企業(yè)能量平衡課件

1企業(yè)能量平衡一、企業(yè)能量平衡模式31.目的企業(yè)能量平衡是以企業(yè)為對象，研究各類能源的收入與支出平衡、消耗與有效利用及損失之間的數量平衡，進行能量平衡與分析。企業(yè)能量平衡的目的是掌握企業(yè)的能耗情況，分析企業(yè)用能水平，查找企業(yè)節(jié)能潛力，明確企業(yè)節(jié)能方向，為改進能源管理，實行節(jié)能技術改造，提高企業(yè)能源利用率和進行企業(yè)用能的技術經濟評價提供科學依據。企業(yè)能量平衡是對企業(yè)用能過程進行定量分析的一種科學方法與手段，也是企業(yè)能源管理中一項基礎性工作和重要內容。企業(yè)能量平衡是我國開創(chuàng)的一種企業(yè)能源管理方法，為提高我國企業(yè)能源科學管理水平，節(jié)能降耗工作做出了重要貢獻。4企業(yè)能量平衡作為企業(yè)能源管理的基礎性工作，也是一種科學管理方法。它自身也在不斷地發(fā)展、完善與提高，其應用范圍也在不斷地擴展，我們開展企業(yè)能源審計、企業(yè)能源監(jiān)測，建立企業(yè)能源管理信息系統等項工作，都要以企業(yè)能量平衡為基礎。直接研究企業(yè)用能系統內部各用能環(huán)節(jié)和單元之間的能量平衡關系。對各用能單元、環(huán)節(jié)的能源投入量、有效利用能和損失量之間的平衡關系。進行綜合分析與評價，掌握企業(yè)的耗能情況，分析企業(yè)用能水平，查找企業(yè)的節(jié)能潛力，明確節(jié)能方向。

1997年7月1日開始實施的國家標準《企業(yè)能源平衡統計方法》（GB/T16614—1996）。52.企業(yè)能量平衡模式任何企業(yè)用能系統都可簡化成這樣一種標準形式，系統由能源供入企業(yè)，按照能源流向依次劃分為購入貯存、加工轉換、輸送分配和最終使用四個環(huán)節(jié)，以外供能和各類能量損失流出系統。圖3.1企業(yè)能量平衡系統圖6其中：Q0——供入系統能源總量等價值；

