能評基礎(chǔ)知識

1、能源管理培訓(xùn)教材能源管理培訓(xùn)教材內(nèi)蒙古自治區(qū)節(jié)能監(jiān)察中心內(nèi)蒙古自治區(qū)節(jié)能監(jiān)察中心二一一年五月二一一年五月第一章 能源與能量第一節(jié)第一節(jié) 能源能源 一、能源一、能源 中華人民共和國節(jié)約能源法中規(guī)定：“本法所稱能源，是指煤炭、石油、天然氣、生物質(zhì)能和電力、熱力以及其他直接或者通過加工、轉(zhuǎn)換而取得有用能的各種能源。兩個重要特征 首先，能源是自然中存在的資源的一種，是可以被人類開發(fā)利用的自然資源； 其次，能源可以提供人類生產(chǎn)生活所必需的各種能量，其表現(xiàn)形式多種多樣，包括熱能、光能、化學(xué)能、核能等。二、能源的種類及劃分二、能源的種類及劃分 根據(jù)能源的來源、形態(tài)、性質(zhì)等特點，常用的分類方法有以下5種:1、

2、按能源的基本形態(tài)分一次能源、二次能源2、按能源性質(zhì)分燃料型能源、非燃料型能源3、按能源消耗后是否造成環(huán)境污染分： 污染型能源、清潔型能源4、按能源使用的類型分新能源、常規(guī)能源5、按能源的形態(tài)特征或轉(zhuǎn)換與應(yīng)用的層次分三、常規(guī)能源三、常規(guī)能源 （一）煤炭 1、煙煤：外觀呈灰黑色至黑色，粉末從棕色到黑色，是煤化程度較大的煤。燃燒時火焰較長且有煙。含碳量一般為75%90%，揮發(fā)分約10%40%。 2、無煙煤：俗稱白煤或紅煤，黑色堅硬、有金屬光澤、密度大、燃點高，是煤化程度最大的煤，燃燒時火焰短而少煙，火焰呈青藍色。含碳量一般在90%以上，揮發(fā)分約10%。 3、褐煤：多為塊狀，光澤暗，質(zhì)地疏松，呈黑褐色

3、。揮發(fā)分約為40%，燃點低，燃燒時上火快，含碳量與發(fā)熱量較低。 （二）石油、天然氣 1、石油 石油又稱原油，是從地下深處開采的天然的、黃色、褐色或黑色可燃黏稠液體。主要是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。 2、天然氣 天然氣是指天然蘊藏于地層中的烴類和非烴類氣體的混合物，主要存在于油田氣、氣田氣中。天然氣的主要成分是甲烷等烷烴。 （三）水能 水能是一次能源，也是可再生能源。廣義的水能源包括河流水能、潮汐能、波浪能、海流能等能量資源。狹義的水能資源是指河流的水力資源。 水能，是運用水的勢能和動能做功轉(zhuǎn)換其他可利用的能源形式（主要是水力發(fā)電）。 水力發(fā)電的特點 水力發(fā)電的優(yōu)點是成本低、可連續(xù)再生、

4、無污染，是世界上公認的水不枯竭的優(yōu)質(zhì)能源。缺點是分布受水文、氣候、地貌等自然條件的限制。四、新能源四、新能源 （一）核能 核能是原子核中的核子重新分配時釋放出來的能量。核能可分為三類：裂變能、聚變能和原子核衰變時發(fā)出的放射能。 （二）太陽能 太陽能是一次能源，也是可再生能源。太陽能是廣義和狹義之分：狹義太陽能限于太陽輻射能；廣義太陽能是指太陽輻射能、地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能；從根本上說地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣）也是遠古以來儲存下來的太陽能。因此廣義的太陽能的包括的范圍是非常大的。此處所說的太陽能是指狹義太陽能。 （三）風能 風能是一次能源，也是

5、可再生能源。太陽能在地球表面各部分的輻射量的不均勻?qū)е率軣岵痪鶆?，產(chǎn)生了大氣溫度差異。由大氣溫度差異引起大氣的對流運動產(chǎn)生的能量稱為風能。 （四）地熱能 地球是個巨大的球體，越往地球的內(nèi)部深入，其溫度就越高。一般來說，地表以下每深入100m，溫度就升高3，這說明地球本身是不斷向外散發(fā)熱量的。地球內(nèi)部熱量是由地球內(nèi)部的放射性同位素衰變時釋放出來的。當這些熱量通過火山活動和地殼運動集中到某些地點并達到人類開發(fā)利用的條件，就稱之為地熱能（或地熱資源）。 （五）海洋能 海洋能是一次能源，也是可再生能源。海洋能是海水中蘊藏的動能、勢能、熱能的統(tǒng)一稱謂，是一個廣義的能源概念；海洋能包括潮汐能、洋流能、波浪

