能源利用与系统工程知识点整理

这里只给大家提供概念，至于计算题两题，投入产出法计算包括累加法和逆矩阵法。线性规划题，计算题一共50分。得自己好好看。

绪论部分

1.节能工作的5个层次

基本概念

1）能源的计量单位

1kg 标准煤（当量）（kgce）＝7000大卡

1kg 标准油（当量）（kgoe）＝10000大卡

煤分四种：泥煤，褐煤，烟煤，无烟煤

冶金能源：用于冶金工业的能源

灵敏度：系统响应环境变化的快慢

2）冶金能耗指标

1.吨钢综合能耗——工业（企业）生产1t钢所消耗的能源量（以1吨钢为

计算基准）

2.工序能耗

指企业中的各工序生产一吨合格产品直接消耗的能源量，kgce/ 单位产品。

3.吨钢可比能耗

规定：①以1t钢为计算基准，只计入某些工序的能耗。

②只计入与1吨钢配套生产所消耗的能源。

4.吨钢e－p分析法

在分析钢铁工业节能时，同时分析钢比系数和工序能耗两个因素的方法，称为e－p分析法。

5.仍然是e-p分析法，课堂做过练习题

钢比系数：统计期内各工序的实物产量与钢产量之比。

计算工序能耗的课堂作业。

1）e-p 分析法在钢铁工业的应用

4. 产品能耗

1）直接能耗（直接综合能耗）

在生产某种产品的工序中，直接消耗的能源，叫做该产品的直接能耗。单位产品的直接能耗等同于“工序能耗”。

2）间接能耗

在某道生产工序中，通过中间环节(过程)消耗的能源，叫间接能耗。

通过一个中间环节（过程）消耗的能源叫一次间接能耗，

通过两个中间环节（过程）消耗的能源叫二次间接消耗。

3）完全能耗

从天然资源开始到最终产品为止，全过程所消耗的能源叫做生产这种单位产品的完全能耗。在数值上

[完全能耗]=[直接能耗]+[各次间接能耗]

因此，某产品的完全能耗就是这种产品生产过程中全社会的消耗的能源总量（理论上）。

由于无法追根溯源，所以先划定范围再计算完全能耗。

5. 载能体（必考!）

1）定义

凡是在制备过程中，消耗了能量的物体，以及本身能够产生能量的物体，统称为载能体。

单位重量（体积）载能体载有的能量，称为该载能体的能值。用kgce/单位产品表示。

2）载能体的分类

第一类载能体（原材料和动力）——―物化”了的能量，即非能源。

能值等于它们在制备过程中所消耗的各种原料、动力和燃料的载能量之和。

第二类载能体（各种燃料）——―活”的能量，即能源。

能值等于燃料的发热值和它在开采、加工过程中消耗的各种能耗之和。

规定：地下未开采的天然矿物的载能量等于零，散在的“废料”如废钢、

废铁、氧化铁皮、轧钢铁皮、瓦斯泥等的载能量，一般取为零。

7. 系统和系统工程

1）系统的定义

系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的整体。

2）系统的特性

整体性；相关性；目的性，多目标性；环境适应性。

3）系统工程

用系统的原理解决工程问题的各种方法的总称。

能量转换与利用

（这一章主要就是BB不能单单看热效率，应为热效率只考虑能量的量上，没有考虑能量的质量上。）

能量转换的基本原理部分

1.能量贬值原理

能量不仅有量的多少，还有质的高低。热力学第一定律只说明了能量在量上要守恒，

并没有说明能量在“质”方面的高低。

自然界进行的能量转换过程是有方向性的。

不需要外界帮助就能自动进行的过程称为自发过程，反之为非自发过程。自发过程都有一定的方向。

2.热力学第二定律的几个说法

克劳修斯说法：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。

开尔文–普朗克说法：不可能从单一热源吸取热量使之完全转变成功而不产生其他影响。

3.热二定律的意义

热力学第二定律的实质就是能量贬值原理。

热力学第二定律深刻地指明了能量转换过程的方向、条件及限度。

4.能量利用指标

在能量利用中热效率和经济性是非常重要的两个指标。由于存在着耗散作用、不可逆过程以及可用能损失，在能量转换和传递过程中，各种热力循环、热力设备和能量利用装置的效率都不可能达到100%。

火电站能量转换效率约为40％。

节能潜力分析方法部分

5.热能一、二定律

6.根据能量转换难易程度，能量可划分为三类

第一类—可以不受限制地完全转换的能量（风能，电能，机械能）

第二类—具有部分转换能力的能量（热量，内能，焓）

第三类—完全没有转换能力的能量

7.能量中的“火用”与“火无”

“火用”（Exergy）—环境条件下能够完全地连续地转化为任何一种其它形式的能量，即可用能、可用功。

“火无”（Anergy）—不能够转变为有用功的那部分能量，即无效能、无用功。

自然环境的热能以及从环境输入、输出的热能全为“火无”。

用“火用”来评价能量的质量或级位

8.热量“火用”（课堂上有计算）

系统所传递的热量Q在给定环境条件下，用可逆方式所能做出的最大功Wmax.

当与环境处于平衡状态时，其值＝0

9.能级

能量中“火用”所占的比例，衡量能量作功能力大小的统一尺度。

能级只与温度有关，而与物质种类无关。温度越高能级越高，焓中具有的“火用”

越大。

10.“火用”损失和节能本质

自然界中实际过程均为不可逆过程，它将使能量中的“火用”转变为“火无”，造成能量的贬值（一部分“火用”被消灭），即“火用”损失。（这个公式我上课没听老师BB多少过，应该不能考）