节能评估报告书培训教材.doc

节能评估报告书培训教材

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2020年4月19日
文档仅供参考

孟昭利
黑龙江五常市人,清华大学教授,1960年毕业于清华大学核反应堆专业。1960—1975年参加中国第一代核武器理论研究与设计,1980年开始能源规划与管理领域的科研、教学工作。兼任中国节能教育中心教授。
主要研究方向:企业能源管理。自1988— 共参加执行9项亚洲开发银行对华<工业节能与环保>、<清洁生产>和<需求侧管理(ＤＳＭ)>技术援助和贷款项目(包括造纸、化工、炼油、纺织、水泥、钢铁、有色金属与交通等行业),编写与评审相关企业能源审计报告。同时参加了联合国开发计划署<中国绿色照明工程>与欧洲共同体<小型建筑热电联供(CHP)>项目。
主要著作:<节能与企业能源管理>、<节能知识竞赛问答读本>、<经济数学模式与方法手册>、<企业能源审计办法>。

徐培新
物资节能中心副主任,高级工程师
中国能源研究会理事,中国能源研究会节能与企业能源管理专业委员会委员
中国节能协会理事,国家标准化委员会能量系统标准化技术委员会委员。
参加国家发改委环资司节能法工作小组办公室工作,并参加全国人大常委会对<节约能源法>的执法检查和<节约能源法>的修订起草工作以及修订后的<节约能源法>宣讲工作。
至今一直负责中日节能人才培训合作项目的组织、联络工作。

樊文舫
内蒙古呼和浩特市人,具有高级工程师、翻译、能源审计师等职称。曾在内蒙古自治区对外经济贸易厅外国投资管理处任处长工作多年,公派驻国外工作六年多.退休后从事节能降耗减排工作。现在北京动力源公司任技术总监.
自 以来,先后完成近20个项目的节能评估报告,其中有化工、轻工、建材、冶金、电力600MW超临界机组及集中供暖等行业,全部获得评审经过。在北京动力源公司工作期间,与同事合作完成青海省近10个大型生产项目的能源审计报告。撰写的能源奖励资金申请报告,其中一个项目获国家发改委财政部奖励金3125万元,另一个项目获内蒙古自治区经信委奖励资金100万元。
能源统计方法
孟 昭 利
一、基础知识
1.基本概念
(1)能源统计
统计的最基本概念是计数,它有两个基本要素,即对象和数量。要做好统计工作,必须明确统计对象是什么?为了正确表示统计对象需要统计什么?采用什么样方法进行统计?也就是说,首先要根据具体任务确定统计对象的统计体系、统计范围和表示统计对象基本特征的参量,对各统计项目之间的内在联系加以必要的说明,提出统计大纲,即一般所说的”统计指标体系”。其次,要对体系中各项具体指标计算范围、计算方式、统计数据采集、整理的方法等项均作明确的规定,即明确说明指标的涵义,这在统计学中称为”指标解释”。”统计指标体系”和”指标解释”组成了统计文件,它是进行统计工作的依据,以保证统计工作的准确性、统一性和完备性。
能源统计是以能量为统计单位。
(2)能(能量)
能是一个物理概念,根据描述宏观物体基本运动特性的牛顿力学定义,能为作功的本事。能是物理运动的一种度量,而且是物质运动状态的单值函数。如机械能、分子内能、电能、化学能及核能等。
(3)能源
能源是能够从其中得到热、光、动力之类的能量的物质资源,能够是燃料、自然能或能的载体。能源不是一种单纯的物理概念。也就是说,必须是技术经济上合理的那些能够得到能量的资源才能称之为能源。
中国节能法所称能源,是指煤炭、原油、天然气、电力、焦炭、煤气、热力、成品油、燃料油、液化石油气、可再生能源和其它直接或者经过加工、转换而取得有用能的各种资源。
(4)一次能源
是从自然界直接取得,并不改变其基本形态的能源,如煤炭、原油、天然气、水力、核能、太阳能、生物质能、海洋能、风能、地热能,等等。
(5)二次能源
是一次能源经过加工转换成另一种形态的能源,主要有电力、焦炭、煤气、蒸汽、热水以及成品油、燃料油、液化石油。在生产过程中排出的余能、余热,如高温烟气、可燃气、蒸汽、热水、排放的有压流体等也属于二次能源。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源,都称做二次能源。
(6)耗能工质
耗能工质是指在生产过程中所消耗的那种不作原料使用,也不进入产品,制取时又需要消耗能源的工作物质。(GB/t2589－ )例如水、压缩空气等。
(7)燃料发热值
中国1981年发布的国家标准(GB2587－81)规定:燃料发热量取低位发热值(见表2.1)。
表2.1一次能源的平均低位发热量
低位发热量,即燃料完全燃料,燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存在时的反应热,它等于从高位发热量中扣除蒸汽凝结热后的热量:
Qdw=Qgw-r·W
式中:Qdw,Qgw — 燃料的低位与高位发热量(kcal/kg);
r — 水蒸汽凝结热(kca/kg);
W — 1kg燃料燃烧产物的水蒸汽量(kg/kg).
进行能量平衡时,应以燃料的低位发热量为计算基准。由实测求得Qgw,并换算为燃料利用基低位发热量(公式见GB2587－81)。当不能实测时,可根据燃料的工业分析结果的经验公式(见GB2589－81)计算求得。

