第二部分-能源有效利用的分析方法

总能和总能系统
总能是指同时利用能源的数量和质量
总能系统的指导思想是先做功后用热
按质用能，减少由于不可逆过程所引起的㶲损失。如： 热、电、冷联供系统，联合循环系统。
2.3 总能系统分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
总能和总能系统
2.3 总能系统分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
各项能量均以供给能的百分数表示，并按一定比例， 用不同宽度的能流带来表示百分数的大小。
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
能流图
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
能流图
2）某炼铁厂的能流图
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
2.2 火用分析
第 二 篇
火用效率
能 源 有 效 利 用 （净）收益的火用 各项火用损耗之和 火用效率＝ ＝ 1 与 消耗的火用 消耗的火用 分 出口火用总和 通过某些设备（或过程）的传递而得到的火用 火用的传递效率＝ ＝ 析
入口火用总和 由此设备（或过程）来传递的火用 工质火用的增加＋输出功 火用的目的效率＝ 消耗的总火用
按质用能原则
2.3 总能系统分析
第 能量流、物质流、信息流的协同 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
2.3 总能系统分析
第 能量流、物质流、信息流的协同 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
2.3 总能系统分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
能量流、物质流、信息流的协同
第二篇
能源有效利用与分析

能源的有效利用
通常能源的有效利用是指消耗同样的能源获得较多的收益 ，或者获得同样的效益，消耗较少的能源。

能量有效利用的分析评价方法（3种）
1、热平衡法；2、平衡法；3、总能系统

热平衡及平衡结果的表示方法
1.热流图；2.能流图；3.能源网络图；4. 火用流图； 5.能量平衡表。
第 二 篇
能 源 有 效 利 用 与 分 析
主要内容
热平衡分析 火用分析 总能系统分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
第一节 热平衡分析
热平衡（能量平衡） 企业能量平衡 企业能量平衡表 能流图 能源网络图
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
热平衡（能量平衡）
能量平衡法，是按照能量守恒的法则，采用所谓“黑 箱方法”，在指定时期内，对能量利用系统输入能量 和输出能量在数量上的平衡关系进行考察，以定量分 析用能的情况，为提高能量利用水平提供依据； 能量平衡既包括一次能源和二次能源所提供的能量， 也包括工质和物料所携带的能量，以及在工艺过程、 发电、动力、照明、物质输送等能源转换和传输过程 的各种能量的输入和输出；
企业能量平衡是提高企业能源管理水平，推动企业节能技术改 造的一项基础性的技术工作；技术指标包括单位能耗、单位综合 能耗、设备效率和企业能量利用率等。
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
设备效率
a. 正平衡法：
b. 反平衡法：
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
热平衡（能量平衡）
热平衡 在考察系统的能量平衡时，通过将其他各种形式的能量 （如电能、机械能、辐射能等）都折算成等价热能，并 以热能为基础来进行能量平衡的计算，因此又将能量平 衡称为热平衡。 能量平衡 对于一个有明确边界的系统有： 输入能量=输出能量+体系内能量的变化 或 输入能量=有效利用能量+损失能量
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
企业能量平衡表
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
企业能量平衡表
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
能流图
常用的有热流图、能流图和能源网络图； 通过能流图可以形象直观地表示能量的来龙去脉、能 量的分布、利用程度和损失大小； 在能流图中应明显地表示各项输入能量、输出能量、 有效利用能量、损失能量和回收利用的能量；
合理利用能量的原则 要求能量系统中能量在数量上保持平衡，在质 量上合理匹配。从能量利用经济性指标的角度 考虑，就是要尽量使系统的热效率和火用效率 接近100%。
