《節(jié)能基礎(chǔ)知識》教學(xué)課件

1、節(jié)能基礎(chǔ)知識第1頁，共60頁。能能是物質(zhì)的屬性，是作功的能力。能有多種形式，所有形式的能都?xì)w結(jié)為各種原子或核子的勢能或動能。熱能是能的最普通的形式，它是一個系統(tǒng)中分子熱運動的功能。勢能是物體或系統(tǒng)由于其位置或狀態(tài)而具有的能量。動能是指物體因運動而具有的能量。第2頁，共60頁。能源能源是能量的來源或源泉。 能源是可以從其得到熱、光、動力之類的能量的物質(zhì)資源，可以是燃料、自然能或能的載體。能源不是一種單純的物理概念，還包含有技術(shù)經(jīng)濟(jì)的含義。技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理的那些可以得到能量的資源才能稱之為能源。能源的內(nèi)容隨時間在變化。第3頁，共60頁。能源的屬性價值以貨幣形式表現(xiàn)，在整個國民經(jīng)濟(jì)的綜合平衡投入、產(chǎn)出

2、分析中都采用貨幣計量。能量在一定條件下都可以轉(zhuǎn)化為熱。在分析各種能源的使用及相互之間進(jìn)行的物理化學(xué)轉(zhuǎn)化時，這種屬性經(jīng)常要用到。第4頁，共60頁。一次能源一次能源是指自然界中以現(xiàn)成形式存在，不經(jīng)任何改變或轉(zhuǎn)換的天然能源資源，即從自然界直接取得并不改變其形態(tài)和品位的能源。第5頁，共60頁。二次能源二次能源是指為了滿足生產(chǎn)工藝和生活的特定需要以及合理利用能源，將一次能源直接或間接加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的其它種類和形式的人工能源。第6頁，共60頁。節(jié)能節(jié)能是指加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會可以承受的措施，從能源生產(chǎn)到消費的各個環(huán)節(jié)，降低消耗、減少損失和污染物排放，制止浪費，有效、合理地利

3、用能源。 第7頁，共60頁。節(jié)能有效利用能量是指企業(yè)實際消耗的各種能源中，終端利用所必需的能量。煮雞蛋一大鍋水/一杯水。重新審視能源利用系統(tǒng)的合理性。 第8頁，共60頁。熱力學(xué)幾個概念溫度溫度是表示物體的冷熱程度，在微觀上是物質(zhì)分子運動的強(qiáng)烈程度。焓焓是表示工質(zhì)能量狀況的一個熱力狀況參數(shù)比熱比熱是單位量物質(zhì)的溫度作單位變化時所吸收或放出的熱量。第9頁，共60頁。熱力學(xué)幾個概念熱量體系和外界的熱能交換量稱為熱量。功體系和外界的機(jī)械能交換量稱為功。第10頁，共60頁。傳熱的三種基本方式導(dǎo)熱：互相直接接觸的物體，或同一物體的不同部位，由于溫度不同而進(jìn)行的熱量傳遞過程。描述導(dǎo)熱規(guī)律的傅利葉定律： q=

4、-dT/dx q熱流密度，表示單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量，w/m2 導(dǎo)熱系數(shù)，表征材料導(dǎo)熱性能，w/m dT/dx溫度梯度第11頁，共60頁。傳熱的三種基本方式對流：流體的各部分之間發(fā)生相對位移所引起的熱量傳遞過程。工程上把流體與固體壁面之間的換熱過程叫做對流換熱。對流換熱是對流和導(dǎo)熱聯(lián)合作用的結(jié)果。對流換熱計算公式為牛頓冷卻定律 q=t (W/m2) t流體與壁面之間的溫度差 對流換熱系數(shù) (W/m2)第12頁，共60頁。傳熱的三種基本方式輻射：物體通過電磁波來傳播能量的過程。因熱的原因而發(fā)射輻射能的過程叫熱輻射。物體輻射能量的公式 Q=F0T4 物體表面黑度 F輻射面積 0黑體輻射常數(shù)