2.所用单位
(1)原始单位
计量各种能源的实物量所用的单位称为”原始单位”。
(2)通用单位
能源统计要反映出多种能源的相互关系,就必须采用共同的单位去计量不同的能源。要找到一种通用的度量单位对不同对象进行计量,其先决条件是研究这些对象所具有共同的属性。
(3)能源统计中使用单位

表2.2　能源统计的原始单位

①这里指的是1 000kg。另外英美还使用长吨和短吨,1978年以前英国用长吨(1 016.05kg, 2 240磅),美国用短吨(907.2kg, 磅)。
②桶为容积单位,这里指的是石油桶,约等于159L。
③加仑为容积单位,有英国加仑(4.546L)和美国加仑(3.785 4L)。

图2.1 能源统计中的各种通用单位

1969年国际计量委员会建议废除卡热量单位,采用国际单位制(SI)中焦耳作为能、功、热的单位,定义为1国际安培电流,在1国际欧姆电阻上,1秒钟消耗的电能。
1984年3月,国务院发布了<关于在中国统一实行法定计量单位的命令>,命令指出:能量、功、热的法定计量单位为焦[耳]。
1991年1月1日起,除个别特殊领域外,不允许使用非法定计量单位。

表2.3　用于构成十进倍数和分数单位的词头

表2.4　常见带词头的能源单位

(4)当量热值
低(位)发热量等于29.27MJ(或7000kcal)的固体燃料称为1kgce,
在能源统计计算中采用tce。低(位)发热量等于41.82MJ(或10 000kcal)液体或气体燃料称1kgoe或标准立方米气。按标准煤量(或标准油量),折算的热量值称为当量热值。
(5)等价热值
等价热值是指为了得到一个单位的二次能源(如汽油、柴油、煤油等石油制品,焦炭、煤气、电力、蒸汽等)或耗能工质(如压缩空气、氧气、各种水等)在工业上实际要消耗的一次能源的热量。例如:发电煤耗为0.404kgce/Kw·h,其等价热值为0.404?7000＝2828kcal其热功当量为860kcal,热·电转换效率为860/2828＝0.304。

3. 折算标准煤系数
表2.5 能源折算系数表

(1) 煤炭类原则上应采用企业实测单位重量的发热值;
(2) 各种燃气和生物质能的发热量应采用实测值,再折算成标准煤当量。如无条件实测,取下表数值。

表2.6 各类燃气和生物质能折算系数表(参考值)(3) 热力单位采用百万千卡
(1Gcal=142.9kgce,1Mcal=0.1429kgce)

表2.7 蒸汽热焓参考值

① 蒸汽或热水产量取报告期内锅炉给水量与排污等损失量之差。
② 闭路循环供热时热水 值取20kcal／kg。
③ 开路供热时热水 值取70kcal／kg。
上述情况的热水出口温度为90℃,回水温度为70℃,给水温度为20℃。
(4)某些耗能工质的平均等价值与折算系数见表2.8。

