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1、中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining & Technologyq系统由多个元素有机结合成的能够执行特 定功能，达到特定目的一个整体 。 q系统大致可以分成三类：自然系统、人工系统 、自然手统和人工系统的复合系统。 q自然系统是由自然界中本身就存在的物体（如 星球、江河、生物等）构成，并且按照其本来 的客观规律运动和演变。人工系统则是由人类 创造或者改造的物体、设施、工程等组成，如 供热系统输电系统等。随着人类活动领域的 扩大和人类科学技术的发展，许多自然系统被 局部改造为人工系
2、统，从而成为复合系统 第五章 能源系统工程第一节 概述基本概念中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining & Technologyq系统工程就是从整体的观点出发来分析各类系 统的内部关系及其发展规律。 q系统工程的理论基础有两大类： 一是反映各种系统内在规律的专业理 论； 二是反映组织管理客观规律的科学理 论，主要是运筹学、信息学、控制论，系 统论和计算机科学等。 第五章 能源系统工程第一节 概述基本概念中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining &
3、 TechnologyChina University of Mining & Technologyq能源系统工程的研究对象是能源系统。能源系 统包括能源勘探、开发、生产、加工、转换、 运输、分配、储备、使用及环境保护等各个环 节。 q能源系统就是典型的复合系统，它不但涉及各 种自然的能源资源（比如煤、石油、风力、太 阳能、潮汐等）。还包括了大量的人类活动（ 如能源的开采、加工、输运、转换和利用等） 以及这些活动对自然环境的影响。 第五章 能源系统工程第一节 概述基本概念中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina Unive
4、rsity of Mining & Technologyq由于能源系统所包含的能源工业部门资本密集 度高，在国民经济投资中能源系统的投资占到 很大比重。同时，由于重大能源项目的建设周 期长，服役期长，能源系统又是一个大时间常 数的惯性系统。这些就使得能源系统的改造和 发展非常困难，任何关于能源的决策都会给整 个国民经济系统带来重大和长远的影响，这就 要求人们首先对能源系统进行战略性的长期动 态分析。 第五章 能源系统工程第一节 概述基本概念中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining
5、& Technologyq能源系统工程可以对世界、国家、地区、企业 等能源系统进行预测、分析、规划、管理、评 价等，具体说来，可以解决以下各种问题。 q能源需求预测 采用能源系统工程中的不同方法，按照历 史统计数据、人口发展趋势、国民经济发展速 度，生活水平提高程度，可以对全世界、世界 上某一个地区、国家、省市作出一定期间内的 需求预测，预测的时间可以是今后几年、十几 年、几十年等。第五章 能源系统工程第一节 概述能源系统工程的任务中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining & Te
6、chnologyq能源供应预测 能源供应预测就是在现有的资源条件和现有的 能源技术条件下，预计在一定时间内可以供应的 各种能源总量及其年增长率。 q能源发展规划 为解决能源与国家的经济发展这个问题，运用 能源系统工程的方法做好能源规划工作，对可能 采取的能源开发总方针和可能实现的总目标作分 析，同时对各种能源工业的建设规模、投资分配 、发展速度作出明确的规定，研究和制定一个国 家或地区的能源发展规划，常需要建立一个相关 的国家或地区的能源模型以作为研究基础。 第五章 能源系统工程第一节 概述能源系统工程的任务中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & Te
7、chnologyChina University of Mining & Technologyq能源的合理分配和使用 长期以来我国在能源规划、计划、分配和统计 中，往往忽视农村能源。能源的规划、计划、分 配和统计中主要研究的也是商品能源，这种重城 市、轻农村；重工业、轻农业；重生产，轻生活 的能源分配方式造成了能源分配的严重不合理和 能源的浪费。运用系统工程的方法，就可以找出 较好的解决方案，从根本上解决上述问题。 第五章 能源系统工程第一节 概述能源系统工程的任务中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina Universi
8、ty of Mining & Technologyq能流分析 能流分析是通过能流图分析能源进入系统扣除 各个环节损耗后，各能源流的方向、大小以及分布 情况，并在此基础上进行满足某一特定目标的优化 处理。 q能源、经济和环境的大系统分析能源系统工程将能源、经济、环境作为一个整 体来进行分析研究，既研究能源对经济发展的制约 作用以及能源对环境的负面影响，又同时研究在可 持续发展的总目标下，使能源工程更好地为经济的 持续发展服务，使能源对环境的污染得到及时治理 ，从而协调能源、经济、环境三者之间的关系。 第五章 能源系统工程第一节 概述能源系统工程的任务中国矿业大学中国矿业大学China Unive
