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(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，減少 從能源生產(chǎn)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(nèi)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(nèi)涵而言，包含了從能源資源的開發(fā)、運輸分配、 轉(zhuǎn)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(qiáng)能源的科學(xué)

2、管理，和推動技術(shù)進(jìn)步，在滿 足生產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)所消耗的能源數(shù)量，稱能源消耗量， 簡稱能耗。例如一臺設(shè)備（或裝置），其能耗稱設(shè)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(nèi)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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)到同等目的的情況下，即在完成相同的產(chǎn)品、 產(chǎn)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(shù)水平而使單位產(chǎn)品（或產(chǎn)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(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等而使單位產(chǎn)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(jié)果的直觀表達(dá)，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(chǎn)品（產(chǎn)值或工作量）能耗的目標(biāo)值； eb 報告期單位產(chǎn)品（產(chǎn)值或工作量）能耗； Gb 報告期產(chǎn)品產(chǎn)量（產(chǎn)值或工作量）。 上式的計算結(jié)果正值為節(jié)約，負(fù)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(jù)，也可以是一個能耗定額值，或者是技術(shù)改造前 的數(shù)據(jù)。 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(dāng)量值表示，常見的 如煤當(dāng)量和油

5、當(dāng)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(jìn)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(zhì)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(dāng)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(zhì)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(guān)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(jìn)行： 1卡（20 ）=4.1816焦耳 1國際蒸汽卡 =4.1868焦耳 1熱化學(xué)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(dāng)量單位當(dāng)量單位 不同能源的實物量是不能直接進(jìn)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(zhuǎn)化為熱。為了 方便對于各種能源

7、實際含熱值與標(biāo)準(zhǔn)燃料熱值比，即能源拆算系數(shù)， 計算出各種能源折算成標(biāo)準(zhǔn)燃料的數(shù)量。所選標(biāo)準(zhǔn)燃料的計量單位即 為當(dāng)量單位。 國際上習(xí)慣采用的標(biāo)準(zhǔn)燃料有兩種：一種是標(biāo)準(zhǔn)煤；另一種是標(biāo) 準(zhǔn)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(zhì)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(chǎn)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(chǎn)物中的水蒸氣凝結(jié)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(chǎn)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(jié)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(jié)熱，KJ/KG； WH20 燃料燃燒產(chǎn)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(jié)溫 度，不可能使水蒸氣的凝結(jié)熱釋放出來，所以在能源利用中一般都以 燃料的應(yīng)用基（即實際所應(yīng)用的燃料）低位熱值作為計算依據(jù)。 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(dāng)量熱值與等價熱值 當(dāng)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(dāng)量熱值是固定不變的，如汽油的當(dāng)量熱值是42054KJ/Kg，電 的當(dāng)量熱值即是電本身的熱功當(dāng)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(zhì)（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(zhì)是指生產(chǎn)過程中所消耗 的，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介 質(zhì)。只有作為能量形式使用的耗能工質(zhì)才具有等價熱值和當(dāng)量熱值。 由于等價熱值，實質(zhì)上是除當(dāng)量熱值外，加上了能源轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換技術(shù)有關(guān) 。隨著技術(shù)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(dāng)量熱值/轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)油與標(biāo)準(zhǔn)煤 我國的GB2598-1990 綜合能耗計算通則規(guī)定 ，應(yīng)用基低（位）發(fā)熱量 等級29.3073MJ（兆焦）的 燃料，稱為1KG（千克）標(biāo) 準(zhǔn)煤。標(biāo)準(zhǔn)煤與標(biāo)準(zhǔn)油一 樣，到目前為止國際上也 沒有公認(rèn)的油當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)。 中國采用的油當(dāng)量（標(biāo)準(zhǔn) 油）熱值為41.87MJ/Kg（ 10000kcal/kg）。 能量轉(zhuǎn)換關(guān)系表 能源名稱 平均低位發(fā)熱量 折標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)煤系數(shù)； n能源實物種類數(shù)； ECj， EZj第j種自產(chǎn)二次能源的