6、能、溫差能、鹽差能等。 （六）生物質(zhì)能 生物質(zhì)能是一次能源，也是可再生能源，是僅次于煤、石油、天然氣的第四大能源。廣義的生物質(zhì)是指一切直接或間利用光合作用的有機物質(zhì)，包括世界上所有的動物、植物、微生物，以及這些生物產(chǎn)生的有機排泄物和代謝物；狹義的生物質(zhì)是指來源于植物的有機物質(zhì)。歸根結(jié)底，生物質(zhì)能是通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化、儲存的可利用的有機物。生物質(zhì)能的來源非常廣泛，包括木材、森林廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市與工業(yè)的有機廢物等。 （七）氫能 氫元素是宇宙中最多的元素，位于元素周期表第一位。氫氣在常溫常壓下是一種無色無味的低密度氣體，具有較強的還原性。通過化學(xué)或生物手段，可以將自

7、然界中的氫元素提取出來的制成氫氣，作為清潔能源供人類使用。這里所說的氫能，是指氫氣作為燃料時的稱謂。氫能是二次能源，也是不可再生能源。第二節(jié)第二節(jié) 能能 量量 一、能量的分類一、能量的分類 對能量的分類方法沒有統(tǒng)一的標準，到目前為止，人類認識的能量有如下6種： 1、機械能 機械能是物體宏觀機械運動或空間狀態(tài)相關(guān)的能量，前者稱之為動能，后者稱之為勢能。他們都是人類最早認識的能量形式。 2、熱能 熱能是能量的一種基本形式，所有其他形式的能量都可以轉(zhuǎn)換為熱能，而且絕大多數(shù)的一次能源都是經(jīng)過熱能形式被利用的，因此熱能在能量利用中具有重要意義。構(gòu)成物質(zhì)的微觀分子運動的動能或勢能總和稱之為熱能。這種能量的

8、宏觀表現(xiàn)是溫度的高低，它反映了分子運動的激烈程度。 3、電能 電能是與電子流動和累積有關(guān)的一種能量，通常是由電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換而來，或是通過發(fā)電機得到電能，再通過電動機轉(zhuǎn)換為機械能，從而顯示出做功的本領(lǐng)。 4、輻射能 輻射能是物體以電磁波的形式發(fā)射的能量。物體會因各種原因發(fā)出輻射能。其中從能量利用的角度而言，因熱的原因而發(fā)出的輻射能(又稱熱輻射能)是最常見的，例如太陽能就是最重要的熱輻射能。 5、化學(xué)能 化學(xué)能是物質(zhì)結(jié)構(gòu)能的一種，即原子核外進行化學(xué)變化時釋放出的能量。按化學(xué)熱力學(xué)定義，物質(zhì)或物系在化學(xué)反應(yīng)過程中以熱能形式釋放的熱力學(xué)能稱為化學(xué)能。人類利用最普遍的化學(xué)能來源于燃燒碳和氫，而這兩種

9、元素正是煤、石油、天然氣、柴薪等燃料中最主要的可燃元素。 6、核能 核能是蘊藏在原子核內(nèi)部的物質(zhì)結(jié)構(gòu)能。輕質(zhì)量的原子核(氘、氚等)和重質(zhì)量的原子核(鈾等)其核子之間的結(jié)合力比中質(zhì)量原子核的結(jié)合力小，這兩類原子核在一定條件下可以通過核聚變和核裂變轉(zhuǎn)變?yōu)樵谧匀唤缰懈臃€(wěn)定的中質(zhì)量原子核，同時釋放出巨大的結(jié)合能。這種結(jié)合能就是核能。二、能量的特性二、能量的特性 1、狀態(tài)性 2、可加性 3、轉(zhuǎn)換性 4、傳遞性 5、做功性 6、貶值性三、能量的轉(zhuǎn)換三、能量的轉(zhuǎn)換 廣義來看，能量轉(zhuǎn)換還應(yīng)包括以下兩項內(nèi)容：（1）能量在空間上的轉(zhuǎn)移，即能量的傳輸；（2）能量在時間上的轉(zhuǎn)移，即能量的儲存。四、能量的傳遞四、能量

