节能知识简介与能耗计算

节能知识简介一、节能概念《中华人民共和国节约能源法》中定义，节能是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。

节能分为广义节能和狭义节能。狭义节能是指节约煤、油、电、气等能源；广义节能是指除狭义节能内容之外，还包括节约原材料、运力、人力、资金、提高作业效率等方面。就狭义节能的内涵而言，包含了从能源资源的开发、运输分配、转换（电力、蒸汽）或加工（成品油、煤气）为二次能源，直到用户的消费等各个环节，都有节约能源的具体问题，又可分为直接节能和间接节能。

直接节能是指通过加强能源的科学管理，和推动技术进步，在满足生产和生活同等需要的条件下，直接减少的能源消耗量。间接节能是相对直接技能而言的，具体反映在除直接节能原因外的单位产值能耗的降低上。二、能耗、节能量与节能率1.能耗

能耗是指规定的体系在一段时间内所消耗的能源数量，称能源消耗量，简称能耗。例如一台设备（或装置），其能耗称设备（或装置）能耗，对车间（或部门）称车间（部门）能耗，对项目（企业）称项目（或企业）能耗。

能耗可以分为实物能耗和综合能耗。实物能耗是指规定的耗能体系在一段时间内实际所消耗的各种能源实物量。

综合能耗是指规定的耗能体系在一段时间内实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算为一次能源后的总和。GB2598-1990《综合能耗计算通则》要求，计算综合能耗时，各种能源分别折算为一次能源的规定的统一单位为t（标准煤）。二、能耗、节能量与节能率2.节能量节能量实际上就是在达到同等目的的情况下，即在完成相同的产品、产值、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术水平而使单位产品（或产值）能源消耗量下降的直接节约的能源数量，以及由于调整产业结构、产品结构等而使单位产值能耗量下降的间接节约的能耗数量。为了计算方便和结果的直观表达，可采取以下计算公式：△E=(em-eb)Gb式中△E——节能量；

em——单位产品（产值或工作量）能耗的目标值；

eb——报告期单位产品（产值或工作量）能耗；

Gb——报告期产品产量（产值或工作量）。

上式的计算结果正值为节约，负值为超耗。其中em可以是一个年度或者一个统计期的数据，也可以是一个能耗定额值，或者是技术改造前的数据。三、能源的计量单位及其换算能源的计量单位是指为计算能源的数量而选定作为参考的量。按照能源的计量方式，能源计量单位可以有三种表示方法:一是用能源的实物量来表示，例如煤的吨数（t）；二是用热功单位来表示，如焦耳（J）、千瓦时（kW·h）等；三是用能源的当量值表示，常见的如煤当量和油当量。

1.能源的实物量单位由于各种能源的形态不一样，对能源实物量进行计量时，往往采用不同的计量单位，例如对固体能源采用质量单位，气体能源采用体积单位。

2.能量单位能量的单位有多种，具有确切定义的和当量值的单位主要有以下三种，它们之间可以相互换算。

1）焦耳（J）焦耳的定义为1牛顿（N）的力作用于质点，使它沿力的方向移动三、能源的计量单位及其换算1米（m）距离所作的功；或者用1安培（A）电流通过1欧姆（Ω）电阻1秒钟（S）所消耗的电能。

2）千瓦时（kW·h）千瓦时是电量的计量单位，与焦耳的换算关系为：1kW·h=3.6*106J3）卡（cal）卡是热量单位，但不是我国的法定单位。卡的定义为1克（g）纯水在标准气压下，温度升高1摄氏度（℃）所需的热量。我国现行热量单位卡有20℃卡、国际蒸汽表卡及热化学卡。

焦耳是我国热量单位的法定计量单位，也是国际制单位。卡与焦耳见的换算按下式进行：

1卡（20℃）=4.1816焦耳

1国际蒸汽卡=4.1868焦耳

1热化学卡=4.1840焦耳三、能源的计量单位及其换算3.当量单位不同能源的实物量是不能直接进行比较的。由于各种能源都有一种共同的属性，即含有能量，且在一定条件下都可以转化为热。为了方便对于各种能源实际含热值与标准燃料热值比，即能源拆算系数，计算出各种能源折算成标准燃料的数量。所选标准燃料的计量单位即为当量单位。国际上习惯采用的标准燃料有两种：一种是标准煤；另一种是标准油。

