術五、節(jié)能技術 2.2.離心泵（水泵、油泵等）離心泵（水泵、油泵等） 泵的主要參數(shù)是排量、壓力、效率。泵效率應符合GB 19762-2007 清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值要求，按“三元流動”理論 設計的泵比一般的泵效約高3。泵排量、壓力按工藝要求選型，當 泵實際運行流量與壓力

14、低于其額定值時，可用切削葉輪外徑的方法實 現(xiàn)匹配；當離心泵的實際運行流量和揚程遠遠低于其額定值時，可采 用抽級改造法，拆掉多余揚程的葉輪；對流量變化的情況可通過大小 泵搭配和調速的方法了減少或消除用閥門調節(jié)所造成的損失。 離心泵流量調節(jié) 控制開泵臺數(shù)； 調節(jié)泵出口閥開度； 調整泵轉速 流量Q、揚程H、功率N與轉速n之間的關系： Q/Q1 =n/n1 H/H1 =(n/n1)2 N/N1 =(n/n1)3 通過調速，消除節(jié)流損失 五、節(jié)能技術五、節(jié)能技術 3.3.加熱爐熱損失加熱爐熱損失 排煙熱損失：加熱爐運行中排煙所帶走的熱量損失。過?？諝庀禂?shù)和 排煙溫度是影響排煙熱損失的主要因素。為保證燃料

15、完全燃燒，必須 供給比理論所需更多的空氣，實際空氣量與理論空氣量之比為過?？?氣系數(shù)。加熱爐負荷率在70100時，最佳過?？諝庀禂?shù)，重油為 0.05-0.15、天然氣為 1.1-1.2。降低排煙溫度可減少熱量損失，但 不能低于煙氣露點溫度，以防產生腐蝕（由于煙氣中含有酸性氣體， 如二 氧化硫、三氧化硫 和氮氧化物和水蒸氣，尤其在采用高硫燃料 時，煙氣露點溫度較高，可達150）。 氣體不完全燃燒熱損失：由于一部分一氧化碳、氫、甲烷等可燃氣體 隨煙氣排出所造成的損失。引起氣體不完全燃燒熱損失的主要原因有 ：燃燒過程中的過?？諝獠蛔?，空氣與可燃氣體混合不充分，爐膛溫 度過低，爐膛容積不適合。 四、節(jié)

16、能技術四、節(jié)能技術 固體不完全燃燒熱損失：進入爐膛的燃料中有一部分沒有參與燃燒而 被排出爐外所造成的損失。固體不完全燃燒熱損失主要存在于燃煤鍋 爐中，影響因素主要有燃料特性、燃燒方式、爐膛結構和運行情況。 散熱損失：爐體表面溫度高于周圍環(huán)境溫度，將熱量散失于環(huán)境中所 形成的熱損失。散熱損失與爐子的散熱表面積、爐子熱負荷、爐子保 溫狀況以及環(huán)境等因素有關。爐子在低負荷下運行是不宜的。由于爐 子在運行中的總散熱量基本是不變的，因而爐子的相對散熱損失將隨 其負荷的降低而增加。爐體表明溫度要求不高于50。 五、節(jié)能技術五、節(jié)能技術 加熱爐節(jié)能技術 改善爐子燃燒 改善爐子燃燒節(jié)能技術包括高效燃燒器、燃燒

17、控制技術、燃料添加劑 及燃料磁化技術等，主要是使爐子燃燒過程更完全、充分，應盡量減 少過?？諝?。 加強保溫 加強保溫節(jié)能技術主要是采用新型高效保溫材料，提高爐體保溫效果 ，減少散熱損失。這類新型高效保溫材料有硅酸鹽復合保溫材料、有 機泡沫保溫材料等。這些新型保溫材料具有重量輕、耐高溫、導熱系 數(shù)小、熱容小、保溫絕緣性好、化學性能穩(wěn)定等優(yōu)點。 減少排煙損失 減少排煙損失節(jié)能技術是指采用熱管加熱爐、熱管換熱器等節(jié)能技術 。這些技術可以強化傳熱過程，預熱燃燒用空氣，充分利用煙氣余熱 ，提高爐子熱效率。 術 語 1）能源 energy sources 能源指產生各種能量的物質，或從這些物質中經過加工制造出的具有 能量的物質。 2）耗能工質 medium of consume energy 耗能工質指在生產過程中所消耗的那種不作原料使用、也不進入產品 ，制取時又需要消耗能源的工作物質(如蒸汽、水、壓縮空氣等)。 3）能耗 energy consumption 能耗是計算對象在生產過程中所消耗的燃料的能量和電力及耗能工質 追溯到燃料的能量的總和。 4）綜合能耗 total production energy consumption 綜合能耗是規(guī)定的耗能體系在一段時間內實際消耗的各種能源實物量 按規(guī)定的計算方法和單位分別折算為燃料的能量的總和。 5）加工能耗 proces