節(jié)能知識(shí)簡(jiǎn)介與能耗計(jì)算

節(jié)能知識(shí)簡(jiǎn)介一、節(jié)能概念《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》中定義，節(jié)能是指加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，減少?gòu)哪茉瓷a(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理地利用能源。

節(jié)能分為廣義節(jié)能和狹義節(jié)能。狹義節(jié)能是指節(jié)約煤、油、電、氣等能源；廣義節(jié)能是指除狹義節(jié)能內(nèi)容之外，還包括節(jié)約原材料、運(yùn)力、人力、資金、提高作業(yè)效率等方面。就狹義節(jié)能的內(nèi)涵而言，包含了從能源資源的開(kāi)發(fā)、運(yùn)輸分配、轉(zhuǎn)換（電力、蒸汽）或加工（成品油、煤氣）為二次能源，直到用戶(hù)的消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)，都有節(jié)約能源的具體問(wèn)題，又可分為直接節(jié)能和間接節(jié)能。

直接節(jié)能是指通過(guò)加強(qiáng)能源的科學(xué)管理，和推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，在滿(mǎn)足生產(chǎn)和生活同等需要的條件下，直接減少的能源消耗量。間接節(jié)能是相對(duì)直接技能而言的，具體反映在除直接節(jié)能原因外的單位產(chǎn)值能耗的降低上。二、能耗、節(jié)能量與節(jié)能率1.能耗

能耗是指規(guī)定的體系在一段時(shí)間內(nèi)所消耗的能源數(shù)量，稱(chēng)能源消耗量，簡(jiǎn)稱(chēng)能耗。例如一臺(tái)設(shè)備（或裝置），其能耗稱(chēng)設(shè)備（或裝置）能耗，對(duì)車(chē)間（或部門(mén)）稱(chēng)車(chē)間（部門(mén)）能耗，對(duì)項(xiàng)目（企業(yè)）稱(chēng)項(xiàng)目（或企業(yè)）能耗。

能耗可以分為實(shí)物能耗和綜合能耗。實(shí)物能耗是指規(guī)定的耗能體系在一段時(shí)間內(nèi)實(shí)際所消耗的各種能源實(shí)物量。

綜合能耗是指規(guī)定的耗能體系在一段時(shí)間內(nèi)實(shí)際消耗的各種能源實(shí)物量按規(guī)定的計(jì)算方法和單位分別折算為一次能源后的總和。GB2598-1990《綜合能耗計(jì)算通則》要求，計(jì)算綜合能耗時(shí)，各種能源分別折算為一次能源的規(guī)定的統(tǒng)一單位為t（標(biāo)準(zhǔn)煤）。二、能耗、節(jié)能量與節(jié)能率2.節(jié)能量節(jié)能量實(shí)際上就是在達(dá)到同等目的的情況下，即在完成相同的產(chǎn)品、產(chǎn)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術(shù)水平而使單位產(chǎn)品（或產(chǎn)值）能源消耗量下降的直接節(jié)約的能源數(shù)量，以及由于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等而使單位產(chǎn)值能耗量下降的間接節(jié)約的能耗數(shù)量。為了計(jì)算方便和結(jié)果的直觀表達(dá)，可采取以下計(jì)算公式：△E=(em-eb)Gb式中△E——節(jié)能量；

em——單位產(chǎn)品（產(chǎn)值或工作量）能耗的目標(biāo)值；

eb——報(bào)告期單位產(chǎn)品（產(chǎn)值或工作量）能耗；

Gb——報(bào)告期產(chǎn)品產(chǎn)量（產(chǎn)值或工作量）。

上式的計(jì)算結(jié)果正值為節(jié)約，負(fù)值為超耗。其中em可以是一個(gè)年度或者一個(gè)統(tǒng)計(jì)期的數(shù)據(jù)，也可以是一個(gè)能耗定額值，或者是技術(shù)改造前的數(shù)據(jù)。三、能源的計(jì)量單位及其換算能源的計(jì)量單位是指為計(jì)算能源的數(shù)量而選定作為參考的量。按照能源的計(jì)量方式，能源計(jì)量單位可以有三種表示方法:一是用能源的實(shí)物量來(lái)表示，例如煤的噸數(shù)（t）；二是用熱功單位來(lái)表示，如焦耳（J）、千瓦時(shí)（kW·h）等；三是用能源的當(dāng)量值表示，常見(jiàn)的如煤當(dāng)量和油當(dāng)量。

