我国能源与利用概况,热工基础绪论,2,1.能源分类,3,【一次能源和二次能源】 一次能源是指自然界中以现成形式存在，不经任何改变或转换的天然能源资源，即从自然界直接取得并不改变其形态和品位的能源为原煤、原油、油页岩、天然气、核燃料、植物燃料、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等 二次能源是指为了满足生产工艺和生活的特定需要以及合理利用能源，将一次能源直接或间接加工转换产生的其它种类和形式的人工能源如由原煤加工产出的洗煤；由煤炭加工转换产出的焦炭，煤气；由原油加工产出的汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气等；由煤炭、石油、天然气转换产出的电力,1.能源分类,4,【再生能源和非再生能源】 再生能源是指在生态循环中能重复产生的自然资源，它能够循环使用，不断得到补充，具有天然的自我再生功能，可以源源不断地从自然界中得到补充如水力、潮汐、太阳辐射、风力、海洋能、草木燃料、地震、火山活动、地下热水、地热蒸汽、温泉、热岩层以及从有机物质及其废物中提取的燃料，如酒精、沼气等 非再生能源是指经过亿万年漫长地质年代形成，随着人类的不断开发利用而日益减少，终究要消耗殆尽，不能在短期内重复再生的能源。
如煤炭、原油、天然气、油页岩、核燃料等1.能源分类,5,【常规能源和新能源】 常规能源也称传统能源，是指以往利用多年，目前在科学技术条件已成熟，经济上比较合理，已被人类大规模生产和广泛使用的能源，如煤炭、原油、天然气、电、水能、柴草等 新能源是指人类新近才开发利用或正在研究开发的，今后可以广泛利用的能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能等1.能源分类,6,【煤炭】 煤炭是指原煤及煤炭加工品的统称不包括焦炭、下脚煤和石煤 煤炭的种类繁多，质量相差也悬殊，不同类型的煤有不同的用途为了合理利用煤炭，需把煤炭划分不同类别，煤炭的分类方法有：1）按其加工方法和质量规格可分为精煤、粒级煤、洗选煤、原煤、低质煤五大类；2）按其煤质构成划分可分为烟煤、无烟煤、焦煤、成型煤和动力配煤3）其用途划分可分为动力用煤、冶金用煤和化工用煤三大类1.能源分类,7,【石油】石油是从地下岩层中开采出的原油及经过加工提炼的石油制品的通称,它是一种可燃液体石油包括天然原油、人造原油及原油加工品石油主要用作燃料和工业原料1.能源分类,8,【天然气】 天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的可燃性气体主要成分是甲烷，约占85％～95％，还含有乙烷、丙烷和丁烷，是一种优质燃料和化工原料。
天然气包括气田气、油田气和煤田气根据气体成分，天然气可分为贫气(干气)、湿气(富气)贫气主要成分为甲烷(含90％～100％)，我国四川等地的天然气大都属于这种干气湿气往往与原油共生，这种天然气除主要成分是甲烷外，并含有少量乙烷、丙烷和丁烷乙烷、丙烷和丁烷在加大压力后，可变成液体状态，又称液化石油气 天然气在动力工业、民用燃料、工业用燃料、冶金、化工各方面都获得广泛的应用1.能源分类,9,【煤气】 煤气是由煤、焦炭、半焦等固体燃料与燃料油等液体燃料经干馏或气化等过程所得的可燃气体包括焦炉煤气、 高炉煤气、 发生炉煤气,1.能源分类,10,【电力】 电力是指发电机组进行能量转换产出的电能量，包括火力发电、水力发电、核能发电和其它动力能发电量(如地热能发电、太阳能发电、风力发电、潮汐能发电、生物质能发电以及余热余能发电等) 【热力】 热力是指可提供热源的热水和过热或饱和蒸汽包括工业锅炉、公用热电站和企业自备电站生产的外供蒸汽及使用单位的外购蒸汽；不包括企业自产自用的蒸汽和蒸发量2吨／时以下的采暖锅炉提供的热水和蒸汽1.能源分类,11,【水能】 水能是指水所具有的机械能量河水在重力的作用下，由高地流向低地，从而使其所具有的势能转换成动能。