Q——供入系統能源總量當量值；

ηk——企業(yè)用能環(huán)節(jié)k的能源利用率（k＝1,2,3,4）；

ηk,i——企業(yè)用能環(huán)節(jié)k中第i單元能源利用率（i＝1,2,…,I）；

Xk,i——供入企業(yè)用能環(huán)節(jié)k中第i單元能源量占投入系統能源總量

Q的比重；

Xk——供入企業(yè)用能環(huán)節(jié)k能源量占投入系統能源總量Q的比重：即：同時7顯然，企業(yè)用能系統的能量流，是一個以各用能環(huán)節(jié)串聯，各用能單元并聯的混合聯結系統。從這個系統可以直接求出企業(yè)能源利用率η0和企業(yè)能量利用率η分別為：3.企業(yè)能量平衡系統（1）購入貯存能源的購入貯存環(huán)節(jié)是企業(yè)能源的進口，一般包括企業(yè)的供銷、計劃、財務、儲運等部門，是了解企業(yè)能源消耗總量的關鍵環(huán)節(jié)。企業(yè)購入貯存的能源種類一般包括一次能源和二次能源，即煤炭、原油、天然氣、電力、焦炭、蒸汽、煤氣、石油制品等。8首先必須搞清真正投入系統的能源總量，并折算它們的等價值與當量值，這樣便可能對不同種類的能源量進行綜合平衡。其等價值反映國家對企業(yè)投入的能源資源量；目前，我國大力開展企業(yè)能源審計，其目標是將我國能源總需求量降下來，減少對企業(yè)投入能源量，要取等價值；而在企業(yè)能量平衡工作是依據熱力學第一定律，對企業(yè)用能過程做能量平衡與分析，因此，在企業(yè)能量平衡中，一切能源量只能取其當量值，而不可取其等價值，這是我們建議的企業(yè)能量平衡模式中最基本的一點。企業(yè)的影響很大，同時也增加了節(jié)能效益。特別是企業(yè)購入、貯存能源要占用很大一筆流動資金，企業(yè)為了加速資金周轉，合理使用購入能源費用，必須強化企業(yè)購入貯存環(huán)節(jié)的統計分析與管理。為了討論方便，我們將外購電力的進廠變電站看作企業(yè)能源購入貯存環(huán)節(jié)中一個用能單元，這樣可以為今后編制企業(yè)能量平衡表帶來許多方便，這是要特別提醒大家注意的，企業(yè)內部的自備電站是作為加工轉換環(huán)節(jié)的用能單元處理。9（2）加工轉換加工轉換是企業(yè)工藝所需直接消耗的能源轉換環(huán)節(jié)，包括一次轉換和二次轉換。一次轉換部門有發(fā)電站（或熱電站）、鍋爐房、煉焦廠、煤氣站等；二次轉換部門有變電站、空氣壓縮站、制冷站等。要特別注意，一次轉換部門是一個企業(yè)耗能大的部門，是企業(yè)能量平衡與節(jié)能工作的重點。加工轉換環(huán)節(jié)中重大耗能設備多，也是節(jié)能潛力大的環(huán)節(jié)，應注意它們的負荷、運行，加強計量與管理是很重要的。（3）輸送分配輸送分配是將企業(yè)用能送到各終端用能部門的一個重要環(huán)節(jié)，如各種輸電線路，蒸汽、煤氣管網等，均可列入輸送分配系統。對大多數企業(yè)來說，能源的輸送分配損失并不構成企業(yè)總能量損失的主要部分，因此，在考察企業(yè)能源利用的過程中，輸送分配系統是一個相對次要部門。但是，熱力管網保溫是十分重要的節(jié)能部分。10我國企業(yè)管道漏失現象嚴重，特別是對水資源重視不夠。這些年由于水資源嚴重短缺，資源費用增加，有些企業(yè)開展無泄漏活動十分有效。各企業(yè)應該加強這方面的計量與考核。（4）最終使用最終使用是企業(yè)能源系統最為復雜的一個環(huán)節(jié)，對不同的企業(yè)，特別是不同部門之間的企業(yè)構成差異很大。一般地說，可以將企業(yè)的最終用能環(huán)節(jié)劃分為如下幾個主要部分：主要生產，輔助生產，采暖（制冷），照明，運輸，生活及其他。更進一步細分，還可將主要生產和輔助部門細分成各生產車間，生產車間又可按重大用能設備細分。如鋼廠可以按燒結、球團、煉鐵、煉鋼、軋鋼來分；電廠可以按鍋爐、汽輪發(fā)電機組、廠內用電，外供電來劃分。與日常考核格局一致，指標一致，使于取得數據，便于管理。114.企業(yè)能量平衡方法以統計計算為主的企業(yè)能量平衡方法，是采用系統工程的方法，將企業(yè)劃定為一個用能系統作為研究對象，而不是以耗能設備的能量平衡作為研究重點。即將企業(yè)能量平衡系統劃分為能源購入貯存、加工轉換、輸送分配直至最終使用四個環(huán)節(jié)，沿著企業(yè)用能的流程進行系統平衡與分析；企業(yè)能量平衡期選為企業(yè)用能的全部期間，而不是測試時間；選用統計數據是全部運行期間的數據，而不是測試期間的典型、抽樣數據；把企業(yè)能量平衡工作與企業(yè)日常能源管理工作結合起來，更準確地反映出企業(yè)用能狀況。125.技術評價指標通過能量平衡來改善能源利用，目前有三類技術指標：能耗、利用率和回收率。其最重要的是單位綜合能耗，主要設備效率和系統能源利用率。（1）能耗它是考核生產單位產量產品或單位產值產品所消耗的能源量。能耗分為單項能耗、綜合能耗、可比能耗三類。