1.能源的實(shí)物量單位由于各種能源的形態(tài)不一樣，對(duì)能源實(shí)物量進(jìn)行計(jì)量時(shí)，往往采用不同的計(jì)量單位，例如對(duì)固體能源采用質(zhì)量單位，氣體能源采用體積單位。

2.能量單位能量的單位有多種，具有確切定義的和當(dāng)量值的單位主要有以下三種，它們之間可以相互換算。

1）焦耳（J）焦耳的定義為1牛頓（N）的力作用于質(zhì)點(diǎn)，使它沿力的方向移動(dòng)三、能源的計(jì)量單位及其換算1米（m）距離所作的功；或者用1安培（A）電流通過(guò)1歐姆（Ω）電阻1秒鐘（S）所消耗的電能。

2）千瓦時(shí)（kW·h）千瓦時(shí)是電量的計(jì)量單位，與焦耳的換算關(guān)系為：1kW·h=3.6*106J3）卡（cal）卡是熱量單位，但不是我國(guó)的法定單位。卡的定義為1克（g）純水在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下，溫度升高1攝氏度（℃）所需的熱量。我國(guó)現(xiàn)行熱量單位卡有20℃卡、國(guó)際蒸汽表卡及熱化學(xué)卡。

焦耳是我國(guó)熱量單位的法定計(jì)量單位，也是國(guó)際制單位?？ㄅc焦耳見(jiàn)的換算按下式進(jìn)行：

1卡（20℃）=4.1816焦耳

1國(guó)際蒸汽卡=4.1868焦耳

1熱化學(xué)卡=4.1840焦耳三、能源的計(jì)量單位及其換算3.當(dāng)量單位不同能源的實(shí)物量是不能直接進(jìn)行比較的。由于各種能源都有一種共同的屬性，即含有能量，且在一定條件下都可以轉(zhuǎn)化為熱。為了方便對(duì)于各種能源實(shí)際含熱值與標(biāo)準(zhǔn)燃料熱值比，即能源拆算系數(shù)，計(jì)算出各種能源折算成標(biāo)準(zhǔn)燃料的數(shù)量。所選標(biāo)準(zhǔn)燃料的計(jì)量單位即為當(dāng)量單位。國(guó)際上習(xí)慣采用的標(biāo)準(zhǔn)燃料有兩種：一種是標(biāo)準(zhǔn)煤；另一種是標(biāo)準(zhǔn)油。

1）燃料熱值燃料燃燒都會(huì)釋放出一定數(shù)量的熱量，單位質(zhì)量（指固體或液體）或單位體積（指氣體）的燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度（一般為環(huán)境溫度）時(shí)所釋放出來(lái)的熱量就是燃料熱值，也叫燃料發(fā)熱量。三、能源的計(jì)量單位及其換算

燃料燃燒有高位熱值和低位熱值兩種。高位熱值是指燃料完全燃燒，且燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣凝結(jié)成水時(shí)的發(fā)熱量，其數(shù)值由測(cè)量獲得。低位熱值是指燃料完全燃燒，燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣仍以氣態(tài)存在時(shí)的發(fā)熱量，它等于從高位熱值中扣除水蒸氣凝結(jié)熱后的熱量，其值由計(jì)算獲得：Qdw=Qgw-γWH20

式中Qdw，Qgw——分別為燃料的低位與高位熱值，KJ/KG；

γ——水蒸氣凝結(jié)熱，KJ/KG；

WH20——燃料燃燒產(chǎn)物中的水蒸氣含量，KJ/KG。由于燃料大都用于燃燒，各種爐窯的排煙溫度均超過(guò)水蒸氣的凝結(jié)溫度，不可能使水蒸氣的凝結(jié)熱釋放出來(lái)，所以在能源利用中一般都以燃料的應(yīng)用基（即實(shí)際所應(yīng)用的燃料）低位熱值作為計(jì)算依據(jù)。三、能源的計(jì)量單位及其換算2）當(dāng)量熱值與等價(jià)熱值當(dāng)量熱值是指某種能源本身所含的熱值。具有一定品味的某種能源，其當(dāng)量熱值是固定不變的，如汽油的當(dāng)量熱值是42054KJ/Kg，電的當(dāng)量熱值即是電本身的熱功當(dāng)量3600KJ/Kg。等價(jià)熱值是指為了獲得一個(gè)度量單位的某種二次能源（如汽油、柴油、電力、蒸汽等）或耗能工質(zhì)（如壓縮空氣、氧氣、各種水等）所消耗的以熱值表示的一次能源量。耗能工質(zhì)是指生產(chǎn)過(guò)程中所消耗的，不作原料使用，也不進(jìn)入產(chǎn)品，制取時(shí)又需要消耗能源的工作介質(zhì)。只有作為能量形式使用的耗能工質(zhì)才具有等價(jià)熱值和當(dāng)量熱值。由于等價(jià)熱值，實(shí)質(zhì)上是除當(dāng)量熱值外，加上了能源轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損失，因此等價(jià)熱值是個(gè)變動(dòng)值，它與能源加工轉(zhuǎn)換技術(shù)有關(guān)。隨著技術(shù)水平的不斷提高，等價(jià)熱值會(huì)不斷降低，而趨向于二次能源所具有的能量。等價(jià)熱值可由下面的計(jì)算公式求得：