10、的傳遞 能量的利用是通過能量的傳遞來實現(xiàn)的，故能量的利用過程通常也是一個能量的傳遞過程。能量的傳遞過程有如下特點： 1、能量傳遞的條件 能量傳遞是有條件的，其傳遞的推動力是所謂“勢差”。如傳熱要有溫差、導(dǎo)電要有電位差、流動要有壓差或勢差、擴散要有濃度差、化學(xué)反應(yīng)要有化學(xué)勢差等。 2、能量傳遞的規(guī)律 能量傳遞遵循一定的規(guī)律，即能量傳遞的速率正比于傳遞的動力而反比于傳遞的阻力。 3、能量傳遞的方式與方法 能量傳遞通常以兩種方法進行：傳熱是由溫差引起的能量交換，這是能量傳遞的微觀形式；做功是由非溫差引起的能量交換，這是能量傳遞的宏觀形式。 4、能量傳遞的結(jié)果 能量傳遞的最終去向通常只有兩種：一是轉(zhuǎn)移

11、到產(chǎn)品中，二是散失于環(huán)境，包括直接損失和用于過程后再進入環(huán)境這兩種情況。 5、能量傳遞的實質(zhì) 能量傳遞的實質(zhì)是能量利用的實質(zhì)。如果把產(chǎn)品的使用也包括在內(nèi)，能量的最終去向只能是唯一的，即最終進入環(huán)境。五、能量的儲存五、能量的儲存 1、機械能的儲存 2、熱能的儲存 3、電能的儲存六、能量與能源六、能量與能源 能源能源的總量是不斷變化的，它隨著人類的的總量是不斷變化的，它隨著人類的開發(fā)利用而逐漸減少；開發(fā)利用而逐漸減少；能量能量的總量是不會的總量是不會改變的，它在人類的開發(fā)利用過程中轉(zhuǎn)化改變的，它在人類的開發(fā)利用過程中轉(zhuǎn)化為其他的不可利用能繼續(xù)存在。為其他的不可利用能繼續(xù)存在。 耗能工質(zhì)耗能工質(zhì) (

12、補充說明補充說明) 在生產(chǎn)經(jīng)營活動中，在生產(chǎn)經(jīng)營活動中，需要消耗某些工作物質(zhì)需要消耗某些工作物質(zhì)，而生產(chǎn)這些工作物質(zhì)，需要消耗一定數(shù)量的能，而生產(chǎn)這些工作物質(zhì)，需要消耗一定數(shù)量的能源，利用這些工作物質(zhì)就等于間接地消耗能源。源，利用這些工作物質(zhì)就等于間接地消耗能源。另一方面，另一方面，這些工作物質(zhì)的使用能夠替代或減少這些工作物質(zhì)的使用能夠替代或減少其它能源的消耗，其它能源的消耗，而這些工作物質(zhì)不屬于通常所而這些工作物質(zhì)不屬于通常所指的能源之列。例如，指的能源之列。例如，工業(yè)用水、壓縮空氣、電工業(yè)用水、壓縮空氣、電石、乙炔、氧氣等等石、乙炔、氧氣等等。這些工作物質(zhì)被稱為耗能。這些工作物質(zhì)被稱為耗能

13、工質(zhì)。工質(zhì)。（注意：不同的行業(yè)對耗能工質(zhì)有不同的（注意：不同的行業(yè)對耗能工質(zhì)有不同的規(guī)定范圍）。規(guī)定范圍）。七、能量的國際單位制七、能量的國際單位制 （1）功的國際制單位 a焦耳：1牛頓的力作用于質(zhì)點，使它沿力的方向移動1米矩離所做的功是1焦耳（J） b焦耳：1安培電流在1歐姆電阻上1秒鐘內(nèi)所消耗的電能是1焦耳（J）。 1焦耳的功和1焦耳的熱在物理學(xué)里有著不同的意義只是在能量的物理意義上相同。 （2）常用的電單位 千瓦時：一段電路上通過1安培的電流1伏特電壓降在1小時時間內(nèi)電流所作的功是1個千瓦時。 電功當量：1千瓦時=3600千焦(kJ) （3）常用的熱單位（物理學(xué)曾經(jīng)出現(xiàn)過的熱單位） a.

