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1、第六章 节能,第一节 节能概论,节 能,节约能源消费，即从能源生产开始，一直到最终消费为止，在开采、运输、加工、转换、使用等各个环节上都要减少损失和浪费，提高其有效利用程度。,通过合理利用、科学管理、技术进步和经济结构合理化等途径，以最少的能耗取得最大的经济效益。,能源的角度,经济的角度,一、节能基本概念,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，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源。,什么是节能？,（我国节能法）,由于能源问题日益突出，不仅是中国，就世界范围而言，节能已经成为解决当代能源问题的一个公认的重要途径。有科学家把“节能”
2、称之为开发“第五大能源”。,节约能源就是节省资源,每一样物资或物品，在其探采、制造及运送过程当中，几乎没有一样不需要使用能源来完成。如果将一张纸双面加以利用，则间接省下制造这张纸所需的木材砍伐、纸浆研磨、干燥、剪裁、运输，甚至印刷等过程所消耗的能源。以此类推，节省任何资源，都能达到节约能源的目的。,正确理解节能,节约能源并不等于不用能源,要看是否能有效利用，能源或提高能源生产力而定。例如，日本所使用的能源数量约为我国的十倍，但他们能使每一单位的能源创造更多的附加价值或国内生产毛额，这些耗用的能源就不是浪费了。换句说，该用的还是要用，不该用的就不要浪费，另外降低产品不良率也是节约能源。,移转尖峰
3、用电也是节约能源,如果大家都集中在夏季尖峰时段大量用电，电力供应很容易就呈现不足，限电及断电的可能性就升，高不但影响产能及经济发展，也给人民生活不便。将白天的移转到晚上来，例如：利用储冰式或非电力空调系统；夏天的移转到冬天来用电，例如：工厂夏季停机维修。,可减轻缺电的困扰,提高耗能产品效率，就是间接节约能源,节约能源不仅止于自已使用的能源，也包括影响到别人将使用的能源。例如：制造厂商如果能制造省能源的电器产品，消费者就能亳不费力的达到节约能源的效果。,节能从广义上讲就是要降低能源消费系数，使实现同样的国民经济产值所稍耗的能源量最少。,直接节能间接节能,技术节能 工艺节能,结构节能,（1/3）（
4、2/3）,节能分类,节能,直接节能:提高能量利用率，降低单位产品或产值的能源消耗量。技术节能：提高用能设备的能源利用效率，直接减小能耗值。工艺节能：采用新工艺以降低某产品的有效能耗。间接节能:调整工业、企业、产品结构，在生产中减少原材料酌消耗，提高产品质量等，从而减少能源消费量，称为,间接节能,调整工业结构 合理布局工业 合理使用能源 多种能源互补，综合利用 进行企业改造、设备更新及工业改革 改善企业的能源管理,二、我国节约能源法,1997年11月1日第八届全国人民代表大会常务委员会第二十八次会议通过。1997年11月1日中华人民共和国主席令第九十号公布。自1998年1月1日起施行。,节约能源
5、法共6章50条，包括：总则节能管理合理使用能源节能技术进步法律责任附则该法明确了我国发展节能事业的方针和重要原则，确立了合理用能评价、节能产品标识、节能标准与能耗限额、淘汰落后高耗能产品、重点用能单位管理、节能监督和检查等一系列法律制度。,指出：节能是国家发展经济的一项长远战略方针，重申了能源节约与能源开发并举，把能源节约放在首位的能源政策。固定资产投资工程项目的可行性研究报告，应当包含合理用能的专题论证，达不到合理用能标准和节能设计规范要求的项目，依法审批机关不得批准建设；项目建成后达不到合理用能标准和节能设计规范的，不予验收。,把固定资产投资项目的经济效益与环境保护、合理用能统一起来特使国