表2.8 某些耗能工质的平均等价值与折算系数

4.能量单位换算
1986年7月1日<中华人民共和国计量法>规定,中国采用国际单位(SI制)作为法定单位。取长度米(m),质量千克(kg),时间秒(s),电流安[培](A),热力学温度开[尔文](K),物质质量摩[尔](mol)等。
为了使用方便,国际单位制还有一些导出单位,例如:能量(功,热量)焦耳(J),力牛［顿］(N),压力帕［斯卡］(Pa),功率瓦［特］(W)以及摄氏温度度(℃),等等,经常使用。
国家标准GB2586—81规定热、功、能量单位为焦耳(J),其定义:
1牛顿＝1千克·米／秒2(1N＝1kg·m／s2)
1焦耳从电学定义:1安培电流在1欧姆电阻上1秒钟内所消耗的电能,称为1焦耳。中国原有的热量单位”卡”有几种定义:
1(20℃)卡＝4.1816焦耳
1(国际蒸汽表)卡＝4.1868焦耳
1(热化学)卡＝4.1840焦耳
(1)英热单位(Btu)
它是将1磅水温度上升1华氏度(°F)所需的热量
1Btu＝1055J
(2)千克标准煤(kgce)
固体燃料的低位发热量等于29.27MJ(7 000kcal)计为1千克标准煤:
1kgce＝29.27MJ＝7 000kcal
(3)千克标准油(kgoe)
液体燃料的低位发热量等于41.82MJ(104kcal),计为1千克标准油:
1kgoe＝41.82MJ＝10 000kcal
则0.7kgoe＝1kgce
(4)电能量(千瓦·时—kW·h)
1kW·h＝3 600kJ
(5)机械作功(马力·小时)
1英制马力小时＝1HP·h＝2 686kJ
1公制马力小时＝1PSh＝2 648kJ
1kgf·m＝9.807J
(6)巨大能量单位(Q)
1Q＝1018Btu＝1.055×1021J
(7)制冷量单位(J／h)
国外有时采用冷吨(RT——Refrigerating Ton)。1冷吨相当于在24小时内,将1吨0℃水冻成冰的每小时制冷量。
1RT＝1.39×107J／h＝3.86kW
(8)液体容积换算:1英加仑——Imp.gal＝4.546L
1美加仑——US.gal＝3.785L,1桶＝159L
(9)大量石油计量单位(MBPD·Y)
MBPD·Y(Million Barrel Per Day·Year)即每天使用100万桶石油的一年用油量。其发热量为:
1MBPD·Y＝2.25×1018J＝6.2×1011kW·h
1MBPD ·Y＝365?7.315　Mto/Y=49.898Mto/Y?50Mto/Y
表2.9　各种能量单位换算表
二、企业能源统计
企业能源统计是企业能源管理的重要内容,又是政府监管企业科学、合理用能的重要根据,是进行企业能源审计的依据和主要的手段。
1.企业能源统计的基本任务
(1)便于国家对企业用能进行监督和管理,为国家制定能源政策,编制和实施能源计划,保持能源供需平衡提供依据;
(2)调查企业执行能源政策和能源计划的情况,进行统计分析,发现问题,查明原因,提出改进意见;
(3)加强企业能源管理,挖掘节能潜力,制订节能技术改造方案,为提高企业能源利用率,节约能源保护环境、持续提供必要的信息。
(4)企业利用能源统计数据,能够科学合理用能,提高能效降低能耗,节约能源、保护环境,又提高了企业自身的竞争力发展生产,推动社会进步。
2.企业能源统计工作准备
(1)明确调查目的,它决定统计的内容和方法。调查的明确,要求具体,统计的内容和指标体系就容易确定,也保证了统计资料的完整性。
(2)统一统计单位,保证统计数据可比性,这样也统计数据的整理、综合分析提供方便,减少了工作量。
(3)确定统计项目,设计统计表格,保证统计数据的完整性、统一性和可靠性。
3.企业能源统计范围
企业能源统计范围应遵照国家统计局制发的统计表格规定,不得漏项,也不能随意增加,以保证能源统计的可比性和统一性。
4.企业能源计量考核指标
国家对企业能源计量工作进行考核,能够评价企业能源管理水平,
衡量企业能源统计数据的准确性与可靠性。
三、企业能源统计指标体系
1.企业能源购入贮存量统计
我们将企业用能体系看作一个系统,作为研究对象进行能源消费统计分析与评价,首先必须搞清真正投入系统的能源总量,并计算出它们的等价值与当量值。有了投入能源的等价值和当量值,方可对不同种类能源量进行比较、加减和综合平衡。其等价值是用来反映国家对企业投入的能源资源量;而在企业能量平衡工作中,对企业用能过程的分析是基于热力学第一定律,做热量平衡;因此在企业能量平衡工作中,一切能源量只取其当量值,而不可取能源的等价值与当量值混用。