14、卡路里：在1標準大氣壓下，1克分子的純凈水升高1度（）所吸收熱量為1卡路里（cal） 熱功當量： 1(20)卡=4.1816焦耳 1(國際蒸汽表)卡=4.1868焦耳 低位發(fā)熱量：燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽仍以氣態(tài)存在時的反應(yīng)熱，它等于從高位發(fā)熱量中扣除蒸汽凝結(jié)熱后的熱量：Qdw=Qgw- rw 式中：Qdw ，Qgw燃料的低位與高位發(fā)熱量（Kcal /kg） r水蒸汽凝結(jié)熱（Kcal /kg） w1kg燃料燃燒產(chǎn)物的水蒸汽量（kg/kg）第三節(jié)第三節(jié) 節(jié)能的三種方式節(jié)能的三種方式 （一）（一）管理節(jié)能管理節(jié)能 管理節(jié)能是指通過加強組織管理，利用各種手段來減少能源和原材料消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)

15、量，以達到節(jié)能的目的。 （二）（二）技術(shù)節(jié)能技術(shù)節(jié)能 技術(shù)節(jié)能是指在生產(chǎn)或能源設(shè)備使用過程中，運用各種技術(shù)手段進行節(jié)能的活動。 ( (三三) ) 結(jié)構(gòu)節(jié)能結(jié)構(gòu)節(jié)能 結(jié)構(gòu)節(jié)能是指通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)結(jié)構(gòu)、工藝結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，嚴格控制能耗準入條件等方式來實現(xiàn)節(jié)能的活動。它是國家實施宏觀經(jīng)濟調(diào)控的重要手段。第三章第三章 能源統(tǒng)計常用的量值概念能源統(tǒng)計常用的量值概念第一節(jié)第一節(jié) 能源消費量能源消費量 指能源使用單位在報告期內(nèi)實際消費的一次能源或二次能源的數(shù)量。 （1）誰消費、誰統(tǒng)計。即不論其所有權(quán)的歸屬，由哪個單位消費，就由哪個單位統(tǒng)計其消費量。 （2）何時投入使用，何時計算消費量。

16、企業(yè)的能源消費，在時間、工藝界限上，以投入第一道生產(chǎn)工序為標志，即投入第一道生產(chǎn)工序就計算消費；何時投入第一道生產(chǎn)工序，何時計算消費量 （3）消費量只能計算一次。既在第一次投入使用時，計算其消費量。對于反復(fù)循環(huán)使用的能源，消費量不得重復(fù)計算，如余熱、余能的回收利用 （4）耗能工質(zhì)（如水、氧氣、壓縮空氣等），不論是外購的還是自產(chǎn)自用的，均不統(tǒng)計在能源消費量中（計算單位產(chǎn)品能耗時除外）。 （5）企業(yè)自產(chǎn)的能源，凡作為企業(yè)生產(chǎn)另一種產(chǎn)品的原材料、燃料，又分別計算產(chǎn)量的，消費量要統(tǒng)計，如煤礦用原煤生產(chǎn)洗煤，煉焦廠用焦炭生產(chǎn)煤氣，煉油廠用燃料油發(fā)電等。但產(chǎn)品生產(chǎn)過程中消費的半成品和中間產(chǎn)品，不統(tǒng)計消費量

17、，如煉油廠用原油生產(chǎn)出燃料油后，又用燃料油生產(chǎn)其他產(chǎn)品，在這種情況下，如果燃料油不計算產(chǎn)量，那么作為中間產(chǎn)品的燃料油也不計算消費量（如果燃料油計算產(chǎn)量，那么也要計算消費量）。第二節(jié)第二節(jié) 綜合能源消費量綜合能源消費量 指報告期內(nèi)工業(yè)企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)活動中實際消費的各種能源的總和。計算綜合能源消費量時，需要先將使用的各種能源折算成標準燃料后再進行計算。根據(jù)生產(chǎn)活動的性質(zhì)，綜合能源消費量在不同的企業(yè)有不同的計算方法。 非能源加工轉(zhuǎn)換企業(yè)綜合能源消費量，就是企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)消費的各種一次能源和二次能源的總和，即：綜合能源消費量=工業(yè)生產(chǎn)消費的能源合計。 能源加工轉(zhuǎn)換企業(yè)綜合能源消費量，是企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)消費中的各種一次能源和二次能源扣除加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出的