1）燃料热值燃料燃烧都会释放出一定数量的热量，单位质量（指固体或液体）或单位体积（指气体）的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）时所释放出来的热量就是燃料热值，也叫燃料发热量。三、能源的计量单位及其换算

燃料燃烧有高位热值和低位热值两种。高位热值是指燃料完全燃烧，且燃烧产物中的水蒸气凝结成水时的发热量，其数值由测量获得。低位热值是指燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时的发热量，它等于从高位热值中扣除水蒸气凝结热后的热量，其值由计算获得：Qdw=Qgw-γWH20

式中Qdw，Qgw——分别为燃料的低位与高位热值，KJ/KG；

γ——水蒸气凝结热，KJ/KG；

WH20——燃料燃烧产物中的水蒸气含量，KJ/KG。由于燃料大都用于燃烧，各种炉窑的排烟温度均超过水蒸气的凝结温度，不可能使水蒸气的凝结热释放出来，所以在能源利用中一般都以燃料的应用基（即实际所应用的燃料）低位热值作为计算依据。三、能源的计量单位及其换算2）当量热值与等价热值当量热值是指某种能源本身所含的热值。具有一定品味的某种能源，其当量热值是固定不变的，如汽油的当量热值是42054KJ/Kg，电的当量热值即是电本身的热功当量3600KJ/Kg。等价热值是指为了获得一个度量单位的某种二次能源（如汽油、柴油、电力、蒸汽等）或耗能工质（如压缩空气、氧气、各种水等）所消耗的以热值表示的一次能源量。耗能工质是指生产过程中所消耗的，不作原料使用，也不进入产品，制取时又需要消耗能源的工作介质。只有作为能量形式使用的耗能工质才具有等价热值和当量热值。由于等价热值，实质上是除当量热值外，加上了能源转换过程中的能量损失，因此等价热值是个变动值，它与能源加工转换技术有关。随着技术水平的不断提高，等价热值会不断降低，而趋向于二次能源所具有的能量。等价热值可由下面的计算公式求得：

等价热值=当量热值/转化效率

三、能源的计量单位及其换算3）标准油与标准煤我国的GB2598-1990《综合能耗计算通则》规定，应用基低（位）发热量等级29.3073MJ（兆焦）的燃料，称为1KG（千克）标准煤。标准煤与标准油一样，到目前为止国际上也没有公认的油当量标准。中国采用的油当量（标准油）热值为41.87MJ/Kg（10000kcal/kg）。能量转换关系表能源名称

平均低位发热量折标准煤系数原煤20934kJ/kg0.7143焦炭28470kJ/kg0.9714原油41868kJ/kg1.4286汽油43124kJ/kg1.4714煤油43124kJ/kg1.4714柴油42705kJ/kg1.4571重油41868kJ/kg1.4286液化石油气47472kJ/kg1.7143炼厂干气46055kJ/kg1.5714四、节能统计能源消耗统计，是对报告期内企业实际所消耗的各种能源（包括一次能源和二次能源）实物的数量进行统计和折算合计的过程。各种综合能源消耗量计算通式：式中E——综合能耗，t（标准煤）EGi——第i种购入能源的消耗量，实物单位；