表2.10　某企业投入能源量表

表2.11 企业能源投入总量统计指标

2.企业能源加工转换量统计
各类投入企业能源,有的直接使用,有的还要经过加工、转换,转变成二次能源和耗能工质,供企业用能系统使用。各种站房生产的二次能源与耗能工质如下。
自备电站: 电力,蒸汽
锅炉房: 蒸汽(高、低压蒸汽)
炼焦厂: 焦炭,煤气
制氧站: 氧气
煤气站: 煤气
制冷站: 冷媒质(耗能工质)
空压站: 压缩空气(耗能工质)
水泵房: 水(耗能工质)
企业内加工转换的二次能源(包括耗能工质)总量是本企业使用购入能源加工、转换出的二次能源量,而不包括本企业购入的二次能源量。

表2.12　能源加工转换统计指标

3.企业能源输送分配量统计
企业能源输送分配分两大类:一类是管道输送的能源与耗能工质:有燃料油、天然气、煤气、蒸汽、热水、压缩空气、氧气、乙炔气、液化气等;另一类是输配电线路。
(1)管道输送能源统计指标:
输送量　　　　Q(i)
输送有效能量　Q1(i)
输送损失能量　Q2(i)
输送效率

计算输送能源损失量,企业必须装有足够的、准确的、可用的二次能源计量仪表,二次能源的计量率必须达到国家标准,对各类能源做好统计期内统计记录,所取得的统计数据(累计读数)必须具有一定的可靠性。①饱和蒸汽的输送损失
输送损失Q2(i)＝(进入管网蒸汽热－管网输出蒸汽热)×输送蒸汽量Q(i)
如果使用等速取样管测量蒸汽热焓值时,在测点附近要装有蒸汽流量计。
蒸汽热值i计算公式为:

其中:i－蒸汽热;
C－水的比热;
G0－冷凝水流量;
G－冷却水流量;
t－冷凝水温度;
t1,t2－冷却水进、出口温度。
②过热蒸汽的输送损失
利用蒸汽特性图,根据过热蒸汽的流量、压力与温度,查出蒸汽热值,再取出进、出口两点的热值差,计算过热蒸汽的输送损失。
③用热流计直接测量热力管网的散热损失。
④耗能工质的输送损失量,当前是以漏失量代替输送损失量。
总之,能源输送效率η能够用下列公式计算:

输送损失Q2＝∑管网各段损失
(2)输配电损失
电能是企业内主要动力,各种用电设备中有电力拖动、电加热设备等,例如电热、电解、电焊,还有照明、自动控制、检测、显示和通信装置都需要电力。
发电厂经过电力网将电能送到用户。电力网按其功能分为输电网和配电网两部分。输电网一般是由电压在35kV以上的输电线路和与其相连的变压器组成,它的作用是将电能输送到各个地区的配电网或直接向工业用户送电;配电网则是由电压在10kV及以下的配电线路和配电变压器组成,它的作用是将电能分配到各类用户。
在企业内部应实行严格的计划用电制度,降低电耗保证电能更好地为生产与社会服务,统筹安排,保证重点,合理用电,节约用电,安全用电,提高中国的电能利用率。
图2.2 电能输送徐径及其转换效率

4.企业最终用能统计
最终用能是企业能源系统中最为复杂的一个环节,各类企业的能源消费形式千差万别。我们参照国家标准<企业能源平衡通则>(GB/T 3484-93),能够将企业的最终用能环节划分为如下几个主要部分:主要生产,辅助生产,采暖(制冷),照明,运输,生活及其它。
由于企业能源系统所包含的用能设备种类繁多,能耗量有大有小,因此我们要把精力集中在能源消费量大的用能环节和单元, 作为进行企业能量平衡计算与分析的重点。