水能量的大小是由河流的流量和落差所决定，河水流量大、落差大，所具有的能量就大水能是一种可再生能源，也是唯一得到大规模利用的可再生能源1.能源分类,12,【太阳能】 太阳能是指太阳辐射到地球表面上的能量太阳是离地球最近的一颗恒星，太阳表面温度达摄氏6000度左右，内部温度高达2000万度太阳每年辐射到地球的能量约13×1020千卡，相当于186万亿吨标准煤除原子能外，地球上几乎所有已知的能源都直接或间接地来自太阳能太阳能是地球上最主要的能量源泉，是一种可再生能源1.能源分类,13,【风能】 风能是指地球表面大量空气运动产生的动能由于地球表面和大气层各处不可能同时受到同量的太阳辐射，有的地方是白天，有的地方是黑夜，有的地方是炎热的夏季，有的地方是寒冷的冬季，这些造成了气压的不均衡，大气由气压高的地方向气压低的地方流动，于是就形成了风 但是风能特点是分散、间歇、多变、能量密度低，从而制约了风能的开发利用 目前风能利用形式主要是提水、发电、运输等我国华东沿海地区、东北地区的全年平均风速在3米／秒以上，而且有连续5个月的平均风速在6米／秒左右，这些地区的风能都有开采利用的价值1.能源分类,14,【地热能】 地热能是地球内部的热量释放到地表的能量。
地球内部包含着巨大的热量，地壳下是赤热的岩浆，地核的温度估计约5000℃ 地热资源在地下热储存的形式可分为蒸汽型、热水型、干热岩型、地压型和岩浆型 目前人类能够利用的地热资源主要是地下热水、地热蒸汽和热岩层，主要用于取暖、加热、医疗保健和发电1.能源分类,15,【水能】 水能是指水所具有的机械能量河水在重力的作用下，由高地流向低地，从而使其所具有的势能转换成动能水能量的大小是由河流的流量和落差所决定，河水流量大、落差大，所具有的能量就大水能是一种可再生能源，也是唯一得到大规模利用的可再生能源1.能源分类,16,【核能】 核能亦称原子能，是由原子核的链式反应能产生的能量它的来源有两种：一种是由重原子核裂变释放出来的；一种是由轻原子核聚变产生出来的由于原子核内的中子、质子相互结合非常紧密，所以核反应放出来的能量十分巨大，一般要比化学反应释放的能量大几百万倍1.能源分类,17,【余热】 余热是指工业企业生产过程中释放出来的可被利用的热能可能回收的余热种类有： 1) 高温废气余热如各种冶炼炉、加热炉、窑炉排出的烟气热等，有的高温烟气达到500℃以上 2) 高温产品及高温热渣液的物理热。
如炽热焦炭熄焦和金属冶炼、金属轧制过程散发的热量 3) 冷却介质余热为工业窑炉等构件冷却水的余热、电站冷却水等1.能源分类,18,4) 废气废水余热为燃气轮机排出的高温气体及各种高温炉体冷却水所带的物理热 5) 化学反应余热如合成氨生产中的交换气反应热，乙烯裂解产物急冷降温放出的热量等 6) 可燃废液和放散的可燃气体如纸浆墨液、转炉钢产生的一氧化碳等 余热利用是提高热效率、节约能源、减轻环境污染的一项重要措施余热利用的方式很多，既可以直接利用也可以通过余热锅炉利用余热产生蒸汽，推动热机做机械功或发电.,1.能源分类,19,【载能体】 载能体是指工业上用作传热媒介的物质例如，在加热过程中可利用载热体从热源收取热量、再传给被加热的物料常用的载能体有蒸汽、空气、烟道气、水、水溶液、汞、熔盐、熔融金属和某些有机物以及固态载能体如砂粒等 【耗能工质】在生产经营活动中需要消耗某些工作物质，生产这些工作物质时，需要消耗一定数量的能源，利用这些工作物质就等于间接地消耗能源从能量利用角度观察耗能工质可分两类：一类通常称为能量形式来使用(如压缩空气、电石、乙炔等)，另一类通常不用作为能量使用的耗能工质(如自来水、深井水和氧气等)。