等價(jià)熱值=當(dāng)量熱值/轉(zhuǎn)化效率

三、能源的計(jì)量單位及其換算3）標(biāo)準(zhǔn)油與標(biāo)準(zhǔn)煤我國(guó)的GB2598-1990《綜合能耗計(jì)算通則》規(guī)定，應(yīng)用基低（位）發(fā)熱量等級(jí)29.3073MJ（兆焦）的燃料，稱(chēng)為1KG（千克）標(biāo)準(zhǔn)煤。標(biāo)準(zhǔn)煤與標(biāo)準(zhǔn)油一樣，到目前為止國(guó)際上也沒(méi)有公認(rèn)的油當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)采用的油當(dāng)量（標(biāo)準(zhǔn)油）熱值為41.87MJ/Kg（10000kcal/kg）。能量轉(zhuǎn)換關(guān)系表能源名稱(chēng)

平均低位發(fā)熱量折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)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液化石油氣47472kJ/kg1.7143煉廠干氣46055kJ/kg1.5714四、節(jié)能統(tǒng)計(jì)能源消耗統(tǒng)計(jì)，是對(duì)報(bào)告期內(nèi)企業(yè)實(shí)際所消耗的各種能源（包括一次能源和二次能源）實(shí)物的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和折算合計(jì)的過(guò)程。各種綜合能源消耗量計(jì)算通式：式中E——綜合能耗，t（標(biāo)準(zhǔn)煤）EGi——第i種購(gòu)入能源的消耗量，實(shí)物單位；

ρi——第i種購(gòu)入能源的折標(biāo)煤系數(shù)；n——能源實(shí)物種類(lèi)數(shù)；

ECj，EZj——第j種自產(chǎn)二次能源的產(chǎn)量和自用量，實(shí)物單位；m——自產(chǎn)二次能源實(shí)物種類(lèi)數(shù)。對(duì)于沒(méi)有外供自產(chǎn)二次能源的企業(yè)，只有公式等號(hào)右邊的第一部分。

五、節(jié)能技術(shù)

主要耗能設(shè)備節(jié)能

1.機(jī)（電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、抽油機(jī)、柴油機(jī)等）節(jié)能途徑

