能源计量与节能监测

能源计量与节能监测

目录 第一部分能源计量第二部分节能监测

第一部分能源计量

第一部分能源计量 一、什么是能源计量? 1、计量计量是量值准确一致的测量。度量衡：过去在我国称计量为度量衡，其原始含义为长度、容积、重量的计量，主要器具为尺、斗、秤。二十世纪五十年代， “计量”取代“度量衡”。 2、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。

第一部分能源计量 3、能源计量能源计量是为了确定用能对象的能源利用完善程度而对能源及与其相关的计量。

第一部分能源计量 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。能源利用的完善程度指的是设备效率、能效比、制冷系数（指制冷机），也可以是单位产品能耗、单位产值能耗、单位GDP能耗乃一个国家或地区的能源弹性系数。

第一部分能源计量 二、能源计量常识 1、能源的定义广义地讲，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。因此，所有的能源，包括一次能源和二次能源，都是能源。狭义的角度看，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。我们所称的能源是指：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）；以及上述能源的转换制品。

第一部分能源计量 2、能源的分类： • 按其形成和来源分类： • 天然矿物燃料 ----煤炭、石油、天然气等； • “可燃冰”----海底埋藏着大量可燃烧的“冰”，即外观象冰的甲烷水合物，目前发现的储量是化石能源的2倍，但由于其埋藏在海底的岩石中，目前开采技术上还存在很大的困难，再则，如果在开采中甲烷气体泄露于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。 • 生物能 ----薪柴、秸杆等； • 天然能----水力、风力、地热、潮汐能等。 • 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。

第一部分能源计量 • 按转换传递过程分类：一次能源 ---- 直接来自自然界的能源。如：煤炭、石油、天然气、水能、风能、核能、海洋能、生物能。二次能源 ---- 沼气、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。

第一部分能源计量 3、能源的计量： • 能源计量 • 能源计量是指在能源流程中，对各环节的数量、质量、性能参数、相关的特征参数等进行检测、度量和计算。 • 能源计量单位 • 按照能源的计量方式，能源计量单位主要有三种表示方法： • 能源的实物量单位、能量计量单位、当量单位

第一部分能源计量 • 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）；表1 常见的能源实物量计量单位及采用情况

第一部分能源计量 • 能量的计量单位 • （1）焦耳（J） • 定义为：1牛顿（N）的为作用于质点，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（Ω）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（kW·h） • 　这是电量的计量单位。3.6×106J等于1kW·h。由于千瓦时单位较小，通常采用兆瓦时（MW·h）、万千瓦时（104kW·h）、吉瓦时（GW·h）、亿千瓦时（108kW·h）、10亿千瓦时（TW·h）。

第一部分能源计量 （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。 ①20℃卡（cal20）：是指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：

第一部分能源计量 ②国际蒸汽表卡（calIT）:是在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： ③热化学卡（calth）:是在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：

第一部分能源计量 表2 能量单位换算关系表

第一部分能源计量 • 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。但其都有一个共同属性，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。

第一部分能源计量 4、能源的热值： • 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。

第一部分能源计量 • 4、能源的热值： • 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。

第一部分能源计量 1978年我国发电煤耗为0.429kgce/ kWh，其等价热值为： 1983年我国发电煤耗为0.404kgce/ kWh其等价热值为： 2006年我国发电煤耗为0.366kgce/ kWh 2007年我国发电煤耗为0.350kgce/ kWh 2008年我国发电煤耗为0.349kgce/ kWh

第一部分能源计量 • 4、能源的热值： • 燃料的分析 • 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，必须对燃料进行分析。 • A、工业分析 • 这是分析固体燃料成分的一种方法。煤的工业分析，包括水分、灰分、挥发分及固定碳含量四项。水分是不可燃成分，灰分代表无机矿物质的含量，挥发分表示易挥发的有机物质含量，固定碳则为不挥发的有机质含量。水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）及固定碳（FC）之和： • M+A+V+FC=100%