①單項能耗：13

②綜合能耗

③可比能耗：

式中各種能源的總消耗量是指所消耗的各種能源，按等價熱值折算成相當于一次能源的能量。這里強調一次單位綜合能耗，是考核能源利用水平的重要指標，不斷地降低單位綜合能耗是能源管理的中心環(huán)節(jié)，在計算時要注意三個問題:產值計算應取凈產值，而不是總產值；產量計算時應是合格品，而不包括次品、等外品和廢品；對于生產多種產品的企業(yè)應考慮實際情況，合理分攤能源消耗量。這樣才能有力地推動能源的節(jié)約和合理使用。14

④綜合能耗與單項能耗比較：更全面地反映企業(yè)能源利用水平；反映出能源互相替代的影響；便于同類產品能耗的互相比較?？傊捎镁C合能耗指標便于能源的定額管理，又便于能源的統計和計劃管理。但是也要注意到單項能耗指標的優(yōu)點和作用，它可以直觀地反映出所用的能源種類、品位和結構，又可了解企業(yè)能源的消費構成，節(jié)省優(yōu)質能源，發(fā)現耗能過大的環(huán)節(jié)。單項能耗是制定綜合能耗的基礎，綜合能耗又是各項單項能耗的綜合反映，因此，它們在企業(yè)能源管理中，是相輔相成的兩個方面。（2）能源利用率

①設備熱效率：即15對于用能設備：Q有效——為工藝有效熱；

Q供入——為供入設備的所有能量；

Q損失——損失能量。

（2）企業(yè)能源利用率：即其中：企業(yè)總綜合能耗量Q＝Q1＋Q2＋Q3－Q4－Q5；

Q1——一次能源消耗量；

Q2——二次能源消耗量；

Q3——耗能工質的能源消耗量；

Q4——生活用能消耗量；

Q5——非能源轉換企業(yè)自產外銷的二次能源消耗量。16企業(yè)能源利用率是一項綜合性技術指標，它不僅是每個設備狀況的反映而且反映了包括管理、運行、操作、負荷、工藝、原料、產品、環(huán)境等多種因素與環(huán)節(jié)的情況，它是企業(yè)真正用能水平和實際能力的集中表現。系統效率＝購入（貯存）效率×轉換效率×傳輸效率×使用效率串聯系統效率：

η系統＝η購入×η轉換×η輸送×η利用＝η1×η2×η3×η4＝ηi并聯系統效率：其中：

——用能單元i的能源消耗總量；

ηi——用能單元i的能源利用率。由上述可以看出，和ηi大的單元對系統影響顯著。17（3）回收率回收率表示企業(yè)由于采取余熱回收和重復利用所帶來的節(jié)能效果。綜合起來，這些技術指標各有特點，是從不同角度來反映企業(yè)用能水平。能耗直觀性強，適用于考核產品的耗能水平，還便于比較；利用率體現企業(yè)和設備用能水平，通過對它的測試分析，可找出節(jié)能潛力與方向；回收率則反映企業(yè)余熱利用程度?？梢猿醪胶饬恳粋€企業(yè)的能源管理水平，為制訂節(jié)能技術改造措施提供科學的依據。18