6、家的经济建设、环境保护、能源利用协调发展。国家鼓励开发、利用新能源和再生能源，并支持节能科学技术的研究和推广。,修改现行节约能源法已迫在眉睫,指导思想沿袭的是计划经济的思路，没有形成符合市场经济要求的强制与激励相结合的机制，也忽略了市场机制指导下政府的定位问题。,三、能源利用的效率,能源利用效率是指能源中具有的能量被有效利用的程度。通常以表示，计算公式：,衡量能量利用技术水平和经济性,1.按产品能耗计算法对一个国家或一个地区可能生产多种产品，对主要的耗能产品，如电力、化肥、水泥、钢铁、炼油、制碱等，按单位产品的有效利用能量和综合供给能量加权平均，即可求得总的能源利用效率t即：,Gi 某项产品的
7、产量； Eoi该项产品的有效利用能量； Ei该项产品的综合供给能量(综合能耗量),2按部门能耗计算法将国家或地区所消耗的一次能源，按发电、工业、运输、商业和民用四大部门，分别按技术资料及统计资料，计算各部门的有效利用能量和损失能量，求得部门的能量利用效率d，然后再求得全国或地区的总的能源利用效率t，即,3按能量使用的用途计算法一次能源在国民经济各部门使用，除了少数作为原料外，绝大部分是作为燃料使用。其中一类是直接燃烧；另一类转换为二次能源后再使用。因此按用途计算时可分为：发电、锅炉、炉窑、蒸汽动力、内燃动力、炊事、采暖等。先求得某项用途的p，然后再将各种用途的P相加平均，即可求得总的能量利用效
8、率t。,4按能量开发到利用的计算法把能源从开采、加工、转换、运输、贮存到最终使用，分为四个过程，分别计算出各个过程的效率，然后相乘求得总的能源利用率，即：,我国能源利用效率低，节能潜力巨大。与发达国家相比，我国的能源利用效率很低，每单位能源消耗生产的GDP，仅相当于发达国家的1/4左右。例如，我国的能源消费总量为日本的1.7倍，但GDP总量仅相当于日本的28%。,随着科学技术的进步，节能技术措施和方法越来越多。但应指出的是，无论哪一种方法，不仅受热力学基本定律的制约，还要受经济性的限制。谁也不可能无休止地去追求高效率，而不考虑经济效果。节能本身不是最终的目标，不能为节能而节能，节能的最终目的是
9、为了取得最佳的经济效果。因此，采用任何一项节能措施，都必须考虑它的经济合理性。,四、节能经济评价,技术经济问题不外乎有两大类：第一类为是否符合国家规定。这不但有技术指标和经济指标，而且还有社会效益问题，比如环保等第二类为方案选择问题。也就是说，满足第一类的方案很多，怎样进行筛选。其先决条件为：是满足需要，二是方案的可靠性。在满足这两个基本条件的各种方案中进行选择，最后找出最佳方案。,1.节能经济评价中考虑的主要因素,投资费 成本费 设备使用年限 资金的利率,2.评价标准,目前，对节能措施进行技术经济分析和评价还没有一个统的方法和指标，最常用的主要指标包括：投资指标成本指标盈利指标,（1）投资指
10、标投资是指实现某一节能方案所需的一次性支出资金，包括固定资产和流动资金。,设备投资额 厂房投资,（2）成本指标即节约单位能源所需的费用，它是指生产过程中所消耗的以货币形式表现出来的工人工资、原材料耗费、维护管理和固定资产折旧等费用的总额。（3）盈利指标主要抬单位投资的盈利和成本利润率指标。,建设速度和发挥效益时间方面的指标如实施工期和服务年限等指标。物资及资源消耗方面的指标指节约单位能源所消耗的原料、材料等。能源节约率和能源利用率指标指节能措施实施后，能源利用合理性和技术水平提高的程度。,3.经济评价方法,投资回收年限法服务期内经济效益的计算方法,（1）投资回收年限法这种方法主要考虑节能技术投
11、资和收益两个方面的因素。投资回收年限，就是用每年由于实现该节能措施所得到的净利润来回收总投资所需要的年数。（2）服务期内经济效益的计算方法服务期（使用寿命）内的经济效益，是指将其寿命期内的净收益相加，累计净收益大者为最佳。,第二节 节约热能,一、热能的主要用途,除家用炊事和采暖外，热能主要用于工业企业。工业企业有不同的类型，各种企业的生产过程又多种多样，但从使用热能的目的来看，热能主要用于以下三方面：,发电和拖动工艺过程加热采暖和空调,二、余热的回收和应用,节约热能的一个很重要的方面就是回收和利用余热。余热属二次能源，是一次能源（煤炭、石油、天然气）和可燃化石原料转换后的产物，也是燃料燃烧过程
