能量平衡课件

1、第十章 用能管理能量平衡河北省能源管理师培训课件第十章 用能管理之能量平衡第三节 能量平衡能量平衡是考察一个体系的输入能量与有效能量、损失能量之间的平衡关系。根据能量守恒定律：输入能量=有效能量+损失能量能量平衡按体系分类有：国家或地区能量平衡、企业能量平衡、用能设备能量平衡；按能源种类分类有热平衡、电平衡、煤平衡、油平衡等。第十章 用能管理之能量平衡（一）、企业能量平衡1概念以企业（或企业内部的独立用能单元）为对象，对输入的全部能量与输出的全部能量在数量上的平衡关系的研究，也包括对企业能源在购入贮存、加工转换、输送分配、终端使用各个环节与回收利用和外部各能源流的数量关系进行的考察，定量分析企

2、业用能情况。2意义（1）掌握企业耗能状况。通过统计、测试、计算等手段，摸清能源的构成及来龙去脉，全面掌握企业各种能源的购入、贮存、分配、输送、转换、使用等各个环节分布与流向的规律。第十章 用能管理之能量平衡3.基本知识3.1 企业能量平衡框图企业用能系统按照能源流向依次划分为购入贮存、加工转换、输送分配和最终使用四个环节，以有效利用能和各类损失能形式流出系统，每一个用能环节又由若干用能单元组成。企业用能系统可用企业能量平衡框图表示 。见下页。第十章 用能管理之能量平衡 损失的能量 回收利用对外供应的能量生产利用的能量体系边界输入体系的全部能量购入贮存加工转换输送分配终端使用第十章 用能管理之能

3、量平衡3.1.2 能源流向四个环节（1）购入贮存。能源的购入、贮存环节是企业能源的进口，一般包括企业的供销、计划、财务、储运等部门，是了解企业能源消耗总量的关键环节。（2）加工转换。能源的加工转换是企业工艺所需直接消耗的能源转换环节，包括一次转换和二次转换等，一次转换是一个企业耗能最大的部门，是企业能量平衡与节能工作的重点。（3）输送分配。输送分配是将企业用能送到各终端用能部门的一个重要环节，如各种输电线路，蒸汽、煤气管网等，均可列入输送分配系统。（4）最终使用。最终使用是企业能源系统最为复杂的一个环节，对不同企业，特别是不同部门之间的企业构成差异很大。一般将企业的最终用能环节划分为以下几个主

4、要部分：主要生产、辅助生产、采暖(制冷)、照明、运输、生活及其它。第十章 用能管理之能量平衡3.1.3 企业能量平衡方程企业能量平衡方程用公式表示： Er = Ec式中：Er 输入体系的全部能量；Ec 输出体系的全部能量。或： Er = Ecy + Ecg + Ecs式中：Ecy 生产利用的能量；Ecg 对外供应的能量；Ecs 损失的能量 第十章 用能管理之能量平衡Em产品单位产量某种实物能源消耗量，单位为吨（t），或千瓦时（kWh），或吨标准煤（tce）等；Ei某种实物能源消耗量，单位为吨（t），或千瓦时（kWh），或吨标准煤（tce）等；M期内产出的某种产品的合格品产量，单位为产品单位。第

5、十章 用能管理之能量平衡（3）产品单位产量综合能耗某种产品单位产量综合能耗（简称单位产品综合能耗）是指统计报告期内某种产品的综合能耗与某种产品合格产品的产量的比值。式中：ej 某种产品单位产量综合能耗，单位为吨标准煤(tce)；Ej 某种产品的综合能耗，单位为吨标准煤(tce)；Pj 某种产品合格产品的产量，单位为产品单位。第十章 用能管理之能量平衡（4）企业单位产值综合能耗企业单位产值综合能耗（简称单位产值综合能耗）是指统计报告期内，综合能耗与期内用能单位总产值或工业增加值的比值。式中：eg单位产值综合能耗，单位为吨标准煤每万元(tce/万元)；E综合能耗，单位为吨标准煤(tce)，；G统计

6、报告期内产出的总产值或增加值，单位为万元。第十章 用能管理之能量平衡（5）余能资源量余能资源量按GB/T 1028计算，余能包括余热、余压、排放的可燃气体等。 Qy = Qdiy + ( h1i - h2i ) 式中：Qy 年余热资源量，单位为千焦每年（kJ/a）；Mi 第i种余热载体流量，单位为千克每小时（kg/h），或立方米每小时（m3/h）；Qdi 第i种单位余热载体中可燃成分完全燃烧释放的热量，单位为千焦每千克（kJ/kg），或千焦每立方米（kJ/m3）；H1i 第i种余热载体排出状态下的比焓, 单位为千焦每千克（kJ/kg），或千焦每立方米（kJ/m3）；H2i 第i种余热载体在下限