6.有效利用能計算企業(yè)有效利用能量系指企業(yè)實際消耗的各種能源中，終端利用所必需的能量。它的計算十分復雜，這里不詳細討論。通常要計算主要生產、輔助生產、采暖（制冷）、照明、運輸、生活及其他幾項的有效利用能量，也可以有其他的分類方法，綜合起來就是企業(yè)的有效利用能量。197.主要結果整理我們通過企業(yè)能量平衡工作，取得了大量的統計與測試數據和資料，我們用什么辦法去整理、分析這些能源數據呢？又要用什么方法把它們集中表示出來呢？要做到對企業(yè)能源系統進行簡明、科學地描述用能狀況，方法簡單、概念清楚、結構靈活、使用方便，同時也為進一步使用電子計算機技術，建立企業(yè)能源管理信息系統提供方便。建議采用國家標準GB／T3484—93《企業(yè)能量平衡通則》所規(guī)定表格以外，再增加兩個圖形和一個表格，即企業(yè)能源網絡圖、企業(yè)能流圖和企業(yè)能量平衡表，它們的繪制原則和編制方法將在下面幾節(jié)專門討論。二、企業(yè)能量平衡表211.用途企業(yè)能量平衡表是企業(yè)能源系統進行綜合分析的一種有用工具，也為改進企業(yè)能源管理，編制企業(yè)能源計劃提供科學依據。（1）分析企業(yè)能源系統狀況、能量平衡關系，為企業(yè)能源管理、編制能源計劃提供科學依據。（2）分析企業(yè)節(jié)能潛力，明確節(jié)能方向，能源相互替代，確定節(jié)能技術改造方案。（3）計算企業(yè)能源利用率。（4）為繪制企業(yè)能源網絡圖與企業(yè)能流圖提供了詳細、可靠的數據。