这些工作物质的使用能够替代或减少其它能源的消耗，而这些工作物质不属于通常所指的能源之列例如，工业用水、压缩空气、电石、乙炔、氧气等等这些工作物质被称为耗能工质1.能源分类,20,1.1 能源的概念及其分类,21,2.能源计量和换算,【能量的单位：焦耳和卡】 焦耳是热、功、能的国际制单位我国已规定热、功、能的法定单位为焦耳焦耳的定义为：1牛顿的力(1牛顿＝1千克·米／秒)作用于质点，使其沿力的方向移动1米距离所作的功称为1焦耳在电学上，1安培电流在1欧姆电阻上，在1秒种内所消耗的电能称为 1焦耳 卡是以前的的热量单位卡的定义是：1克纯水在标准气压下温度升高1 ℃所需要的热量称为1卡22,我国目前有20℃卡，国际蒸气表卡，热化学卡20℃卡是指在标准气压下，1克纯水温度从19.5℃升高至20．5℃所需要的热量国际蒸汽表卡是指15℃卡，概念同20℃卡，由于它是在1956年伦敦第五届国际蒸汽大会上确定的，所以叫国际蒸汽表卡目前，统计上规定的卡与焦耳的换算，是按照国家标准GB2589—81附录第一条确定的，即“燃料发热量所用卡系指20℃卡 20℃卡=4．1816焦耳 国际蒸汽卡＝4．1868焦耳,2.能源计量和换算,23,【燃料热值】 燃料热值也叫燃料发热量，是指单位质量 (指固体或液体)或单位的体积(指气体)的燃料完全燃烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度(一般为环境温度)对所释放出来的热量。
单位是：千卡／千克或千焦耳／千克；或者：千卡／标准立方米或千焦耳／标准立方米 燃料热值有高位热值与低位热值两种高位热值是指燃料在完全燃烧时释放出来的全部热量，即在燃烧生成物中的水蒸汽凝结成水时的发热量 低位热值是指燃料完全燃烧，其燃烧产物中的水蒸汽以气态存在时的发热量2.能源计量和换算,24,【标准燃料】 标准燃料是计算能源总量时采用的一种统一计算单位在能源使用中主要利用它的热能，因此，习惯上都采用热量来做为能源的共同换算标准由于煤、油、气等各种燃料质量不同，所含热值不同，为了便于对各种能源进行计算、对比和分析，必须统一折合成标准燃料标准燃料可分为标准煤、标准油、标准气等国际上一般采用标准煤、标准油指标较多世界各国都按本国的用能特点确定自己的能源标准量一些经济发达国家以用油为主，采用标准油；西欧有些国家以用电力为主，采用标准电；我国以煤为主，采用标准煤为计算基准，即将各种能源按其发热量折算为标准煤2.能源计量和换算,25,【标准煤】 标准煤亦称煤当量，具有统一的热值标准我国规定每千克标准煤的热值为7000千卡（29270kJ/kg）将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为7000千卡的标准煤。
2.能源计量和换算,我国采用标准煤为计算基准，将各种能源按其发热量折算为标准煤 我国规定每千克标准煤的热值为29270kJ（7000千卡）将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为7000千卡的标准煤 能源折标准煤系数＝某种能源实际热值/标准煤热值,26,【当量热值】 当量热值又称理论热值(或实际发热值)是指某种能源一个度量单位本身所含热量当量热值是能源统计中经常使用的一个热值概念 【等价热值】 等价热值也是能源统计经常使用的一个热值概念，是指加工转换产出的某种二次能源与相应投入的一次能源的当量，即获得一个度量单位的某种二次能源所消耗的，以热值表示的一次能源量，也就是消耗一个度量单位的某种二次能源，就等价于消耗了以热值表示的一次能源量因此，等价热值是个变动值，随着能源加工转换效率的提高，等价热值会不断降低等价热值是对二次能源及消耗工质而言，因一次能源不存在折算问题，因此也无所谓等价热值 等价热值 = 二次能源所具有的能量 / 转换效率,2.能源计量和换算,27,【发电量】 发电量是指发电机进行能量转换产出的电能数量发电量的计量单位为“千瓦时” 国家总发电量包括全部电力工业、自备电厂、农村小型电厂的火力发电、水力发电、核能发电和其它动力发电(如地热能发电、太阳能发电、风力发电、潮汐发电和生物能发电)。
【厂发电量】一个电厂的发电量包括发电厂(包括自备电厂)自用电量(通称厂用电)， 发电量中不包括电动的交直流变换机组、励。