第二章作业
1.什么是总能系统？举例说明。 2.什么是能量流、物质流和信息流的协同原理？ 3.合理利用能量的原则是什么？ 4. 能源的有效利用通常指的是什么? 5. 对能量有效利用的分析评价方法有哪三类?热平衡及平衡 结果的表示方法有哪些？ 6. 能量平衡的表达式？ 7.什么是设备能量平衡？什么是企业能量平衡？ 8.如何计算设备效率？ 9.什么是火用效率？
能源网络图
是一种能源应用图。按照绘制的规定，将企业的能源 系统分为购入储存、加工转换、输送分配、终端利用 四个环节。有关能源网络图的绘制细节可参看相关的 国家标准。
2.1 热平衡分析 第 二 篇
能 源 有 效 利 用 与 分 析
第 二 篇
能 源 有 效 利 用 与 分 析
2.2 火用分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
热平衡（能量平衡）
热平衡计算法（黑箱法） 1、确定热平衡分析的范围； 2、根据热力学第一定律对所 选定范围进行热平衡测试； 3、不能有漏计、重计和错计； 4、热平衡测试结果用表格或 热流图反映，以便于分析； 5、分析的重点是各种损失能 量的去向、比重，以便采取 措施，减小损失。
2.2 火用分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
火用的含义及其表达式
2.2 火用分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
火用平衡
任何不可逆过程都必定会引起火用损失，只有可逆过程 才没有火用损失 一个实际的系统或过程，各项火用的变化是不满足平衡 关系的，需要附加一项火用损失，才能给一个实际系统或 过程建立火用平衡方程式 能源利用中有如下目的： 获取功---热能转换成机械能（内燃机、蒸汽轮机、燃气 轮机等）； 增加工质的火用---机械能变成焓（水泵、空气压缩机 等）； 改变工质的物态，以增加工质的火用---化学能转变为热 能（锅炉等）。
火用效率是收益火用与消耗火用之比， 分为两种：火用的传递效率和火用的目的效率 对节流阀、齿轮箱、换热器等装置常采用火用的传递效 率； 通常能源利用中为了达到某种目的时，多采用火用的目 的效率
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
2.3 总能系统分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
火用Байду номын сангаас析原理
能量平衡只能反映系统的外部损失（如排热、散热等 损失），而不能揭示能量转换和利用过程中的内部损 失（即不可逆损失）。能量平衡不能适用于不同品位 能源同时存在的综合系统。
火用分析法是从“质”和“量”两方面来综合评价能 源系统的新方法
火用分析法的基本原理是以对平衡状态（基准态）的 偏离程度作为火用，或者作为做功能力的度量。通常 采用周围环境作为基准态。
企业能量平衡表
能量平衡测试的结果常绘制成表---能量平衡表； 企业能量平衡表有多种形式，主要有按车间计的能量 平衡表、按不同能源计的企业能源平衡表； 通过企业能量平衡表可以获得如下信息： 企业的能耗情况---能源消耗构成、数量、分布与流向； 企业的用能水平---能源利用与损失情况，主要设备和 耗能产品的效率等； 企业的节能潜力---可回收的余热、余压、余能的种类、 数量、参数等； 企业的节能方向---主要耗能设备环节和工艺的改进方 向，余热、余能的利用途径。
2.2 火用分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析 能源被利用过程中（某工艺或能量转换过程中）火用 的总损耗有以下三种情况： （1）火用被转移：例如把原料的火用转移到产品上 （2）火用被消耗：火用被消耗能推动生产或能量转 化中各种过程的进行，如流体的流动、热量的传递、 物质的扩散和混合、化学反应所消耗的火用等 （3）火用被散失：指未产生实际效益而自发转变为 火无，如各种炉窖中燃料的不完全燃烧，锅炉和热机 的排烟和排热损失等。
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
企业能量平衡
能量平衡具体应用在设备和装置时，称为设备的能量平衡。应 用在车间、企业时则称为企业能量平衡；设备的能量平衡是企业 能量平衡的基础 有时为了考察企业中某一类能源形式的输入、输出关系，还可 以有所谓蒸汽平衡、油平衡、电平衡等；
任何一个系统（生态的、自然的、生产过程的、社会的、 市场的），在其内部各个环节之间及与外部环境之间都在 不断地进行着物质、能量和信息的交换，在时间上和空间 中形成物质流、能量流和信息流。能量流、物质流和信息 流之间在时间上和空间中的密切和有机的协调，称为协同， 其相互影响和相互依存的关系，称为协同原理。