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企业能量平衡计算
来源: | 作者:nbjnwa | 发布时间: 2016-11-02 | 3594 次浏览 | 分享到:

能量平衡,即能平衡,是考察一个体系的输入能量与有效能量、损失能量之间的平衡关系。它的理论依据是热力学第一定律。在能量的利用过程中,其利用率不可能达到100%,输入的能量一部分被有效的利用了,其余部分则损失掉了。根据能量守恒的原理,输入的能量必然等于被有效利用的能量与损失能量之和。

能量平衡是一种科学的管理方法,是加强能源管理,提高能源利用水平,降低能耗的行之有效的基础工作。能源平衡按体系分类,有国家或地区能量平衡,企业能量平衡和设备(工序)能量平衡。按能源种类划分有热平衡,电平衡、煤平衡、油平衡等。

一、企业能量平衡的目的

企业能量平衡是以企业为对象,以能量守恒定律为基础,进行各种能源收入与支出的平衡,消耗与有效利用和损失之间数量平衡。包括各种能源在购入储存、外销,输送分配,能源加工转换,能源终端使用各环节的实物能源所具有能量的平衡。主要研究具有确定边界的用能体系各种能量的收入与支出的平衡;供给能与有效利用及损失之间的数量平衡。能量平衡实际上是一种动态平衡,即体系的能量收支是随时相等的。因此,在进行能量平衡计算时,如果发现不平衡,肯定是漏项(浪费余热部分是否计算)或计算错误。综合能量平衡时,各种实物能源应折算成吨标准煤(具体折标系数参见附件)。

企业能量平衡是全面系统掌握企业能耗状况的重要方式。通过统计、测试、计算等手段,摸清企业能源构成、数量及其来龙去脉,全面掌握企业各种能源的购入存储、加工转换、输送分配、终端使用各环节与回收利用和外供能源的情况和规律。

企业的能量平衡是提高能源管理的重要基础。企业进行能量审计、能源监测、建立能源管理信息系统等工作,都要以企业能量平衡为基础。通过能量平衡,摸清企业的耗能状况,查清企业的余热资源和回收利用情况,了解主要耗能设备、装置的热效率和整个企业的能源利用率。经过对企业能源利用系统及其各个环节用能状况的综合分析与评价,找出企业的节能潜力,明确节能方向,对提高企业能源利用率和降低单位产品(或产值)能耗提供科学依据。

二、企业能量平衡的方法

企业能量平衡时利用统计计算与测试计算相结合,以统计计算为主的综合分析方法。企业用能平衡系统按照能源流向,依次划分为购入仓储、加工转换、输送分配和最终使用四道环节,能量平衡的主要步骤为:

(1)划定能量平衡体系


体系的确定是进行能量平衡的首要环节,体系是进行能量平衡的对象,应有明确的边界,以确定进行能量平衡的范围。能量或其他物质可以通过边界输入体系或输出体系。

(2)明确能量平衡基准

基准确定是进行能量平衡计算的出发点,基准包括物料基准、温度和相态基准等,在基准选择中尽量选择已知量多的作为计算基准,选择单位质量或者摩尔数作为基准等。

(3)能源统计数据的收集

能源统计计量数据是能源平衡的基础,能源数据收集和整理的具体做法有:

按照不同的能源品种进行汇总;按照能源利用的四个环节分别进行汇总;按照产品生产的工艺流程进行汇总等。

(4)整理能量平衡数据

能量平衡的数据很多主要来自统计数据。这些原始数据和资料需要加以校核、分析与整理,做到去伪存真、去粗取精,保持数据的完整性、正确性和可靠性。

(5)编制能量平衡表

为了清楚和便于分析,需将各种有关数据填入平衡表格,并进行有关计算使之达到平衡。

(6)分析能量平衡结果

根据能量平衡表和各项技术指标,对用能情况进行分析,找出存在问题、产生原因、改进方向、解决的办法,从而定出规划逐步加以实施,使之作为能源管理和节能工作的科学依据。

三、企业能流图

能量平衡是在对各工序的深入分析基础上,对能量利用状况的详细描述。当要反应企业整体能源利用状况时,常常通过能流图来展示。通过能流图能够直观形象地概括了企业能源系统的全貌,描述企业总体能源消费结构,反映企业在能源收入、加工转换、分配输送、使用外销等方面的平衡关系,有效地串接了能源计量、能源统计和能源分析,成为能源管理中有益补充和支撑。

能源平衡分析是指标针对一个能源范围(全厂),通过企业填写的数据,代入能源平衡方程式:Σ期初库存+Σ购入=Σ消费+Σ期末库存,从而计算是否平衡。

能源平衡分析即可以对综合用能(通过转化为标准煤)进行平衡分析,又可以对单一能源,如电、热等进行平衡分析。


附件:

各种能源折标准煤参考系数

能源名称

平均低位发热量

折标准煤系数

原煤

5000千卡/千克 

0.7143千克标准煤/千克

洗精煤

6300千卡/千克 

0.9000千克标准煤/千克

其他洗煤

洗中煤

2000千卡/千克 

0.2857千克标准煤/千克

煤泥

2000-3000千卡/千克 

0.2857-0.4286千克标准煤/千克

焦炭

6800千卡/千克 

0.9714千克标准煤/千克

原油

10000千卡/千克 

1.4286千克标准煤/千克

燃料油

10000千卡)/千克 

1.4286千克标准煤/千克

汽油

10300千卡/千克 

1.4714千克标准煤/千克

煤油

10300千卡/千克 

1.4714千克标准煤/千克

柴油

10200千卡/千克 

1.4571千克标准煤/千克

液化石油气

12000千卡/千克 

1.7143千克标准煤/千克

炼厂干气

11000千卡/千克 

1.5714千克标准煤/千克

天然气

7700-9310千卡/立方米 

1.1-1.3300千克标准煤/立方米

焦炉煤气

4000-4300千卡/立方米 

0.5714-0.6143千克标准煤/立方米

其他煤气

发生煤气

1250千卡/立方米 

0.1786千克标准煤/立方米

重油催化裂解煤气

4600千卡/立方米 

0.6571千克标准煤/立方米

重油热裂解煤气

8500千卡/立方米 

1.2143千克标准煤/立方米

焦炭制气

3900千卡/立方米 

0.5571千克标准煤/立方米

压力气化煤气

3600千卡/立方米 

0.5143千克标准煤/立方米

水煤气

2500千卡/立方米 

0.3571千克标准煤/立方米

煤焦油

8000千卡/千克 

1.1429千克标准煤/千克

粗苯

10000千卡/千克 

1.4286千克标准煤/千克

热力(当量)

0.03412千克标准煤/百万焦耳

电力(当量)

860千卡/千瓦小时 

0.1229千克标准煤/千瓦小时

燃料甲醇

5426千卡/千克 

0.7751千克标准煤/千克

氢气

142000千焦耳/千克

4.8512千克标准煤/千克

沼气

5500-5800千卡/立方米 

0.7857-0.8286千克标准煤/立方米

煤矸石

1250千卡/千克 

0.1786千克标准煤/千克

蔗渣(干)

3500千卡/千克 

0.5000千克标准煤/千克

树皮

2700千卡/千克 

0.3857千克标准煤/千克

玉米棒

4600千卡/千克 

0.6571千克标准煤/千克

薪柴(干)

3000千卡/千克 

0.4286千克标准煤/千克

稻壳

3200千卡/千克 

0.4571千克标准煤/千克

锯末刨花

2700千卡/千克 

0.3857千克标准煤/千克

注:此表平均低位发热量用千卡表示,如需换算成焦耳,只需乘上4.1816即可。