5、T4物體的絕對溫度，K第13頁，共60頁。流體力學(xué)幾個概念絕對壓力：以絕對真空（完全真空）為基準(zhǔn)算起的壓力。表壓力：以大氣壓為基準(zhǔn)算起的壓力。表壓力=絕對壓力-大氣壓力第14頁，共60頁。流體力學(xué)幾個概念流體流動阻力1、沿程阻力 阻力系數(shù)與粘度、管壁粗糙度有關(guān) ； 沿程阻力與長度、流速的平方成正比，與管徑成反比。2、局部阻力 不同的管件有不同的阻力系數(shù) 局部阻力流速的平方成正比第15頁，共60頁。水蒸汽汽化：液體轉(zhuǎn)變成蒸汽的過程。液化：蒸汽轉(zhuǎn)變成液體的過程。也叫凝結(jié)。蒸發(fā)：在液體表面進(jìn)行的汽化過程。沸騰：液體內(nèi)部和表面同時汽化的過程。飽和溫度和飽和壓力：當(dāng)汽化速度等于液化速度時，汽液兩相將保持

6、數(shù)量上的動態(tài)平衡，此時的溫度和壓力稱為飽和溫度和飽和壓力，兩者互為對應(yīng)，此時的蒸汽稱為飽和蒸汽，此時的水稱為飽和水。第16頁，共60頁。水蒸汽干飽和蒸汽：不含液體的飽和蒸汽。濕蒸汽：飽和蒸汽和飽和水的混合物。蒸汽濕度：表示濕蒸汽中飽和水的相對含量。蒸汽干度：表示濕蒸汽中飽和汽的相對含量。汽化潛熱：使1千克飽和水完全變成相同溫度的飽和蒸汽所需的熱量。過熱蒸汽：在某一壓力下，溫度高于該壓力下飽和溫度的蒸汽稱為過熱蒸汽。第17頁，共60頁。熱力學(xué)第一定律自然界中一切物質(zhì)都具有能量，能量不可能被創(chuàng)造，也不可能被消滅；但能量可以從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)；在能量的轉(zhuǎn)化工程中，一定量的一種形態(tài)的能量總是確

7、定的相應(yīng)于一定量的另一種形態(tài)的能量，能的總量保持不變。能量守恒第18頁，共60頁。熱力學(xué)第一定律系統(tǒng)能量的變化量等于輸入系統(tǒng)的能量與系統(tǒng)輸出的能量之差。反映能量“量”的情況能量平衡計算 加入系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)對外所作功+系統(tǒng)儲能的增加量第19頁，共60頁。熱力學(xué)第二定律克勞修斯說法：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化。凱爾文說法：不可能從單一熱源取熱使之完全變化為功而不引起其他變化。熱機(jī)不可能將單一熱源傳給工質(zhì)的熱全部轉(zhuǎn)化為功 （卡諾定理）本質(zhì)從單一熱源吸取的熱量不可能全部連續(xù)地轉(zhuǎn)換為功。第20頁，共60頁。熱力學(xué)第二定律卡諾定理 =1-TL/TH TH高溫?zé)嵩礈囟?TL低溫?zé)嵩?/p>

8、溫度熱功轉(zhuǎn)換的效率隨低溫?zé)嵩吹臏囟冉档投岣?，但極限是低溫?zé)嵩吹臏囟冉档偷江h(huán)境溫度。熱功轉(zhuǎn)換效率始終小于100%，功熱轉(zhuǎn)換效率為100%，熱功轉(zhuǎn)換效率小于功熱轉(zhuǎn)換效率。第21頁，共60頁。熱力學(xué)第二定律說明能量在“質(zhì)”上是有差異的，不同形式的能量間的轉(zhuǎn)換存在“不等價”現(xiàn)象。從能量的可利用性方面，可以把各種形式的能量分成三類：第一類：具有完全轉(zhuǎn)換能力的能量。如電能和機(jī)械能；第二類：具有部分轉(zhuǎn)換能力的能量。如高于環(huán)境溫度的熱能和物質(zhì)的內(nèi)能或焓等；第三類：完全不具有轉(zhuǎn)換能力的能量。如在環(huán)境條件下的熱能。第22頁，共60頁。焦耳焦耳是熱、功、能的國際制單位。我國已規(guī)定熱、功、能的單位為焦耳。焦耳的定義