2.泵（水泵、油泵等）節(jié)能途徑

3.爐（加熱爐、鍋爐等）節(jié)能途徑五、節(jié)能技術(shù)1.電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的損耗：包括銅損耗、鐵損耗、機(jī)械損耗和附加損耗。在正常的工作范圍內(nèi)鐵損耗、機(jī)械損耗基本不變，為不變（恒定）損耗；銅損耗與電流的平方成正比，變化較大，稱(chēng)可變損耗。三相異步電動(dòng)機(jī)的效率：P2ΣPη=------=1------------P1P1+ΣP式中：η為電動(dòng)機(jī)效率，P1為輸入功率，P2為輸出功率，ΣP為各項(xiàng)損耗之和。當(dāng)可變損耗等于不變損耗時(shí)，電動(dòng)機(jī)的效率達(dá)到最大，對(duì)中小型異步電動(dòng)機(jī)輸出功率為額定功率的75％時(shí)效率最高。一般來(lái)說(shuō)電動(dòng)機(jī)容量越大，效率越高。選用電動(dòng)機(jī)時(shí)功率要匹配，要選用高效的電動(dòng)機(jī)。五、節(jié)能技術(shù)2.離心泵（水泵、油泵等）泵的主要參數(shù)是排量、壓力、效率。泵效率應(yīng)符合GB19762-2007《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》要求，按“三元流動(dòng)”理論設(shè)計(jì)的泵比一般的泵效約高3％。泵排量、壓力按工藝要求選型，當(dāng)泵實(shí)際運(yùn)行流量與壓力低于其額定值時(shí)，可用切削葉輪外徑的方法實(shí)現(xiàn)匹配；當(dāng)離心泵的實(shí)際運(yùn)行流量和揚(yáng)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其額定值時(shí)，可采用抽級(jí)改造法，拆掉多余揚(yáng)程的葉輪；對(duì)流量變化的情況可通過(guò)大小泵搭配和調(diào)速的方法了減少或消除用閥門(mén)調(diào)節(jié)所造成的損失。離心泵流量調(diào)節(jié)控制開(kāi)泵臺(tái)數(shù)；調(diào)節(jié)泵出口閥開(kāi)度；調(diào)整泵轉(zhuǎn)速流量Q、揚(yáng)程H、功率N與轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系：Q/Q1=n/n1H/H1=(n/n1)2N/N1=(n/n1)3通過(guò)調(diào)速，消除節(jié)流損失五、節(jié)能技術(shù)3.加熱爐熱損失①排煙熱損失：加熱爐運(yùn)行中排煙所帶走的熱量損失。過(guò)?？諝庀禂?shù)和排煙溫度是影響排煙熱損失的主要因素。為保證燃料完全燃燒，必須供給比理論所需更多的空氣，實(shí)際空氣量與理論空氣量之比為過(guò)?？諝庀禂?shù)。加熱爐負(fù)荷率在70－100％時(shí)，最佳過(guò)?？諝庀禂?shù)，重油為0.05-0.15、天然氣為1.1-1.2。降低排煙溫度可減少熱量損失，但不能低于煙氣露點(diǎn)溫度，以防產(chǎn)生腐蝕（由于煙氣中含有酸性氣體，如二氧化硫、三氧化硫和氮氧化物和水蒸氣，尤其在采用高硫燃料時(shí)，煙氣露點(diǎn)溫度較高，可達(dá)150℃）。②氣體不完全燃燒熱損失：由于一部分一氧化碳、氫、甲烷等可燃?xì)怏w隨煙氣排出所造成的損失。引起氣體不完全燃燒熱損失的主要原因有：燃燒過(guò)程中的過(guò)?？諝獠蛔?，空氣與可燃?xì)怏w混合不充分，爐膛溫度過(guò)低，爐膛容積不適合。四、節(jié)能技術(shù)③固體不完全燃燒熱損失：進(jìn)入爐膛的燃料中有一部分沒(méi)有參與燃燒而被排出爐外所造成的損失。固體不完全燃燒熱損失主要存在于燃煤鍋爐中，影響因素主要有燃料特性、燃燒方式、爐膛結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況。④散熱損失：爐體表面溫度高于周?chē)h(huán)境溫度，將熱量散失于環(huán)境中所形成的熱損失。散熱損失與爐子的散熱表面積、爐子熱負(fù)荷、爐子保溫狀況以及環(huán)境等因素有關(guān)。爐子在低負(fù)荷下運(yùn)行是不宜的。由于爐子在運(yùn)行中的總散熱量基本是不變的，因而爐子的相對(duì)散熱損失將隨其負(fù)荷的降低而增加。爐體表明溫度要求不高于50℃。五、節(jié)能技術(shù)加熱爐節(jié)能技術(shù)①改善爐子燃燒改善爐子燃燒節(jié)能技術(shù)包括高效燃燒器、燃燒控制技術(shù)、燃料添加劑及燃料磁化技術(shù)等，主要是使?fàn)t子燃燒過(guò)程更完全、充分，應(yīng)盡量減少過(guò)剩空氣。②加強(qiáng)保溫加強(qiáng)保溫節(jié)能技術(shù)主要是采用新型高效保溫材料，提高爐體保溫效果，減少散熱損失。這類(lèi)新型高效保溫材料有硅酸鹽復(fù)合保溫材料、有機(jī)泡沫保溫材料等。這些新型保溫材料具有重量輕、耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)小、熱容小、保溫絕緣性好、化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。③減少排煙損失減少排煙損失節(jié)能技術(shù)是指采用熱管加熱爐、熱管換熱器等節(jié)能技術(shù)。這些技術(shù)可以強(qiáng)化傳熱過(guò)程，預(yù)熱燃燒用空氣，充分利用煙氣余熱，提高爐子熱效率。術(shù)語(yǔ)1）能源energysources能源指產(chǎn)生各種能量