能源基础知识及典型能源系统

• 一次能源是指自然界现成存在、可直接取得 而又不改变其基本形态的能源，或称初级能 源。
• 如原煤、原油、天然气、生物质能、水能、核燃 料，以及太阳能、地热能、潮汐能等。
• 二次能源是指由一次能源经过加工转换成另 一种形态的能源产品。
• 如煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、重油、电、 蒸汽等。
• 能的性质主要体现在四个方面：守恒性 、转换性、传递性、不等价性(能量转 换的限制性)。
• 节能的途径
• 结构节能：产业结构调整、企业结构调整 、产品结构调整。
• 管理节能：提高意识、规章约束、管理措 施（合理组织生产、加强计量收费等）。
• 技术节能：提高效率（通过改进工艺、设 备、控制等），替代节约（以气代油、以 煤代油，减少自用油），回收利用（回收 放散天然气、余热、余压等）。
• 节能量：满足同等需要或达到相同目的 的条件下，能源消费减少的数量。
基础知识及典型能源系统
湖南省发改委节能监察中心
内容
• 能源的基本概念 • 能源统计基础知识 • 节能量计算 • 主要耗能设备及典型能源系统
能源基本概念
• 能源是指煤炭、石油、天然气、生物质 能和电力、热力以及其他直接或者通过 加工、转换而取得有用能的各种资源。
• 包括煤炭、原油、天然气、煤层气、水能 、核能、风能、太阳能、地热能、生物质 能等一次能源和电力、热力、成品油等二 次能源，以及其他新能源和可再生能源。
• 能的不等价性(能量转换的限制性)
主要是能量在转换与传递过程所表现出 来的限制性和方向性
• 限制性:如机械能可以全部转换为热能，而 热能却不可能无条件地全部转换为机械能
• 方向性：如高温物体可以自发地向低温物 体传递热量，但低温物体不能自发地把热 量传递给高温物体。
能源统计基础知识
• 能的计量单位：焦耳、千瓦时与卡 • 焦耳(J)是法定计量单位规定的 电石
耗能工质能源等价值
单位耗能工质耗能量
折标准煤系数
2.51 MJ/t（600 kcal/t）
0.085 7 kgce/t
1.17 MJ/m3（280 kcal/ m3）
0.040 0 kgce/ m3
0.88 MJ/m3 （210 kcal/ m3）
0.030 0 kgce/ m3
• 1kgce＝29.27MJ＝7000kcal（大卡）
• 国外制冷量单位，1冷吨(RT)相当于在24小 时内，将1吨0℃水冻成冰的每小时制冷量 1RT＝1.39×107J／h＝3.86kW
当量值与等价值
• 当量值
• 按物理学电热当量、热功当量、电功当量 折算的各种能源所含的实际能量。
• 具有一定品位的某种能源，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（即热功当量）为3600 kJ/kWh。
能源名称
平均低位发热量
折标准煤系数
原煤
20 908 kJ/kg（5 000 kcal/kg）
0.714 3 kgce/kg
洗精煤
26 344 kJ/kg（6 300 kcal/kg）
0.900 0 kgce/kg
汽油
43 070 kJ/kg（10 300 kcal/kg）
1.471 4 kgce/kg
• 热量单位卡有20℃卡、国际蒸汽表卡及热 化学卡。
• 20℃卡是指1克纯水温度从19.5℃升高至20 .5℃所需要的热量。
• 卡与焦耳的换算关系为：
• 1卡 = 4.1868（焦耳） 1大卡=1000卡
• 能量单位之间的换算
• 1卡 = 4.1868焦耳
• 1千瓦时=3600千焦
• 固体燃料的低位发热量等于29.27MJ（7000 kcal）计为1千克标准煤：
• 等价值：
• 生产单位数量的二次能源（或耗能工质） 所消耗的能源折算成一次能源的数量。
• 由于等价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，它与能源 加工转换技术有关。随着技术水平的提高 ，等价热值会不断降低，因此等价值是个 变动值。
• 当量热值与等价热值相差在转化效率。
• 当量值＝等价值 × 转化效率 • 等价值＝当量值 ÷ 转化效率
11.72 MJ/m3（2 800 kcal/ m3）
0.400 0 kgce/ m3
60.92 MJ/kg
2.078 6 kgce/kg
能源消费量计算案例
节能量考核
• 节能：《中华人民共和国节约能源法》 所称节约能源（以下简称节能），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 ，从能源生产到消费的各个环节，降低 消耗、减少损失和污染物排放、制止浪 费，有效、合理地利用能源。
综合能耗计算通则
• 综合能耗计算通则
• 计算综合能耗时，各种能 源折算为一次能源的单位 为标准煤当量
• 用能单位实际消耗的燃料 能源应以其发热量为计算 基础折算为标准煤量。低 （位）发热量等于29307 千焦（kJ）的燃料，称为 1千克标准煤（1kgce）
综合能耗计算通则
各种能源折标准煤参考系数
、功和热量的基本单位。
• 焦耳的定义：为1安培（A）电流通过1欧姆 （Ω）电阻1秒钟（s）所消耗的电能。
• 由于焦耳的数值很小，通常用焦耳的倍数 来表示，如千焦（kJ、103J），兆焦耳（M J、106J），吉焦耳（GJ、109J）。
• 1千瓦时=3600千焦
• 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
热力（当量值）
—
0.034 12 kgce/MJ
电力（当量值） 3 600 kJ/（kW·h）[860 kcal/（kW·h） 0.122 9 kgce/（kW·h）
电力（等价值） 按当年火电发电标准煤耗计算
蒸汽（低压）
3 763 MJ/t（900 Mcal/t）
0.128 6 kgce/kg
综合能耗计算通则
• 能量的守恒性:能可以传递、可以转换，但 总量保持不变，既不能创造，也不消失。 这就是热力学第一定律：能量守恒定律。
• 能量的转换性
不同能量形态之间是可以相互转换的， 即能量具有转换性。
• 能量的传递性
指在系统经历状态变化过程中，系统通 过边界可以由作功或传热的方式向外界 传递能量。
• 例如，热量是由于系统和外界的温差引起 的能量传递。