7、温度时的比焓, 单位为千焦每千克（kJ/kg），或千焦每立方米（kJ/m3）；i 排出第i种余热载体的设备年运行小时数，单位为小时每年 （h/a）；i= 1 ,2 .n ，其中n为余热载体种类数目。第十章 用能管理之能量平衡（6）余能资源率余能资源率是余能资源量与企业消耗各种能源量总和的比值。式中：yu 余能资源率；Eyu 余能资源量，单位为吨标准煤(tce)；Ed 企业综合能源消耗量，单位为吨标准煤(tce)。第十章 用能管理之能量平衡（7）余能资源利用率：余能资源利用率是企业的余能资源量中已利用的程度。按公式式中：ryu 余能资源利用率；Eyt已利用的余能资源量，单位为吨标准煤(tce)。

8、3.1.5 企业能量平衡表 第十章 用能管理之能量平衡用能设备（用电体系）体系边界有效利用的能量（有效电量）损失的能量（损失电量）进入用能设备的能量（供给电量）图10.2 电能平衡框图第十章 用能管理之能量平衡2.2.2方程用能设备能量平衡方程式 Er=ECY+ECS式中：Er进入用能设备的能量；ECY有效利用的能量；ECS损失的能量。第十章 用能管理之能量平衡2.4 测试要求2.4.1. 用能设备能量平衡的测试设备应处于正常运行工况。2.4.2 测试时应记录测试的日期、地点、开始时间与结束时间，以及环境状态温度、湿度、大气压力等参数。2.5 测算内容2.5.1基本要求用能设备能量平衡考察的内

9、容主要包括进入用能设备的能量，产品生产利用的能量、输出的能量和损失的能量，以及在体系内物质化学反应放出或吸收的热量，要求得到数量上的平衡。第十章 用能管理之能量平衡2.5.2输入能量输入能量通常包括外界供给用能设备的能量，进入体系的物料或工质带入的能量，除了燃料以外体系内的其他化学反应热。包含的项目有：（1）进入体系的燃料的发热量和显热；（2）输入的电能；（3）输入的机械能；（4）进入体系的工质带入的能量；（5）物料带入的显热；(进入加热炉的热钢坯)（6）外界环境对体系的传热量；（7）化学反应热；（8）输入的其他形式的能量；（9）其他。第十章 用能管理之能量平衡（7）体系排出的废物带出的能量；

10、（8）体系对环境的散热量；（9）用能设备的蓄热；（10）能量转换中其他形式的能量损失。2.5.4有效利用能量和损失能量（1）有效利用能量在输出能量中，输出的电能、输出的机械能、能量转换产生的其他形式的能量和化学反应吸热属于有效利用能量。（2）损失能量在输出能量中，体系排除的废物带出的能量、体系对环境的散热量、用能设备的蓄热、能量转换中其他形式的能量损失和其他热损失属于损失能量（又称损耗）。第十章 用能管理之能量平衡第十章 用能管理之能量平衡2.6 结果的表示2.6.1计量单位用能设备能量平衡中采用的量和单位名称与符号应符合国标热学的量和单位（GB 3102.4-1993）的规定。能量采用的计量

11、单位主要是千焦（kJ），或兆焦（MJ），或吉焦（GJ）。2.6.2用能设备能量平衡表用能设备能量平衡的内容和结果应按项目列入能量平衡表中 。第十章 用能管理之能量平衡2.6.3用能设备能量平衡报告企业用能设备能量平衡报告应包括以下主要内容：（1）概况说明企业进行用能设备能量平衡的目的，企业用能系统和用能设备基本情况，包括用能设备主要技术参数和运行周期等；用能系统和用能设备的运行状态和采用的测试方法等。（2）主要原始数据主要原始数据应满足用能设备能量平衡测算结果的要求，必须保证主要原始数据的可靠性。第十章 用能管理之能量平衡（3）用能设备能量平衡表用能设备能量平衡表应反映出能量收支平衡情况，特别

12、是能量支出和利用的情况。（4）分析根据用能设备能量平衡结果找出造成能源利用率低和设备耗能高的原因，对能量损失进行分类，对测算结果和指标进行评价，从设备、操作技术和管理制度等方面找出浪费的因素，提出改进的办法。第十章 用能管理之能量平衡（三）企业电能平衡企业电能平衡是企业实现科学管理、合理使用电能的重要基础工作，是企业使用电能的系统工程。 2001年，原国家经济贸易委员会和发展计划委员会发布了节约用电管理办法，明确要求“用电负荷在500千瓦及以上或年用电量在300万千瓦时及以上的用户应当按照企业设备电能平衡通则（GB/T 3484-2009）规定，委托具有检验测试技术条件的单位每二至四年进行一次