9、rsity of Mining & TechnologyChina University of Mining & Technology能量平衡法 q热平衡能量平衡中最重要的是热平衡，因为热 是能量利用中的主要形式。但热平衡只是能量 平衡的初步阶段，随着管理水平和技术水平的 提高，将逐步过渡到包括动力，照明等在内的 全部能量平衡。同时，还将从单纯的数量平衡 逐步发展到既考虑质量又考虑数量平衡。第五章 能源系统工程第二节 能源系统的基本方法能量分析方法中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Min
10、ing & Technologyq企业热平衡的内容和方法 企业热平衡是以车间或企业为对象，研究 其能量的收支、有效热和损失热间的平衡关系 ，运用系统综合方法，用统计、计算、测量和 分析等手段，通过能耗、设备热效率、能源利 用率和余热回收等指标来分析企业耗能状况和 用能水平，从而企业热平衡有两种：统计计算法和测算结 合法找出能源利用中的问题和浪费的根源 。第五章 能源系统工程第二节 能源系统的基本方法能量分析方法中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining & Technology净能量
11、分析法 净能量是指一个能源系统（能源转换系 统或设备）在它整个服务年限内提供消费的能 量（即其输出能量）与建造、运行该系统所需 直接和间接消费的能量的差额。净能量分析就 是分析个能量转换系统的净能量额，从而可 以计算该系统的净能量产额，以及回收所投入 能量的年限。 第五章 能源系统工程第二节 能源系统的基本方法能量分析方法中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining & Technology的分析 q能量平衡和净能量分析都是能量分析中只研究 能量中的量的问题，而没有深入到能量中的质 的
12、问题。特别是热能，如果不从能量的质的方 面来分析问题，就会得出错误的结论。 q例如把lkg，0的冰和1kg，100的水混合， 就得到2kg，10的水。这好象意味着1kg， 0的冰和1kg，100的水的混合液与2kg， l0的水有等量的能量。如果就此得出结论： “100水和冰的混合液与10的水具有相同的 能量价值”，那就是违反常识的结论。第五章 能源系统工程第二节 能源系统的基本方法能量分析方法中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining & Technologyq因为在制冰和烧开水时必
13、须消耗能量，而10 左右的水是比较容易取得的。因此，从正常的 概念来理解，这两种物质的能量价值应当是不 相等的。 q如果要比较这两种物质的能量价值，是否可比 较它们的制造成本，或者比较它们在制造时必 须从外界投入的能量耗费更显得合理呢?的确 是这样，从工程科学的观点来看，最易理解的 定量比较方法是根据热能所产生的“最大功”来 评比。热力学第二定律指出，热转换为功的能 力有一定限制，其中有一部分是不可能转变的 。由此，可把“作功能力”定义。第五章 能源系统工程第二节 能源系统的基本方法能量分析方法中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & Technolog
14、yChina University of Mining & Technologyq可按不同情况用不同算式计算。 机械能和电能 全部是。 热力系 热力系的作功能力受到环境参 数（T0，P0环境温度和压力）限制。热 力系统从初始状态可逆地变到与环境相平衡 的状态所能完成的功，即为热力系的“作功 能力”，或。 燃料的化学常规燃料化学ei的工程近似计 算方法如下：第五章 能源系统工程第二节 能源系统的基本方法能量分析方法中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining & Technologyq概
15、述投人产出分折中的投入，是指生产过程中 投入的劳动对象，劳动资料和活劳动的数量，产 出是指产品的分配使用方向及其数量。 投人产出分析首先将各部门的投人和产出 编制成一张棋盘式的投入产出表，然后利用这一 模型以及炬阵运算和计算机算法来综合的分析和 考察国民经济各部门在产品的生产和消耗之间的 综合平衡。投入产出分析方法也能够对未来进行 预测，还能够对经济结构、经济效益、经济政策 和商品价格等问题进行综合分析。 第五章 能源系统工程第二节 能源系统的基本方法能量投入与产出分析中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina Univer
16、sity of Mining & Technologyq投入产出表 概念列昂杰夫解释说：“一个表扼要地概括一 个经济系统中所有部门各种投入的来源和所有 各类产出的去向，这个表就叫做投入产出表。 ”投人产出表的形式有很多，可以分成以下 几类：按照不同的目的可以分成投入产出报告 表、投入产出计划表；第五章 能源系统工程第二节 能源系统的基本方法能量投入与产出分析中国矿业大学中国矿业大学China University of Mining & TechnologyChina University of Mining & Technology按照表中数据的计量单位，可以分成实 物形态投入产出表、价值形态投入产出表；按照表中所反映的经济内容，可以分成 产品投入产出表、劳动投入产出表、固定资产 投入产出表、能源投入产出表等。 消耗系数根据投入产出表的平衡关系建立的数学模 型称为投入产出模型，依据平衡关系表的横行 和纵行，可以分别建立行模型和列