第一部分能源计量 4、能源的热值： B、元素分析对于许多情况来说，仅提供工业分析数据还不能满足生产的实际需要，如在锅炉设计、燃烧计算等许多方面，都要求提供元素分析数据。煤的元素分析指标是指组成煤中有机质的碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、硫（S）五种元素以及水分、灰分等的含量。如按元素的分析表示，煤的成分应为： M+C+H+O+N+S=100%

第一部分能源计量 4、能源的热值： C、成分分析这是用来测定气体燃料成分的方法，也非常复杂。测定的成分一般是碳酸气体（CO2）、重碳氢化合物（CmHn，烃）、氧（O2）一氧化碳（CO）、氢（H2）、甲烷（CH4）以及残留的氮（N2）。其中，重碳氢化合物、一氧化碳、氢、甲烷是可燃物。成分分析的结果与元素分析一样，也是判定气体燃料的性质，正确进行燃烧计算和热平衡计算时不可缺少的依据。

第一部分能源计量 • 4、能源的热值： • 燃料的不同基准及其应用 • 为了确切地反映煤的特性，不但要知道煤的成分，还应当知道分析煤成分时煤所处的状态。因为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。 • A、燃料基准的含义 • 燃料所处的状态或者按需要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。

第一部分能源计量 • 燃料的不同基准及其应用 • a、收到基 • 收到基（原称应用基）成分是以实际使用的煤为基准分析得出的成分，用下角码ar表示。它计入了煤的灰分和全水分（Mt）（全水分包括外水分和内在水分Mad） • Mt+Aar+Car+Har+Oar+Nar+St=100% • b、空气干燥基 • 空气干燥基（原称分析基）成分是经自然干燥出去表面水分的风干煤为基准分析得出的成分，这也是实验室内测定煤质特性指标时试样所处的状态。用下角码ad表示。 • Mad+Aad+Cad+Had+Oad+Nad+Sad=100%

第一部分能源计量 • 燃料的不同基准及其应用 • 以上四种基准的组成汇总如下表

第一部分能源计量 • B、不同燃料基准的换算

第一部分能源计量 • 5、能源的折标： • 为什么要折标准量 • （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

第一部分能源计量 • 能源标准量的种类 • （1）标准油 • 1千克标准油（kgoe）=41868千焦（kJ） • （2）标准电 • 1千瓦小时标准电（kWh）=3600千焦（kJ） • （3）标准煤 • 1千克标准煤（kgce）=29307千焦（kJ） • 能源折算标准煤系数 • 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。

第一部分能源计量 折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。

第一部分能源计量 几种常用的能源折标系数表

第一部分能源计量 续表

第一部分能源计量 某些耗能工质的平均等价热值与折标系数

第一部分能源计量 二、为什么要进行能源计量？1、落实国务院节能工作决定的要求 • 决定中的第二十二条：建立能源目标责任制和评价考核体系。 • 第二十三条：建立固定资产投资项目节能评估和审查制度。 • 第二十四条：强化重点耗能企业的节能管理等都必须以准确的能源计量数据为其支撑。

第一部分能源计量 2、企业自身发展的需要随着科学技术的不断进步，能源计量器具的种类不断增加；能源计量器具的数字化、自动化、智能化不断提高；能源计量器具的准确度也不断提高。有些企业由于经济效益的提高，提升了对能源计量器具水平要求，使不少企业引进了一些国外先进的能源计量器具。

第一部分能源计量 • 科学管理的需要。 • 能源计量是科学管理的重要基础工作，能源计量管理是指配备和用好计量器具，保证仪器、仪表安全运行，准确、完整、及时地提供各种有关能源数据。 • 节能工作的需要 • 完善的计量管理体系为节能工作提供了坚实的基础和保障。