9、： 一牛頓的力（1牛頓=1千克米/秒）作用于質(zhì)點，使其沿力的方向移動1米距離所作的功為1焦耳。 在電學(xué)上，1安培電流在1歐姆電阻上，在1秒鐘內(nèi)所消耗的電能稱為1焦耳。第23頁，共60頁。卡卡是應(yīng)淘汰的熱單位。在我國的現(xiàn)行熱量單位中，卡暫時可以和焦耳并用。1(20)卡=4.1816焦耳綜合能耗計算通則(GB2589-81)4.2.1規(guī)定：低（位）發(fā)熱量等于29.27兆焦（或7000千卡）的固體燃料，稱1千克標(biāo)準(zhǔn)煤。1(國際蒸汽表)卡=4.1868焦耳綜合能耗計算通則(GB2589-90)7.3.1規(guī)定：應(yīng)用基低（位）發(fā)熱量等于29.3076MJ(兆焦)的燃料，稱為1kg(千克)標(biāo)準(zhǔn)煤。第24頁，

10、共60頁。燃料燃料是一種可燃燒的物質(zhì)。燃料熱值（燃料發(fā)熱量）單位質(zhì)量(固體或液體)或單位體積(氣體)的燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度(一般為環(huán)境溫度) 所釋放出來的熱量。燃料熱值有高位熱值與低位熱值兩種。我國是按低位熱值換算的。第25頁，共60頁。標(biāo)準(zhǔn)燃料標(biāo)準(zhǔn)燃料是計算能源總量的一種模擬的綜合計算單位。習(xí)慣上采用熱量來做為能源的共同換算標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)煤（煤當(dāng)量），具有統(tǒng)一的熱值標(biāo)準(zhǔn)。低位發(fā)熱量等于29307千焦(kJ)的燃料，稱為1千克標(biāo)準(zhǔn)煤(1 kgce)。（綜合能耗計算通則GB/T2589-2008）第26頁，共60頁。當(dāng)量熱值當(dāng)量熱值又稱理論熱值(或?qū)嶋H發(fā)熱值)是指某種能源一個度量

11、單位本身所含熱量。電的當(dāng)量熱值為3600kJ/kWh,既： 1kWh=3600kJ（860kcal）電的折標(biāo)系數(shù)采用當(dāng)量值： 1kWh=0.1229kgce當(dāng)量熱值是固定的第27頁，共60頁。等價熱值等價熱值是指為了得到一個單位的二次能源或耗能工質(zhì)，在工業(yè)上實際要消耗的一次能源的熱量。等價熱值=二次能源具有的能量/轉(zhuǎn)換效率等價熱值是變化的第28頁，共60頁。能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù) 某種能源實際熱值/標(biāo)準(zhǔn)煤熱值 例：統(tǒng)計報表中推薦的原煤折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)為0.7143，就是以原煤的低位發(fā)熱值為5000大卡/千克而設(shè)定的。 5000/7000=0.7143第29頁，共60頁。耗能工質(zhì)耗能工質(zhì)是

12、指在生產(chǎn)過程中所消耗的那種不作原料使用、也不進(jìn)入產(chǎn)品，制取時又需要消耗能源的工作物質(zhì)。所消耗物質(zhì)的使用能夠替代或減少其它能源的消耗。所消耗的物質(zhì)不屬于通常所指的能源之列。第30頁，共60頁。能源統(tǒng)計指標(biāo)工業(yè)總產(chǎn)值 指工業(yè)企業(yè)在報告期內(nèi)生產(chǎn)的以貨幣形式表現(xiàn)的工業(yè)最終產(chǎn)品和提供工業(yè)勞務(wù)活動的總價值量。工業(yè)增加值工業(yè)增加值是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品或提供服務(wù)過程中新增加的價值，是總產(chǎn)出與中間投入之間的差額。是指工業(yè)企業(yè)在報告期內(nèi)以貨幣表現(xiàn)的工業(yè)生產(chǎn)活動的最終成果。第31頁，共60頁。能源統(tǒng)計指標(biāo)綜合能耗用能單位在統(tǒng)計報告期內(nèi)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后的總和。綜合能耗計算的能源指用