13、电平衡测试，并据此制定切实可行的节约用电措施”。第十章 用能管理之能量平衡3.1基本知识3.1.1术语（1）用电体系用电体系是指电能平衡考察的对象，根据考察对象的不同，可以区分为设备（装置）、车间、企业为单位的用电体系。（2）用电体系的边界用电体系的边界是指用电体系（单元）与相邻部门的分界面（线）称为用电体系（单元）的边界。（3）电能平衡电能平衡是指在确定用电体系（单元）的边界内，对界外供给的电能量在本用电体系内的输送、转换、分布、流向进行考察、测定、分析和研究，并建立供给和损耗电量之间平衡关系的全过程。第十章 用能管理之能量平衡（4）供给电量 供给电量是指用电体系（单元）界外（电网供电、自发

14、电量或上一级输出电量）供给用电体系（单元）的有功电能量的总和。（5）有效电量 有效电量是指用电体系（单元）内，在一定生产工艺条件下，使预定目标达到工艺规定的目标和质量标准时，在物理化学变化时所需消耗的有功电能量。（6）损失电量损失电量是指供给电能量与有效电能量之差。第十章 用能管理之能量平衡（7）电能利用率电能利用率是指用电体系（单元）中的有效能量与供给电能量之比的百分数。（8）测试效率测试效率是指生产设备在正常工况运行下，通过现场测算得到的效率，是测试设备的瞬时或某一测试时段的效率。第十章 用能管理之能量平衡3.1.2框图和方程用电体系体系边界 供给电量损失电量有效电量第十章 用能管理之能量

15、平衡WG = WY + Ws 式中：WG 供给电量，单位为千瓦时（kWh）；WY 有效电量，单位为千瓦时（kWh）；Ws 损失电量，单位为千瓦时（kWh）。第十章 用能管理之能量平衡3.1.3 测试项目企业电能平衡要测试电气设备、用电的生产设备，考虑工艺参数、生产效率等因素。测试项目应包括：变压器，配电网络，整流设备，电动机及拖动设备，电热设备，熔炼炉，电焊机，照明等主要用电生产设备，对企业主要产品的电耗进行分解测算。企业可以根据行业特点，设备的实际情况，调整测试设备的容量等级，并确定行业中需要电耗分解测算的产品。第十章 用能管理之能量平衡3.1.4 测试仪表企业按照用能单位能源计量器具配备和

16、管理通则（GB 171672006）的要求配备的能源计量器具和在线仪表，只要在检定和校准有效期内，均可作为企业电能平衡测试的仪器仪表使用；亦可采用常规的电工和热工检测、监控、计量仪表；现场测试也可选用电能综合分析测试仪等。第十章 用能管理之能量平衡3.2 测试条件（1） 用电设备电能平衡的测试应符合用能设备能量测试导则(GB/T 6422-2009)的要求。（2） 用电体系应在正常运行条件下进行测试。（3） 对于同类用电体系可抽样测试，抽样数量或百分比可根据实际情况确定。（4） 对于负荷变化的用电体系，应取其平均值。（5） 电量应用电能表测定，对于稳定负荷也可用功率表测定。（6） 当测试条件与

17、实际运行条件有差异时，可对测试的数据加以修正。第十章 用能管理之能量平衡3.3测算方法1. 直接测定法，即通过测量用电体系的供给电量与有效电量，来确定电能利用效率。（正平衡）2. 间接测定法，即通过测量用电体系的各项损失电量与供给电量，来确定电能利用效率。（反平衡）第十章 用能管理之能量平衡3.4 电能利用效率计算电能利用效率是指用电体系的有效利用电量与供给有功电量的比值，来衡量企业各项用电设备及企业总体有功电能的利用情况。3.4.1直接测定计算直接测定法（正平衡法）： 第十章 用能管理之能量平衡式中： 用电系统的电能利用效率，单位为%；WY 有效利用电量，单位为千瓦时（kWh）；WG 供给有功电量，单位为千瓦时（kWh）。第十章 用能管理之能量平衡间接测定法（反平衡法）计算：式中：WG 供给有功电量，单位为千瓦时（kWh）；WS 损失量，单位为千瓦时（kWh）。第十章 用能管理之能量平衡回顾一下