能源计量管理讲义

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1、能源计量管理 黑龙江省计量检定测试院 薛天龙 TEL:0451-82304674 13766890797 E-mail: 网址：,前言: 节约能源法第二十七条规定：“用能单位应当加强能源计量管理，按照规定配备和使用经依法检定合格的能源计量器具。用能单位应当建立能源消费统计和能源利用状况分析制度，对各类能源的消费实行分类计量和统计，并确保能源消费统计数据真实、完整。”,能源计量是能源管理的一项非常重要的基础工作，是开展节能量化管理的前提。用能单位能源计量器具配备和管理通则（GB171672006）（以下简称通则）规定了用能单位能源计量器具配备和管理的基本要求，适用于企业、事业单位、行政机关、社会

2、团体等独立核算的用能单位，有利于科学定量地管理能源生产、输运、消耗全过程，真正做到“能源数据来源于能源计量仪表，能源管理依靠计量数据”，从而达到节约能源的目的。可以说能源计量管理就是科学合理配备和使用能源计量器具，通过建立符合要求的机构、人员队伍、管理制度，按期开展计量检定，校准，保障仪器仪表处于良好和准确的状态，保证安全运行、从而准确、完整、及时地获得各种有关能源数据。,第一章 术语和定义,计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。 测量：通过实验获得并合理赋予某量一个或多个量值的过程。 计量的范畴：计量学包括科学计量、法制计量及工业计量，能源计量属于工业计量类。 能源计量：能源计量是为了确定

3、用能对象的能源利用完善程度而对能源及与其相关量的计量。是指在能源流程中，对各个环节的数量、质量、性能参数进行检测、度量和计算。 用能对象：指的是系统、设备、过程，甚至是微元；也可以是国家、地区、企业等行政区划或法人单位。,国际单位制（SI）：由国际计量大会（CGPM）批准采用的基于国际量制的单位，包括单位名称和符号、词头名称和符号及其使用规则。 测量仪器的检定：计量器具的检定，简称计量检定，查明和确认测量仪器符合法定要求的活动，它包括检查、加标记和/或出具检定证书。,第二章 能源计量概述,第一节 能源的定义 凡是能够产生能量的资源（包括热能、机械能、电能、光能、化学能等）均称能源。包括一次能源

4、和二次能源。 但是，通常只有在经济技术上合理并能够得到能量的资源才能称之为能源。 包括：天然矿物燃料（煤炭、石油、天然气等）；生物能（薪柴、秸杆等）；天然能（水力、风力、地热、潮汐能等）；核能以及上述能源的转换制品。,第二节 能源的分类 一、 按其形成和来源分类 天然矿物燃料 -煤炭、石油、天然气等； 生物能-薪柴、秸杆等； 天然能-水力、风力、地热、潮汐能等。 二、 按开发利用状况分类 常规能源 - 煤炭、石油、天然气、水能、生物能。 新能源 - 核能、地热、海洋能、太阳能、风能。,三、 按转换传递过程分类 1、一次能源 是指从自然界取得的未经任何加工、改变或转换的能源，如原煤、原油、天然气

5、、生物质能、水能、核能，以及太阳能、地热能、潮汐能等。 2、二次能源 也称“次级能源”或“人工能源”，是由一次能源通过加工或转换得到的其他种类或形式的能源，包括煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、重油、电力、蒸汽、热水等。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源都被称作二次能源。如在生产过程中的余热裕压，锅炉烟道排放的高温烟气，反应装置排放的可燃气体、蒸汽、热水，密闭反应器向外排放的有压流体等也属于二次能源。,3、载能工质 是指由于本身状态参数的变化而能够吸收或放出能量的介质，即介质是能量载体。如水、水蒸汽、压缩空气都是最重要的载能工质。 4、企业常用的能源种类如下表,第三节 能源的计量 按照能源