图2.6　企业总综合能耗构成图

5.非生产用能统计
(1)非生产用能总量;
(2)生活用能量,系指厂区外用于生活目的的能源量,包括输送,热传导损失;
(3)基建用能量,企业内新建厂房所需能源量,也包括输送损失;
(4)医院、俱乐部等非生产设施用能。
四、企业节约能源量统计
1.基准线选定
企业节约能源量简称节能量,是指在一定的统计期内,企业实际消耗的能源量与某一个基准能源消耗量的差值,一般是实际消耗的能源量与某一能源消费定额之差值。因此,随着所选定的基准量(或是定额)不同,其节能量也有所不同。
企业节能量可分为:企业节能总量,单位产品节能量,单位产值节能量,节能技术改造项目的节能量和单项工艺的节能量。企业节能量又可分为当年节能量和累计节能量。当年节能量是前一年与当年的能源消耗量的差值;累计节能量是以某一确定的年份与当年的能源消耗量的差值,实际上等于这一期间内各年的节能量之和。
又可分为企业总产量节能量与企业总产值节能量,其计算关系式:

其中:－企业节能量;
E(0)－上一年(或某一确定年份)企业能源消耗量;
E－当年企业能源消耗量。
2.单位产量节能量

其中:－i种产品单位产量节能量;
－i种产品在基年(0)单位产量能源消耗量(或定额);
－i种产品当年单位产量能源消耗量
3.企业总产量节能量
(i=1,2, …… ,I)
其中:－企业总(产量)节能量
i－企业产品种类总数;
－i种产品的当年产量
4.单位产值节能量

其中:－i种产品单位产值节能量;
－i种产品在基年(0)单位产值能源消耗量(或定额);
－i种产品当年单位产值能源消耗量。
5.企业总产值节能量

其中:－企业总(产值)节能量;
i －企业产品种类总数;
－企业i 种产品的当年产值。

6.节能技术改造项目节能量

其中:－某项技术改造项目节能量;
－技术改造项目实施前的能源消耗量;
－技术改造项目实施后的能源消耗量。
节能技术改造项目包括大型的技术改造项目,也包括单一的工艺改造项目和技术管理项目。
7.节能率
　　节能率是节能量与比较基准(或定额)能源消耗量比值的百分数。

其中:－节能率。

节能率一般是以年为单位计算,如果取ΔE为当年的节能量时,其节能率α就用上式进行计算。如果取ΔE为n年的累计节能量(如记为ΔE(n))时,其平均年节能率α用下式计算:

企业能量平衡
一、企业能量平衡模式
1.目的
企业能量平衡是以企业为对象,研究各类能源的收入与支出平衡、消耗与有效利用及损失之间的数量平衡,进行能量平衡与分析。企业能量平衡的目的是掌握企业的能耗情况,分析企业用能水平,查找企业节能潜力,明确企业节能方向,为改进能源管理,实行节能技术改造,提高企业能源利用率和进行企业用能的技术经济评价提供科学依据。
企业能量平衡是对企业用能过程进行定量分析的一种科学方法与手段,也是企业能源管理中一项基础性工作和重要内容。企业能量平衡是中国开创的一种企业能源管理方法,为提高中国企业能源科学管理水平,节能降耗工作做出了重要贡献。
企业能量平衡作为企业能源管理的基础性工作,也是一种科学管理方法。它自身也在不断地发展、完善与提高,其应用范围也在不断地扩展,我们开展企业能源审计、企业能源监测,建立企业能源管理信息系统等项工作,都要以企业能量平衡为基础。
直接研究企业用能系统内部各用能环节和单元之间的能量平衡关系。对各用能单元、环节的能源投入量、有效利用能和损失量之间的平衡关系。进行综合分析与评价,掌握企业的耗能情况,分析企业用能水平,查找企业的节能潜力,明确节能方向。
1997年7月1日开始实施的国家标准<企业能源平衡统计方法>(GB/T16614—1996)。
2.企业能量平衡模式
任何企业用能系统都可简化成这样一种标准形式,系统由能源供入企业,按照能源流向依次划分为购入贮存、加工转换、输送分配和最终使用四个环节,以外供能和各类能量损失流出系统。
图3.1 企业能量平衡系统图