ρi——第i种购入能源的折标煤系数；n——能源实物种类数；

ECj，EZj——第j种自产二次能源的产量和自用量，实物单位；m——自产二次能源实物种类数。对于没有外供自产二次能源的企业，只有公式等号右边的第一部分。

五、节能技术

主要耗能设备节能

1.机（电动机、压缩机、抽油机、柴油机等）节能途径

2.泵（水泵、油泵等）节能途径

3.炉（加热炉、锅炉等）节能途径五、节能技术1.电动机三相异步电动机的损耗：包括铜损耗、铁损耗、机械损耗和附加损耗。在正常的工作范围内铁损耗、机械损耗基本不变，为不变（恒定）损耗；铜损耗与电流的平方成正比，变化较大，称可变损耗。三相异步电动机的效率：P2ΣPη=------=1------------P1P1+ΣP式中：η为电动机效率，P1为输入功率，P2为输出功率，ΣP为各项损耗之和。当可变损耗等于不变损耗时，电动机的效率达到最大，对中小型异步电动机输出功率为额定功率的75％时效率最高。一般来说电动机容量越大，效率越高。选用电动机时功率要匹配，要选用高效的电动机。五、节能技术2.离心泵（水泵、油泵等）泵的主要参数是排量、压力、效率。泵效率应符合GB19762-2007《清水离心泵能效限定值及节能评价值》要求，按“三元流动”理论设计的泵比一般的泵效约高3％。泵排量、压力按工艺要求选型，当泵实际运行流量与压力低于其额定值时，可用切削叶轮外径的方法实现匹配；当离心泵的实际运行流量和扬程远远低于其额定值时，可采用抽级改造法，拆掉多余扬程的叶轮；对流量变化的情况可通过大小泵搭配和调速的方法了减少或消除用阀门调节所造成的损失。离心泵流量调节控制开泵台数；调节泵出口阀开度；调整泵转速流量Q、扬程H、功率N与转速n之间的关系：Q/Q1=n/n1H/H1=(n/n1)2N/N1=(n/n1)3通过调速，消除节流损失五、节能技术3.加热炉热损失①排烟热损失：加热炉运行中排烟所带走的热量损失。过剩空气系数和排烟温度是影响排烟热损失的主要因素。为保证燃料完全燃烧，必须供给比理论所需更多的空气，实际空气量与理论空气量之比为过剩空气系数。加热炉负荷率在70－100％时，最佳过剩空气系数，重油为0.05-0.15、天然气为1.1-1.2。降低排烟温度可减少热量损失，但不能低于烟气露点温度，以防产生腐蚀（由于烟气中含有酸性气体，如二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物和水蒸气，尤其在采用高硫燃料时，烟气露点温度较高，可达150℃）。②气体不完全燃烧热损失：由于一部分一氧化碳、氢、甲烷等可燃气体随烟气排出所造成的损失。引起气体不完全燃烧热损失的主要原因有：燃烧过程中的过剩空气不足，空气与可燃气体混合不充分，炉膛温度过低，炉膛容积不适合。四、节能技术③固体不完全燃烧热损失：进入炉膛的燃料中有一部分没有参与燃烧而被排出炉外所造成的损失。固体不完全燃烧热损失主要存在于燃煤锅炉中，影响因素主要有燃料特性、燃烧方式、炉膛结构和运行情况。④散热损失：炉体表面温度高于周围环境温度，将热量散失于环境中所形成的热损失。散热损失与炉子的散热表面积、炉子热负荷、炉子保温状况以及环境等因素有关。炉子在低负荷下运行是不宜的。由于炉子在运行中的总散热量基本是不变的，因而炉子的相对散热损失将随其负荷的降低而增加。炉体表明温度要求不高于50℃。五、节能技术加热炉节能技术①改善炉子燃烧改善炉子燃烧节能技术包括高效燃烧器、燃烧控制技术、燃料添加剂及燃料磁化技术等，主要是使炉子燃烧过程更完全、充分，应尽量减少过剩空气。②加强保温加强保温节能技术主要是采用新型高效保温材料，提高炉体保温效果，减少散热损失。这类新型高效保温材料有硅酸盐复合保温材料、有机泡沫保温材料等。这些新型保温材料具有重量轻、耐高温、导热系数小、热容小、保温绝缘性好、化学性能稳定等优点。③减少排烟损失减少排烟损失节能技术是指采用热管加热炉、热管换热器等节能技术。这些技术可以强化传热过程，预热燃烧用空气，充分利用烟气余热，提高炉子热效率。术语1）能源energysources能源指产生各种能量