6、的计量方式，能源计量单位主要有三种方法表示：能源的实物量单位、能量计量单位、当量单位。 一、 能源的实物量单位 对固体能源采用质量单位，如煤炭的吨数（t），对气体能源采用体积单位，如天然气的立方米数（m3）；,二、能量的计量单位 1、焦耳（J） 定义为：1牛顿（N）的力作用于质点，使它沿力的方向移动1米（m）距离所做的功；或者用1安培（A）电流通过1欧姆（）电阻1秒钟（s）所消耗的电能。 这是具有专门名称的国际单位制导出单位，也是中华人民共和国法定计量单位规定的表示能、功和热量的基本单位。 2、千瓦时（kWh） 这是电量的计量单位。3.6106J等于1kWh。由于千瓦时单位较小，通常采用兆瓦时

7、（MWh）、万千瓦时（104kWh）、吉瓦时（GWh）、亿千瓦时（108kWh）、10亿千瓦时（TWh）。,3、卡（cal） 卡是热量单位，定义为1克（g）纯水在标准气压下，温度升高1摄氏度（）所需的热量。 我国现行热量单位卡有20卡、国际蒸汽表卡及热化学卡。 （1）20卡（cal20） 指1g纯水温度从19.5升高至20.5所需要的热量，与焦耳的换算方式关系为：1,（2）国际蒸汽表卡（cal IT） 在1956年伦敦第五届国际蒸汽特性大会上规定的热量单位，与焦耳的换算关系为：1 （3）热化学卡（cal t h） 1910年到1948年间，考虑到以往人们使用卡的习惯，继续保留卡的名称，人为地规

8、定了1卡等于多少焦耳，但不再与水的比热有关系，故称作热化学卡、“干”卡或规定卡，与焦耳的换算关系为：1,三、当量单位 由于能源具有两重属性，即质量和能量。因此，不同能源是不能直接比较的。但都有一个共同属性，即含有能量。且在一定条件下都可以转化为热。为了便于对各种能源进行计算、对比和分析，我们选定某种统一的标准燃料作为计算依据，然后通过各种燃料实际含热值与之比较，即为能源折标系数。计算出各种燃料折算成标准燃料的数量。所选燃料的计量单位即为当量单位。例如，吨标准煤。,四、能源的热值 1、燃料发热量 燃料燃烧会释放出一定数量的热量，单位质量（固体或液体）或单位体积（气体）的燃料完全燃烧、且燃烧产物冷

9、却到燃烧前的温度所放出的热量称为燃料的发热量或热值。 燃料热值有高位热值和低位热值两种。 高位发热量：燃料完全燃烧，且燃烧产物中的水蒸汽凝结成为水的反应热。 低位发热量：燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存在时的反应热。,当量热值：是指某种能源本身所含的热量。 等价热值：等价热值是指为了得到一个单位的二次能源或耗能工质实际要消耗的一次能源的热量。 1978年我国发电煤耗为0.429kgce/ kWh，其等价热值为：0.42929307kJ/ kWh； 2008年我国发电煤耗为0.349kgce/ kWh，其等价热值为：0.34929307kJ/ kWh； 2011年我国发电煤耗为0.33

10、5kgce/ kWh，其等价热值为：0.33529307kJ/ kWh。,2、燃料的化验分析： 为了使燃料以较高的效率进行燃烧，达到充分利用燃料的目的，有必要详细了解各种燃料中的成分和化学组成。而了解燃料中所含有的成分，必须对燃料进行化验分析。 （1）工业分析 （2）元素分析 （3）成分分析,3、燃料基准的含义 燃料所处的状态或者按需而规定的成分组合称为基准。为了使燃料分析结果具有可比性，为了进行燃料分类和其他应用的需要，就必须将燃料按一定基准来表示。最常用的有收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基四种基准。,4、燃料的不同基准极其应用 为了确切地反映的特性，不但要知道燃料的成分，还应当知道分

11、析燃料成分时所处的状态。 例如，同一种煤所处的状态不同时，分析所得的成分含量百分数是不同的。,5、不同燃料基准的换算,五、能源的折标 1、为什么要折标 （1）因为不同的计量单位是无法相加的。 （2）对能源而言，即使相同的计量单位也不能相加，这是因为不同的能源所含的热值不同。 （3）为了能够对不同的能源进行对比、汇总、分析，就需要规定一个标准值，作为各种能源的同度量标准。,2、能源标准量的种类 标准油： 1千克标准油（kg）=41868千焦（kJ）； 标准电： 1千瓦小时标准电（kWh）=3600千焦（kJ）； 标准煤： 1千克标准煤（kgce）=29307千焦（kJ）。,3、能源折算标准煤系数

