第1講 能源管理學(xué)基礎(chǔ)概念課件

能源管理學(xué)概論第1講主講人：劉平闊E-mail:pingoforever@第一節(jié)能源管理的背景知識(shí)第二節(jié)能源管理的相關(guān)概念第一節(jié)能源管理的背景知識(shí)為什么要進(jìn)行“能源管理”？管制vs監(jiān)管能源管理分為宏觀管理與微觀管理。政府及有關(guān)部門對(duì)能源的開發(fā)，生產(chǎn)和消費(fèi)的全過程進(jìn)行計(jì)劃、組織、調(diào)控和監(jiān)督的社會(huì)職能是能源宏觀管理；企業(yè)對(duì)能源供給與消費(fèi)的全過程進(jìn)行管理是能源微觀管理。能源管理體系廣義的能源管理是指對(duì)能源生產(chǎn)過程的管理和消費(fèi)過程的管理。狹義的能源管理是指對(duì)能源消費(fèi)過程的計(jì)劃、組織、控制和監(jiān)督等一系列工作。第二節(jié)能源管理的相關(guān)概念（1）能（能量）能是一個(gè)物理概念，根據(jù)描述宏觀物體基本運(yùn)動(dòng)特性的牛頓力學(xué)定義，能為作功的本領(lǐng)。能是物理運(yùn)動(dòng)的一種度量，并且是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的單值函數(shù)。如機(jī)械能、分子內(nèi)能、電能、化學(xué)能及核能等。能源：就是向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì)（礦物質(zhì)能源，核物理能源，大氣環(huán)流能源，地理性能源）。能源是人類活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。在某種意義上講，人類社會(huì)的發(fā)展離不開優(yōu)質(zhì)能源的出現(xiàn)和先進(jìn)能源技術(shù)的使用。（2）能源能源是可以從其中得到熱、光、動(dòng)力之類的能量的物質(zhì)資源，可以是燃料、自然能或能的載體。能源不是一種單純的物理概念。也就是說，必須是技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理的那些可以得到能量的資源才能稱之為能源。中國節(jié)能法【新《中華人民共和國節(jié)約能源法》(2016年7月修訂)】所稱能源，是指：煤炭、原油、天然氣、電力、焦炭、煤氣、熱力、成品油、燃料油、液化石油氣、可再生能源和其它直接或者通過加工、轉(zhuǎn)換而取得有用能的各種資源。（a）一次能源是從自然界直接取得，并不改變其基本形態(tài)的能源，如煤炭、原油、天然氣、水力、核能、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能、風(fēng)能、地?zé)崮?，等等。（b）二次能源是一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的能源，主要有電力、焦炭、煤氣、蒸汽、熱水以及成品油、燃料油、液化石油。在生產(chǎn)過程中排出的余能、余熱，如高溫?zé)煔?、可燃?xì)狻⒄羝?、熱水、排放的有壓流體等也屬于二次能源。一次能源無論經(jīng)過幾次轉(zhuǎn)換所得到的另一種能源，都稱做二次能源。（3）耗能工質(zhì)是指在生產(chǎn)過程中所消耗的那種不作原料使用，也不進(jìn)入產(chǎn)品，制取時(shí)又需要消耗能源的工作物質(zhì)。（GB2589－1990）例如水、壓縮空氣等。（4）燃料發(fā)熱值我國1981年發(fā)布的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB2587－81）規(guī)定：燃料發(fā)熱量取低位發(fā)熱值（見表）。表1一次能源的平均低位發(fā)熱量（5）所用單位（a）原始單位計(jì)量各種能源的實(shí)物量所用的單位稱為“原始單位”。（b）通用單位能源統(tǒng)計(jì)要反映出多種能源的相互關(guān)系，就必須采用共同的單位去計(jì)量不同的能源。要找到一種通用的度量單位對(duì)不同對(duì)象進(jìn)行計(jì)量，其先決條件是研究這些對(duì)象所具有共同的屬性。（c）能源統(tǒng)計(jì)中使用單位表3……表3能源統(tǒng)計(jì)的原始單位表2各種燃料熱值換算能源統(tǒng)計(jì)中的各種通用單位1969年國際計(jì)量委員會(huì)建議廢除卡熱量單位，采用國際單位制（SI）中焦耳作為能、功、熱的單位，定義為1國際安培電流，在1國際歐姆電阻上，1秒鐘消耗的電能。