12、產(chǎn)量和自用量，實物單位； m自產(chǎn)二次能源實物種類數(shù)。 對于沒有外供自產(chǎn)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(shù)五、節(jié)能技術(shù) 主要耗能設(shè)備節(jié)能 1.機(jī)（電動機(jī)、壓縮機(jī)、抽油機(jī)、柴油機(jī)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(shù)五、節(jié)能技術(shù) 1.1.電動機(jī)電動機(jī) 三相異步電動機(jī)的損耗：包括銅損耗、鐵損耗、機(jī)械損耗和附加 損耗。在正常的工作范圍內(nèi)鐵損耗、機(jī)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(jī)的效率： P2 P

13、 = - = 1 - - P1 P1 + P 式中：為電動機(jī)效率，P1 為輸入功率，P2 為輸出功率，P 為各項損耗之和。當(dāng)可變損耗等于不變損耗時，電動機(jī)的效率達(dá)到最 大，對中小型異步電動機(jī)輸出功率為額定功率的75時效率最高。一 般來說電動機(jī)容量越大，效率越高。 選用電動機(jī)時功率要匹配，要選用高效的電動機(jī)。 五、節(jié)能技術(shù)五、節(jié)能技術(shù) 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(yīng)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(shè)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(dāng) 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(dāng)離心泵的實際運行流量和揚程遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(diào)速的方法了減少或消除用閥門調(diào)節(jié)所造成的損失。 離心泵流量調(diào)節(jié) 控制開泵臺數(shù)； 調(diào)節(jié)泵出口閥開度； 調(diào)整泵轉(zhuǎn)速 流量Q、揚程H、功率N與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系： Q/Q1 =n/n1 H/H1 =(n/n1)2 N/N1 =(n/n1)3 通過調(diào)速，消除節(jié)流損失 五、節(jié)能技術(shù)五、節(jié)能技術(shù) 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(fù)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(chǎn)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(dá)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?xì)怏w 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?？諝獠蛔悖諝馀c可燃?xì)怏w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(shù)四、節(jié)能技術(shù) 固體不完全燃燒熱損失：進(jìn)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(jié)構(gòu)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(fù)荷、爐子保 溫狀況以及環(huán)境等因素有關(guān)。爐子在低負(fù)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(fù)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(shù)五、節(jié)能技術(shù) 加熱爐節(jié)能技術(shù) 改善爐子燃燒 改善爐子燃燒節(jié)能技術(shù)包括高效燃燒器、燃燒

17、控制技術(shù)、燃料添加劑 及燃料磁化技術(shù)等，主要是使?fàn)t子燃燒過程更完全、充分，應(yīng)盡量減 少過?？諝?。 加強(qiáng)保溫 加強(qiáng)保溫節(jié)能技術(shù)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(fù)合保溫材料、有 機(jī)泡沫保溫材料等。這些新型保溫材料具有重量輕、耐高溫、導(dǎo)熱系 數(shù)小、熱容小、保溫絕緣性好、化學(xué)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(shù)是指采用熱管加熱爐、熱管換熱器等節(jié)能技術(shù) 。這些技術(shù)可以強(qiáng)化傳熱過程，預(yù)熱燃燒用空氣，充分利用煙氣余熱 ，提高爐子熱效率。 術(shù) 語 1）能源 energy sources 能源指產(chǎn)生各種能量的物質(zhì)，或從這些物質(zhì)中經(jīng)過加工制造出的具有 能量的物質(zhì)。 2）耗能工質(zhì) medium of consume energy 耗能工質(zhì)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)(如蒸汽、水、壓縮空氣等)。 3）能耗 energy consumption 能耗是計算對象在生產(chǎn)過程中所消耗的燃料的能量和電力及耗能工質(zhì) 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(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為燃料的能量的總和。 5）加工能耗 proces