13、能單位生產(chǎn)活動中實際消耗的各種能源。對企業(yè)，包括主要生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)用能以及用作原料的能源。綜合能耗計算包括的能源種類，應(yīng)滿足填報國家能源統(tǒng)計報表的要求。各種能源不得重計、漏計。第32頁，共60頁。能源統(tǒng)計指標(biāo)綜合能耗的分類綜合能耗分為四種，即綜合能耗、單位產(chǎn)值綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量可比綜合能耗。第33頁，共60頁。能源統(tǒng)計指標(biāo)單位產(chǎn)值綜合能耗統(tǒng)計報告期內(nèi)，綜合能耗與期內(nèi)用能單位總產(chǎn)值或工業(yè)增加值的比值。產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗統(tǒng)計報告期內(nèi)，用能單位生產(chǎn)某種產(chǎn)品或提供某種服務(wù)的綜合能耗與同期該合格產(chǎn)品產(chǎn)量（工作量、服務(wù)量）的比值。（簡稱單位產(chǎn)品綜合能耗）產(chǎn)

14、品單位產(chǎn)量可比綜合能耗為在同行業(yè)中實現(xiàn)相同最終產(chǎn)品能耗可比，對影響產(chǎn)品能耗的各種因素加以修正所計算出來的產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗。第34頁，共60頁。能源統(tǒng)計指標(biāo)單位產(chǎn)品產(chǎn)量綜合能源消耗量是綜合反映各工業(yè)行業(yè)、各工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量狀況和管理水平的高低的指標(biāo)。是考核企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能計劃完成情況的主要指標(biāo)，是制定和修改能耗定額、進(jìn)行產(chǎn)品成本核算的重要依據(jù)。能源消耗量和合格產(chǎn)品產(chǎn)量計算范圍、原則第35頁，共60頁。能源統(tǒng)計指標(biāo)電力企業(yè)2007年供電煤耗情況全國平均為356克/千瓦時新疆453克/千瓦時（最高）北京市319克/千瓦時（最低）單機(jī)供電煤耗最低的為華能玉環(huán)電廠1號機(jī)組（100萬

15、千瓦）298.04克/千瓦時第36頁，共60頁。能源統(tǒng)計指標(biāo)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)消費的各種一次能源和二次能源扣除加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出的二次能源后的實際能源消費量。計算公式為：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)換產(chǎn)出合計）。 第37頁，共60頁。能源統(tǒng)計指標(biāo) 根據(jù)單位產(chǎn)值（產(chǎn)量）綜合能耗計算的節(jié)能量。計算公式為： 綜合節(jié)能量(基期單位產(chǎn)值綜合能耗-報告期單位產(chǎn)值綜合能耗)報告期工業(yè)總產(chǎn)值 或(基期單位產(chǎn)品綜合能耗-報告期單位產(chǎn)品綜合能耗)

16、報告期產(chǎn)品產(chǎn)量第38頁，共60頁。能源計量能源計量工作是企業(yè)加強(qiáng)能源管理、提高能源管理水平的重要基礎(chǔ)，是企業(yè)貫徹執(zhí)行國家節(jié)能法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)，合理用能，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用效率，提高經(jīng)濟(jì)效益和市場力的重要保證，是國家依法實施節(jié)能監(jiān)督管理，評價企業(yè)能源利用狀況的重要依據(jù)。第39頁，共60頁。能源計量計量檢測體系評價企業(yè)自愿開展第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行評價節(jié)能技術(shù)改造財政獎勵資金管理辦法獎勵條件D：項目承擔(dān)企業(yè)必須具有完善的能源計量、統(tǒng)計和管理體系。第40頁，共60頁。能源計量能源計量是指在能源流程中，對各環(huán)節(jié)的數(shù)量、質(zhì)量、性能參數(shù)、相關(guān)的特征參數(shù)等進(jìn)行檢測、度量和計算。數(shù)據(jù)源于計量，管理依靠數(shù)據(jù) 配

17、齊、用好、管好。第41頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB17167-2006代替GB/T17167-1997強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)2007年1月1日開始實施第42頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB17167-2006能源計量器具測量對象為一次能源、二次能源和載能工質(zhì)的計量器具。能源計量器具配備率能源計量器具實際的安裝配備數(shù)量占理論需要量的百分比。次級用能單位用能單位下屬的能源核算單位。第43頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB17167-2006能源計量器具的配備原則：應(yīng)滿足能源分類計量的要求應(yīng)滿足用能單位實現(xiàn)能源分級分項考核的要求重點用能單位應(yīng)配備必要