1997年開始實施的國家標準《企業(yè)能量平衡表編制方法》（GB/T16615—1996）。222.編制原則（1）企業(yè)能量平衡表采用矩陣形式表示，大部分是縱向排列（欄）表示能源項，橫向各行表示能源的流向（來源去向）。（2）企業(yè)用能包括一次能源、二次能源和耗能工質，特別是要區(qū)分購入能源、自產能源與耗能工質。（3）平衡表內數據關系應符合能量守恒定律，即熱力學第一定律。不得漏項，不得重復計算。對企業(yè)自產的二次能源與耗能工質應特別注意這一點。（4）設計企業(yè)能量平衡表的內容應盡可能詳細，如因數據不足，暫時不能考慮的項目在以后加進表格時，應不改變平衡表的基本結構與布局。（5）企業(yè)能量平衡表格應和國家標準（GB/T16615—1996）、上級主管部門統計口徑一致。（6）在企業(yè)能量平衡表內，要對某一局部做詳細填寫時，可以編制企業(yè)能量平衡表分表，作為總表的補充與說明。233.填寫說明由于受表格的限制，企業(yè)能量平衡表不能填寫許多文字來說明復雜的用能過程，它必須附有一些必要的解釋與說明，甚至要加一些附表。（1）說明企業(yè)能量平衡表的填寫方法與表中各項的意義；（2）說明原始數據來源與數據處理；（3）說明平衡表正、負號的含義；（4）說明庫存量變化；（5）企業(yè)平衡表的每一縱列應保持平衡，當出現不平衡時，把不平衡部分放入統計誤差項，并加以說明；（6）標明能量折算系數表；（7）標明統計期。244.企業(yè)能量平衡表格式（1）企業(yè)能量平衡表的橫行劃分為購入貯存、加工轉換、輸送分配、最終使用四個環(huán)節(jié)?？v行是能源的供入能量、有效能量和損失能量、回收能量和能量利用率等項。（2）具有購入貯存、加工轉換、輸送分配與最終使用四個環(huán)節(jié)，并填有實際數據的企業(yè)能量平衡表格式見表3.4。（3）最終使用劃分為主要生產系統、輔助生產系統、采暖（空調）、照明、運輸及其他等六個用能單元。（4）企業(yè)能量平衡中只在購入貯存環(huán)節(jié)中有等價值欄和當量值欄，企業(yè)能量平衡表中其他環(huán)節(jié)只采用當量值。255.編制企業(yè)能量平衡表的數據（1）企業(yè)能量平衡表的基礎數據來源于企業(yè)能源統計資料。（2）企業(yè)能量平衡表的數據，除標明的各種能源的實物量及等價值欄外，均是能源的當量值。（3）企業(yè)能量平衡表的結果應符合能量守恒定律。各種能源的當量值收支總量應保持平衡；供入能量與有效能量及損失能量之和保持平衡。（4）非平衡項數值應使用方括號括住。（5）購入貯存欄內數據，已扣除庫存增量及外銷量。（6）各種能源的折算應符合國家標準GB—2589—81。（7）能源利用率按下式計算：266.文字說明（1）說明原始數據來源。（2）計算結果出現不平衡時，應說明原因。（3）標明能源折算為標準當量的折算系數。（4）標明統計期。（5）計算出企業(yè)能量利用率，按下式計算：27表3.1某（毛紡）企業(yè)能量平衡表統計期1989年單位：tce三、企業(yè)能源網絡圖29它是用網絡的形式描述企業(yè)能源系統的圖形，我們根據企業(yè)能源管理國家標準規(guī)定，運用網絡的形式，由左向右描述企業(yè)能源系統的能源流動過程；其中包括物質流和信息流，而且滿足熱力學第一定律。企業(yè)能源網絡中，每一個用能單元的能源都假定從左側流入，其數據中上面標注的數字表示投入能源量，下面括號內的數字表示占投入企業(yè)能源總量的百分比。從用能單元右側出的箭頭上方數字表示該單元的有效能量。下面括弧內數字表示占投入企業(yè)能源總量的百分比。1.企業(yè)能源網絡圖的作用它和企業(yè)能量平衡表一樣，也是企業(yè)能源管理的基礎性工作，和它配套的有企業(yè)能量平衡表和企業(yè)能源網絡圖數據表，它在企業(yè)能源管理工作中的作用如下：30（1）形象直觀地描述了本企業(yè)能源系統的基本平衡關系，集中了企業(yè)能源物流和信息流；（2）反映企業(yè)使用的各類能源在各節(jié)點上的流入量與流出量平衡關系；（3）反映了企業(yè)能源系統各環(huán)節(jié)、各用能單元的能源量平衡關系；（4）標明各用能量占投入企業(yè)總能源量的比例，可以看出這份能量在企業(yè)用能系統的重要性；（5）系統地表明企業(yè)能源體系各環(huán)節(jié)、各用能單元的能源消費結構；（6）根據各環(huán)節(jié)的能源投入產出平衡關系，可以計算出各環(huán)節(jié)的能源利用率，直至推算出企業(yè)能源利用率和企業(yè)能量利用率；（7）通過能源網絡圖各環(huán)節(jié)、各用能單元的能源利用分析，可以摸清企業(yè)節(jié)能潛力，明確節(jié)能技改方向；（8）能源網絡圖本身就是能源系統的一種描述模型，它可以發(fā)展成為各種能源數學模型以及建立能源數據庫，為利用計算機技術建立企業(yè)能源管理信息系統打下了基礎。31圖3.2某廠能源網絡圖（1989年）某（毛紡）企業(yè)能源網絡圖統計期1989單位:tce322.企業(yè)能源網絡圖繪制方法

(1)遵照國家標準《企業(yè)能源網絡圖繪制方法》（GB/T16616—1996）。

(2)企業(yè)能源網絡圖把企業(yè)的用能系統劃分為購入貯存、加工轉換、輸送分配與最終使用四個環(huán)節(jié)，按網絡的形式由左向右繪制，每個環(huán)節(jié)又可劃分為一個或幾個用能單元，其中購入貯存、加工轉換與最終使用各環(huán)節(jié)內的用能單元分別以圓形、方形和矩形表示；在能源系統中回收的可利用能源單元可用菱形表示，以示區(qū)分。