其中: Q0 — 供入系统能源总量等价值;
Q — 供入系统能源总量当量值;
ηk — 企业用能环节k的能源利用率(k＝1,2,3,4);
ηk,i — 企业用能环节k中第i单元能源利用率(i＝1,2,…,I);
Xk,i — 供入企业用能环节k中第i单元能源量占投入系统能源总量Q的比重;
Xk — 供入企业用能环节k能源量占投入系统能源总量Q的比重:
即:

同时
显然,企业用能系统的能量流,是一个以各用能环节串联,各用能单元并联的混合联结系统。从这个系统能够直接求出企业能源利用率η0和企业能量利用率η分别为:

3.企业能量平衡系统
(1)购入贮存
能源的购入贮存环节是企业能源的进口,一般包括企业的供销、计划、财务、储运等部门,是了解企业能源消耗总量的关键环节。
企业购入贮存的能源种类一般包括一次能源和二次能源,即煤炭、原油、天然气、电力、焦炭、蒸汽、煤气、石油制品等。
首先必须搞清真正投入系统的能源总量,并折算它们的等价值与当量值,这样便可能对不同种类的能源量进行综合平衡。其等价值反映国家对企业投入的能源资源量;当前,中国大力开展企业能源审计,其目标是将中国能源总需求量降下来,减少对企业投入能源量,要取等价值;而在企业能量平衡工作是依据热力学第一定律,对企业用能过程做能量平衡与分析,因此,在企业能量平衡中,一切能源量只能取其当量值,而不可取其等价值,这是我们建议的企业能量平衡模式中最基本的一点。
企业的影响很大,同时也增加了节能效益。特别是企业购入、贮存能源要占用很大一笔流动资金,企业为了加速资金周转,合理使用购入能源费用,必须强化企业购入贮存环节的统计分析与管理。
为了讨论方便,我们将外购电力的进厂变电站看作企业能源购入贮存环节中一个用能单元,这样能够为今后编制企业能量平衡表带来许多方便,这是要特别提醒大家注意的,企业内部的自备电站是作为加工转换环节的用能单元处理。
(2)加工转换
加工转换是企业工艺所需直接消耗的能源转换环节,包括一次转换和二次转换。一次转换部门有发电站(或热电站)、锅炉房、炼焦厂、煤气站等;二次转换部门有变电站、空气压缩站、制冷站等。要特别注意,一次转换部门是一个企业耗能大的部门,是企业能量平衡与节能工作的重点。
加工转换环节中重大耗能设备多,也是节能潜力大的环节,应注意它们的负荷、运行,加强计量与管理是很重要的。
(3)输送分配
输送分配是将企业用能送到各终端用能部门的一个重要环节,如各种输电线路,蒸汽、煤气管网等,均可列入输送分配系统。
对大多数企业来说,能源的输送分配损失并不构成企业总能量损失的主要部分,因此,在考察企业能源利用的过程中,输送分配系统是一个相对次要部门。可是,热力管网保温是十分重要的节能部分。
中国企业管道漏失现象严重,特别是对水资源重视不够。这些年由于水资源严重短缺,资源费用增加,有些企业开展无泄漏活动十分有效。各企业应该加强这方面的计量与考核。
(4)最终使用
最终使用是企业能源系统最为复杂的一个环节,对不同的企业,特别是不同部门之间的企业构成差异很大。一般地说,能够将企业的最终用能环节划分为如下几个主要部分:主要生产,辅助生产,采暖(制冷),照明,运输,生活及其它。更进一步细分,还可将主要生产和辅助部门细分成各生产车间,生产车间又可按重大用能设备细分。如钢厂能够按烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢来分;电厂能够按锅炉、汽轮发电机组、厂内用电,外供电来划分。与日常考核格局一致,指标一致,使于取得数据,便于管理。

4.企业能量平衡方法
以统计计算为主的企业能量平衡方法,是采用系统工程的方法,将企业划定为一个用能系统作为研究对象,而不是以耗能设备的能量平衡作为研究重点。即将企业能量平衡系统划分为能源购入贮存、加工转换、输送分配直至最终使用四个环节,沿着企业用能的流程进行系统平衡与分析;企业能量平衡期选为企业用能的全部期间,而不是测试时间;选用统计数据是全部运行期间的数据,而不是测试期间的典型、抽样数据;把企业能量平衡工作与企业日常能源管理工作结合起来,更准确地反映出企业用能状况。
以统计计算为主的企业能量平衡方法,是采用系统工程的方法,将企业划定为一个用能系统作为研究对象,而不是以耗能设备的能量平衡作为研究重点。即将企业能量平衡系统划分为能源购入贮存、加工转换、输送分配直至最终使用四个环节,沿着企业用能的流程进行系统平衡与分析;企业能量平衡期选为企业用能的全部期间,而不是测试时间;选用统计数据是全部运行期间的数据,而不是测试期间的典型、抽样数据;把企业能量平衡工作与企业日常能源管理工作结合起来,更准确地反映出企业用能状况。