12、 国家标准（GB2589-2008）规定，每千克标准煤的热值为29307千焦（即7000千卡），以此为基准，将各种能源换算成标准煤的比值称为折算标准煤系数。,六、折算标准煤时应注意的有关事项 1、企业在对每一种能源折标时，应对能源的低位发热量实测，然后才能据此进行折标。在无测试能力的情况下，方可采用参考值。 2、在使用折标系数折标准煤时，折算系数的计算单位与能源数量的计算单位一致。 3、在计算能源折标系数时，绝大多数的能源都按当量热值计算。,第三章 能源计量的必要性及在节能工作中的地位和作用,第一节 能源计量的必要性 一、落实国家节能工作要求。 二、企业自身发展的需要。,第二节 能源计量的地位

13、 能源统计、能源审计、节能监测、能源利用状况分析是企业能源管理和节能工作的基础，而能源计量是基础中的基础。如果企业没有合理配备能源计量器具，能源管理部门就难以获得准确可靠的能源计量数据，对企业的能源利用状况也就难以进行科学的统计和分析。从而无法为企业的能源管理和节能工作提供可靠、准确的指导方向，可能造成企业能源严重浪费，增加生产成本。由于企业能源的浪费，随之也会带来对环境的污染和破坏。,第三节 能源计量的作用 一、计量在国民经济中的重要作用 计量工作的中心作用是保证各种各样仪器仪表的准确性，从而获得准确可靠的数据。计量在国民经济发展中起到保障作用。“科技要发展，计量要先行”。 二、能源计量在企

14、业节能管理中的作用 1、计量在节能工作中具有导向作用 计量是节能的“眼睛”，根据计量反馈的信息，各级领导可以及时作出节能主攻方向的决策，在企业众多节能项目中,可选择其中一些关键性的项目，并在人力、物力、财力上给予积极的支持，对那些耗能大的关键部位、机台、进行节能技术改造，达到节能的目的，提高企业的经济效益。,2、计量在用能中具有调节作用 运用计量手段反馈的数据，使企业内部的车间、班组能量供需矛盾得以缓解，在能源紧缺的情况下，主管部门可根据数据把能源供向关键性的生产岗位，起到保重点，兼顾一般的作用，及时解决各车间、班组之间在用能上的各种矛盾。 3、准确的计量具有解决企业外部供能矛盾的作用 随着现

15、代化工业的发展和科学技术的进步，就要求计量做到准确，可靠。计量仪表不准确，将会使供需双方矛盾加深，继而对能源的使用造成了很大的浪费。因此，计量仪表的准确将对节能起到调节和终裁作用。,4、能源计量在节能中具有超前作用 根据计量数据的反馈，可在编制生产计划时超前编制能源计划，在下达生产任务时超前下达耗能指标，在安排工作时可超前对节能提出要求，严格按厂部、车间、班组三级能源计量考核；并根据生产任务与实际用能情况，进行全面的分析，使各级领导掌握耗能动态，超前制定节能措施。 5、计量在节能改造中具有提供可靠科学依据的作用 完善的计量器具配置，准确的计量，大量可靠数据的统计，可对项目在改造前做可行性分析提供依据。,6、计量具有激励广大职工节能积极性的作用 准确的计量器具，反馈数据最有说服力，能把各项节能制度及节能责任制真正落到实处。将节能指标层层分解落实到班组、机台及个人，以计量数据为准加以考核，从而调动广大职工的节能积极性。 7、计量在节能减排中的作用 企业的产品创新，需要计量测试技术为保障；新工艺、新技术的研究，需要计量测试技术的突破为前提。全面加强节能、节水、节地、节材和资源综合利用工作的前提需要有准确的计量。 没有计量，节能减排就没有了量化的依据；没有计量，节能减排的目标就无法真正实现。,