12、中所发出的热量在完成某一工艺过程后所剩余的热量。这种热量若直接排放到大气或河流中去，不但会造成大量的热损失，而且还会对环境产生污染。,1余热资源工业企业有着丰富的余热资源，从广义上讲，凡是温度比环境温度高的排气和待冷物料所包含的热量都属于余热。具体而言，可以将余热分为以下六大类： 高温烟气余热 可燃废气、废液、废料的余热 高温产品和炉渣的余热 冷却介质的余热 化学反应余热 废汽、废水的余热,2.余热利用的途径余热利用的途径主要有三方面： 热的直接利用 发电 综合利用,预热空气，它是利用高温烟道排气，通过高温换热器来加热进入锅炉和工业炉窑的空气。干燥，即利用各种工业生产过程中的排气来干燥加工的材
13、料和部件。生产热水和蒸汽，它主要是利用中低温的余热生产热水和低压蒸汽，以供应生产工艺和生活方面的需要。制冷，它是利用低温余热通过吸收式制冷系统来达到制冷或空调的目的。,热的直接利用,利用余热锅炉产生蒸汽，推动汽轮发电机组发电。以高温余热作为燃气轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。如余热温度较低，可利用低沸点工质，如正丁烷，来达到发电的目的。,余热发电,根据工业余热温度的高低，采用不同的利用方法，以达到“热尽其用”的目的，如：高温余热发电，汽轮机排汽供热；利用高温高压废气组成燃气蒸汽联合循环。,余热的综合利用,三、热能节约中的新设备,1.热泵一种热量提升装置，其作用是从周围环境中吸取热量，并把它
14、传递给被加热的对象（温度较高的物体），工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。,组成,原理热力循环过程：蒸发（吸取环境中的热量）压缩冷凝（放出热量）节流再蒸发。应用民用节约电能、节约燃料,2.热管,工作原理热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端。当热管一段受热时，毛细管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，并且释放出热量，,重新凝结成液体。液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段，,热管应用应用于工业锅炉中，能大幅度提高热效率、节约能源、降低生产成本；应用于电子电器工程中，能提升工作元件的工作性能，增强稳定性，提高系统运行的可靠性，达到紧凑性、
15、可靠性、灵活性和高散热效率的效果；应用于太阳能、核电工程、航天飞行技术、化工及石化建材、轻纺等行业。,第三节 节约用电,一、电能概述,电能的特点是发电、传输、用电都在同时发生。如果发电机远行中，用电负荷过少，则整个系统的效率就要降低，造成浪费；负荷过大发电机又难以胜任甚至造成损坏。电能既是一种高价能源，又是技术要求严格的能源，使用中应十分珍惜，并杜绝浪费。,1.5kg电炉钢 4kg生铁 45kg煤 25kg原油 10kg水泥 11m棉布 1kg新闻纸,节电实际上就等于增产。,1kwh电,可以生产,节电是手段，不是目的。 不能因为节省了电能、降低了单位电耗而增加了其他能源的消耗； 不能影响产品的
16、质量、产量和成本； 不能使环境质量下降； 还要保证节电设备的投资费用能够在短时间内收回来。,二、节约电能途径,提高发电效率输配电节电电动机节电电热和电炉类设备的节电照明节电 家用电器及办公设备的节电,排汽热损失是发电过程中的最大损失。为此提高进入汽轮机蒸汽的压力和温度，采用抽汽回热循环和中间再热，大力发展燃气蒸汽联合循环等提高热力循环效率的措施实际上就是非常重要的节电措施。,1.提高发电效率,2.输配电节电输配电作为电站和用户之间的连接环节，不但关系到节电，还关系到供电的品质。影响电网内能量消耗的因素很多，如：用电量增加而个别电力网落后，系统之间的联络线和远距离输电增加；从电源至用电中心的平均输电压距离加大；无功功率补偿率降低；电网电压等级下降；在有负载下变压器和调压器没有得到充分利用等。,提高输电电压，发展远距离直流输电 提高供电电网电压 增设联络线 提高功率因数，减少无功电流的远距离输送,3.电动机节电,在全部发电量中，约有60为电动机所用。,4.电热和电炉类设备的节电,