18、的便攜式能源檢測儀表，以滿足自檢自查的要求第44頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB17167-2006對用能單位的能源計量器具配備要求是強(qiáng)制性的。對主要次級用能單位的能源計量器具配備要求是強(qiáng)制性的。對主要用能設(shè)備的能源計量器具配備要求是強(qiáng)制性的。能源計量器具配備率要求是強(qiáng)制性的。能源計量器具準(zhǔn)確度等級要求是強(qiáng)制性的。 第45頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB17167-2006用能量（產(chǎn)能量或輸運能量）大于或等于表1中一種或多種能源消耗量限定值的次級用能單位為主要次級用能單位。主要次級用能單位應(yīng)按表3要求加裝能源計量器具。第46頁，共60頁。用能單位能源計量

19、器具配備和管理通則GB17167-2006表1 主要次級用能單位能源消耗量（或功率）限定值能源種類電力煤炭焦炭原油、成品油、石油液化氣重油渣油煤氣、天然氣蒸汽熱水水其他單位kWt/at/at/am3/aGJ/at/aGJ/a限定值10100408010000500050002926第47頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB17167-2006單臺設(shè)備能源消耗量大于或等于表2中一種或多種能源消耗量限定值的為主要用能設(shè)備。主要用能設(shè)備應(yīng)按表3要求加裝能源計量器具。第48頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB17167-2006表2 主要用能設(shè)備能源消耗量（或功率）限定

20、值能源種類電力煤炭焦炭原油成品油石油液化氣重油渣油煤氣天然氣蒸汽熱水水其他單位kWt/ht/ht/hm3/hMWt/hGJ/h限定值10010.511007129.26第49頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB17167-2006對于可單獨進(jìn)行能源計量考核的用能單元（裝置、系統(tǒng)、工序、工段等），如果用能單元已配備了能源計量器具，用能單元中的主要用能設(shè)備可以不再單獨配備能源計量器具。對于集中管理同類用能設(shè)備的用能單元（鍋爐房、泵房等），如果用能單元已配備了能源計量器具，用能單元中的主要用能設(shè)備可以不再單獨配備能源計量器具。第50頁，共60頁。用能單位能源計量器具配備和管理通則GB

21、17167-2006能源計量器具配備率應(yīng)符合表3的要求。用能單位的能源計量器具準(zhǔn)確度等級應(yīng)滿足表4的要求。表3、表4略主要次級用能單位、主要用能設(shè)備配備的能源計量器具準(zhǔn)確度等級要求是推薦性的。第51頁，共60頁。設(shè)備熱效率計算通則 GB/T2588-2000設(shè)備熱效率熱設(shè)備為達(dá)到特定目的，供給能量的有效利用程度在數(shù)量上的表示，它等于有效能量占供給能量的百分?jǐn)?shù)。供給能量外界供給體系的能量。有效能量達(dá)到工藝要求時，理論上必須消耗的能量。損失能量供給能量中，未被體系利用的能量。第52頁，共60頁。設(shè)備熱效率計算通則 GB/T2588-2000計算公式： =QYX/QGJ100 或： =（1-QSS/

22、QGJ)100 設(shè)備熱效率，% QYX有效能源，J QGJ 供給能源，J QSS 損失能源，J第53頁，共60頁。水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額 GB16780-2007水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗限額限定值 分類可比熟料綜合煤耗限額限定值（kgce/t）可比熟料綜合電耗限額限定值（kgce/t）可比水泥綜合電耗限額限定值（kgce/t）可比熟料綜合能耗限額限定值（kgce/t）可比水泥綜合能耗限額限定值（kgce/t）4000t/d以上1206810512810520004000 125 7311013410910002000130761151391141000200013578120145118水泥粉磨企業(yè)45第54頁，共60頁。水泥單位產(chǎn)品能源消耗限額 GB16780-2007水泥企業(yè)水泥單位產(chǎn)品能耗限額先進(jìn)值 分類可比熟料綜合煤耗限額限定值（kgce/t）可比熟料綜合電耗限額限定值（kgce/t）可比水泥綜合電耗限額限定值（kgce/t）可比熟料綜合能耗限額限定值（kgce/t）可比水泥綜合能耗限額限定值（kgce/t）