(3)能源網絡圖中能源流向規(guī)定由左向右。

①購入貯存環(huán)節(jié)的各種能源，在圓形圖上半部標注能源名稱，下半部標注供入能源實物量的數字和單位。圓形圖左側的箭頭方向，指向圓形圖表示購入或期初庫存，離開圓形圖表示外供或期末庫存，箭頭上方數字表示購入、外供或出入庫存數量和單位。從圓形圖右側繪出的箭頭上方數字表示供入能源的等價值和當量值的標準煤量，箭頭下方括號內數字表示占供入企業(yè)總能量的百分數。等價值和當量值之間用雙線隔開，左側數字為供入企業(yè)能源的等價值，右側數字為當量值。購入貯存環(huán)節(jié)下部列出供入企業(yè)能源的總量。33

②加工轉換環(huán)節(jié)中，在方形圖上部標注轉換單元名稱，下部表示其加工轉換效率。左側的箭頭表示供入的能源，右側表示供出的能源。箭頭上方的數字表示供入或供出能源的標準煤當量值，下方括號內數字表示占供入企業(yè)總能量的百分數。

③每個用能單元左側箭頭上方標注投入能源的數量，下方括號內數字表示占供入企業(yè)能源總量的百分數。從右側繪出的箭頭上方數字表示該單元的有效能量，數字右側括號內數字表示該有效能量占供入企業(yè)總能量的百分數。

④從用能單元右側流出向下的箭頭表示損失能量數字，括號內數字表示該損失能量占供入企業(yè)總能量的百分數。

⑤用矩形圖表示的用能單元，其中標注用能單元名稱，括號內數字是該用能單元的能量利用率。

(4)表示在生產過程中回收可利用能源的菱形框圖，上部標注回收能源名稱，下部標注回收能源實物量的數字及單位。菱形框圖右側繪出的箭頭上方的方括號內標注回收能源的標準煤當量數值。34

(5)在各用能環(huán)節(jié)右方向下的箭頭表示各環(huán)節(jié)的損失能量，并標注出該環(huán)節(jié)的能源損失總量，括號內數字表示占供入企業(yè)總能量的百分數。

(6)網絡圖右側繪出箭頭表示總有效能量，并標注表示有效能源總量的數值，括號內標注總有效能量占供入企業(yè)總能量的百分數。

(7)繪制網絡圖的數據

①繪制企業(yè)能源網絡圖的基本數據，來自企業(yè)能量平衡表。

②企業(yè)能源網絡圖中各類能源（如煤、燃料油、焦炭、煤氣、電力、蒸汽等）由實物量折算為等價值和當量值，應按國家標準GB2589《綜合能耗計算通則》計算。35

③根據企業(yè)能量平衡結果，列出繪制企業(yè)能源網絡圖數據表，本標準推薦采用附錄A的表格格式。

④各類能源的流入量與流出量應當平衡；各過程相互銜接的節(jié)點處，流入能量總和應等于流出能量的總和；各用能單元的流入能量與流出能量應當平衡。

⑤圖中方括號內標注的數據，不參與總量的平衡計算。（8）文字說明

①標明統計期和計量單位

②填寫必要的文字（9）附錄四、企業(yè)能流圖37

1.企業(yè)能流圖及其用途企業(yè)能源圖是表示企業(yè)內部能量流向與平衡的圖形，它直觀、簡潔、形象地概括企業(yè)能源系統的全貌。國家技術監(jiān)督局1986年5月27日發(fā)布了國家標準GB6421－86《流圖繪制方法》。

2.企業(yè)能流圖繪制原則（1）企業(yè)能流圖由圖形、數據和必要的文字構成。（2）企業(yè)能流圖的基本數據來源于企業(yè)能量平衡表。（3）按照企業(yè)能量流程特點，分成能源的購入貯存、加工轉換、輸送分配和最終使用等環(huán)節(jié)；每個環(huán)節(jié)由一個或幾個獨立的能源使用單位（稱為單元）組成，如用能設備、裝置、動力站房、車間