1984年3月，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于在我國統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令》，指出：能量、功、熱的法定計(jì)量單位為焦[耳]。1991年1月1日起，除個(gè)別特殊領(lǐng)域外，不允許使用非法定計(jì)量單位。P.S.Ampere是國際單位制中表示電流的基本單位，簡稱安，符號(hào)A。1908年在倫敦舉行的國際電學(xué)大會(huì)上，定義1秒時(shí)間間隔內(nèi)從硝酸銀溶液中能電解出1.118,00毫克銀的恒定電流為1安培，又稱國際安培。用于構(gòu)成十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位的詞頭常用帶詞頭的能源單位（d）當(dāng)量熱值低（位）發(fā)熱量等于29.27MJ（或7000kCal）的固體燃料稱為1kgCE，在能源統(tǒng)計(jì)計(jì)算中采用tce。低（位）發(fā)熱量等于41.82MJ（或10000kCal）液體或氣體燃料稱為1kgOE或標(biāo)準(zhǔn)立方米氣。按標(biāo)準(zhǔn)煤量（或標(biāo)準(zhǔn)油量）折算的熱量值稱為當(dāng)量熱值。（e）等價(jià)熱值是指為了得到一個(gè)單位的二次能源（如汽油、柴油、煤油等石油制品，焦炭、煤氣、電力、蒸汽等）或耗能工質(zhì)（如壓縮空氣、氧氣、各種水等）在工業(yè)上實(shí)際要消耗的一次能源的熱量。例如：發(fā)電煤耗為0.404kgCE/kW·h，其等價(jià)熱值為0.404×7000＝2828kCal。1盎司(oz)=28.3495231克(g)等價(jià)熱值＝二次能源具有的能量轉(zhuǎn)換效率能源折算系數(shù)(i)煤炭類原則上應(yīng)采用企業(yè)實(shí)測單位重量的發(fā)熱值；(ii)各種燃?xì)夂蜕镔|(zhì)能的發(fā)熱量應(yīng)采用實(shí)測值，再折算成標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量。如無條件實(shí)測，取下表數(shù)值。各類燃?xì)夂蜕镔|(zhì)能折算系數(shù)(iii)熱力單位采用百萬千卡（1Gcal=142.9kgce,1Mcal=0.1429kgce）蒸汽熱焓參考值“熱焓”是表示物質(zhì)系統(tǒng)能量的一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，通常用H來表示，其數(shù)值上等于系統(tǒng)的內(nèi)能U加上壓強(qiáng)P和體積V的乘積，即H＝U＋PV。（iv）某些耗能工質(zhì)的平均等價(jià)值與折算系數(shù)（6）能量單位換算1986年7月1日《中華人民共和國計(jì)量法》規(guī)定，我國采用國際單位（SI制）作為法定單位。取長度米(m)，質(zhì)量千克(kg)，時(shí)間秒(s),電流安[培]（A），熱力學(xué)溫度開[爾文]（K），物質(zhì)質(zhì)量摩[爾](mol)等。為了使用方便，國際單位制還有一些導(dǎo)出單位，例如：能量（功，熱量）焦耳（J），力牛［頓］（N），壓力帕［斯卡］（Pa），功率瓦［特］（W）以及攝氏溫度度（℃）等等，經(jīng)常使用。國家標(biāo)準(zhǔn)GB2586—81規(guī)定熱、功、能量單位為焦耳（J），其定義：1牛頓＝1千克·米／秒2（1N＝1kg·m／s2）1焦耳從電學(xué)定義：1安培電流在1歐姆電阻上1秒鐘內(nèi)所消耗的電能，稱為1焦耳。我國原有的熱量單位“卡”有幾種定義：1（20℃）卡＝4.1816焦耳1（國際蒸汽表）卡＝4.1868焦耳1（熱化學(xué)）卡＝4.1840焦耳1）英熱單位（Btu）它是將1磅水溫度上升1華氏度（°F）所需的熱量1Btu＝1055J2）千克標(biāo)準(zhǔn)煤（kgce）固體燃料的低位發(fā)熱量等于29.27MJ（7000kcal）計(jì)為1千克標(biāo)準(zhǔn)煤：1kgce＝29.27MJ＝7000kcal3）千克標(biāo)準(zhǔn)油（kgoe）液體燃料的低位發(fā)熱量等于41.82MJ（104kcal），計(jì)為1千克標(biāo)準(zhǔn)油：1kgoe＝41.82MJ＝10000kcal則0.7kgoe＝1kgce4）電能量（千瓦·時(shí)—kW·h）1kW·h＝3600kJ5）機(jī)械作功（馬力·小時(shí)）1英制馬力小時(shí)＝1HP·h＝2686kJ1公制馬力小時(shí)＝1PSh＝2648kJ1kgf·m＝9.807J6）巨大能量單位（Q）1Q＝1018Btu＝1.055×1021J7）制冷量單位（J／h）國外有時(shí)采用冷噸（RT——RefrigeratingTon）。1冷噸相當(dāng)于在24小時(shí)內(nèi)，將1噸0℃水凍成冰的每小時(shí)制冷量。1RT＝1.39×107J／h＝3.86kW8）液體容積換算1英加侖——Imp.gal＝4.546L1美加侖——US.gal＝3.785L，1桶＝159L9）大量石油計(jì)量單位（MBPD·Y）MBPD·