第一部分能源计量 • 工艺更新的需要。 • 生产工艺的更新对能源消耗具有至关重要的决定作用，用能单位在优化生产工艺的过程中，只有充分发挥计量工作的作用，才能充分挖掘生产过程中的节能潜力。 • 技术改造的需要 • 在节能降耗技术攻关中，计量工作往往成为技术攻关中的重要环节。在科学调控、合理利用能源方面充分发挥计量工作的作用，可以为企业直接创造经济效益。

第一部分能源计量 三、能源计量在节能工作中的地位和作用 1、能源计量的地位能源计量是能源统计、能源审计、节能监测及能源利用分析的基础。

三、能源计量在节能工作中的地位和作用（续）三、能源计量在节能工作中的地位和作用（续）第一部分能源计量能源计量与能源统计、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。

第一部分能源计量 2、能源计量的作用 (1)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。西方国家将仪器仪表纳人信息技术产业并采取优先发展的政策，例如、美国商业部指出；“信息技术（IT）生产行业，也就是计算机软、硬件生产者、通讯设备及服务提供者、计量仪器仪表生产者” 。把计量用工业仪表、电测仪器、实验室分析仪器，以及相关软件也属于信息技术生产行业。并把发展信息技术和信息产业摆在优先地位，同时加大了这方面的战略性投资。

第一部分能源计量 (1)计量在国民经济中的重要作用（续）各行各业随着对仪器仪表的要求也趋向于要求快速、自动、准确地测控。投资费用在增加，并占设备投入的相当比例。例如重大工程项目的投入仪器仪表平均占15%的设备投资；

第一部分能源计量 (1)计量在国民经济中的重要作用（续）日本科学技术厅把测量传感器技术作为21世纪第一位的发展技术。近年来发展迅速，平均以20-30%的速度增长。成为亚洲测量传感器生产第一大国。西欧发展最快的是德国，自动化测控仪器系统得到了大面积推广应用。欧共体第三个科技发展总体规划（20世纪90年代）将测量、检测技术列为15各专项之一。

第一部分能源计量 （2）能源计量在企业节能管理中的作用 • 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,可选择其一些关键性的项目，并在人力、物力、财力上给予积极的支持，使那些耗能大的关键部位、机台、得以节能技术改造，达到节能的目的，以利提高企业的经济效益。

第一部分能源计量 • 计量在用能中具有调节作用 • 根据计量仪表反馈的数据，使企业内部的车间、班组能量供需矛盾及时得以缓解，如在能源紧缺的情况下，主管部门可根据表计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，运用计量手段反馈的数据，及时解决各车间、班组之间在用能上的各种矛盾。

第一部分能源计量 • 准确的计量具有解决企业外部供能矛盾的作用 • 随着现代化工业的发展和科学技术的进步，目前那种在供能上“小而全”的作法，只能起到浪费能源的作用。因此，只有实行厂际间，或城市大规模的集中供能入户(企业)，那么就要求计量做到相对的准确，可靠.计量仪表将起到“裁判员”的作用。假如计量仪表不准确，将会使供需双方矛盾日益加深，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。

第一部分能源计量 • 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，在安排工作时应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。

第一部分能源计量 • 计量在节能改造中具有提供可靠的科学依据作用 • 完善的计量器具配置，准确的表计计量，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方便。

第一部分能源计量 • 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，就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，能以计量数据为准加考核，做到节多少能，提多少奖，避免搞一刀切，吃“大锅饭”的不良现象，本着多节多奖，少节少奖，不节不奖，超多少罚多少的奖惩制度，并使节能奖拉开档次，从而调动广大职工的节能积极性。

第一部分能源计量 计量在减排中的作用 • 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。

第一部分能源计量 四、企业能源计量管理的要求 • 坚强团结具有强烈节能意识及献身于节能工作的机构。 • 一套符合企业管理，并成为广大职工共识的计量管理制度。 • 一个完善的、有高度责任感和较高专业技术水平的三级节能网络。 • 有一个最重要的，完整的复盖面较大的，装表率高，计量准确，检验及时，定期抄表的计量队伍。

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