5.技术评价指标
经过能量平衡来改进能源利用,当前有三类技术指标:能耗、利用率和回收率。其最重要的是单位综合能耗,主要设备效率和系统能源利用率。
(1)能耗
它是考核生产单位产量产品或单位产值产品所消耗的能源量。能耗分为单项能耗、综合能耗、可比能耗三类。
① 单项能耗:

② 综合能耗:

③ ③可比能耗:

式中各种能源的总消耗量是指所消耗的各种能源,按等价热值折算成相当于一次能源的能量。这里强调一次单位综合能耗,是考核能源利用水平的重要指标,不断地降低单位综合能耗是能源管理的中心环节,在计算时要注意三个问题:产值计算应取净产值,而不是总产值;产量计算时应是合格品,而不包括次品、等外品和废品;对于生产多种产品的企业应考虑实际情况,合理分摊能源消耗量。这样才能有力地推动能源的节约和合理使用。
④综合能耗与单项能耗比较: 更全面地反映企业能源利用水平;反映出能源互相替代的影响;便于同类产品能耗的互相比较。
总之,采用综合能耗指标便于能源的定额管理,又便于能源的统计和计划管理。可是也要注意到单项能耗指标的优点和作用,它能够直观地反映出所用的能源种类、品位和结构,又可了解企业能源的消费构成,节省优质能源,发现耗能过大的环节。单项能耗是制定综合能耗的基础,综合能耗又是各项单项能耗的综合反映,因此,它们在企业能源管理中,是相辅相成的两个方面。
(2)能源利用率
①设备热效率:
即

对于用能设备:Q有效 — 为工艺有效热;
Q供入 — 为供入设备的所有能量;
Q损失 — 损失能量。
②企业能源利用率:

即

其中: 企业总综合能耗量Q＝Q1＋Q2＋Q3－Q4－Q5;
Q1 — 一次能源消耗量;
Q2 — 二次能源消耗量;
Q3 — 耗能工质的能源消耗量;
Q4 — 生活用能消耗量;
Q5 — 非能源转换企业自产外销的二次能源消耗量。
企业能源利用率是一项综合性技术指标,它不但是每个设备状况的反映而且反映了包括管理、运行、操作、负荷、工艺、原料、产品、环境等多种因素与环节的情况,它是企业真正用能水平和实际能力的集中表现。
系统效率＝购入(贮存)效率×转换效率×传输效率×使用效率

串联系统效率:
η系统＝η购入×η转换×η输送×η利用＝η1×η2×η3×η4＝ηi

并联系统效率:

其中: 　 — 用能单元i的能源消耗总量;
ηi — 用能单元i的能源利用率。
由上述能够看出,　和ηi大的单元对系统影响显著。
③回收率
回收率表示企业由于采取余热回收和重复利用所带来的节能效果。

综合起来,这些技术指标各有特点,是从不同角度来反映企业用能水平。能耗直观性强,适用于考核产品的耗能水平,还便于比较;利用率体现企业和设备用能水平,经过对它的测试分析,可找出节能潜力与方向;回收率则反映企业余热利用程度。能够初步衡量一个企业的能源管理水平,为制订节能技术改造措施提供科学的依据。

6.有效利用能计算
企业有效利用能量系指企业实际消耗的各种能源中,终端利用所必须的能量。它的计算十分复杂,这里不详细讨论。一般要计算主要生产、辅助生产、采暖(制冷)、照明、运输、生活及其它几项的有效利用能量,也能够有其它的分类方法,
综合起来就是企业的有效利用能量。

7.主要结果整理
我们经过企业能量平衡工作,取得了大量的统计与测试数据和资料,我们用什么办法去整理、分析这些能源数据呢?又要用什么方法把它们集中表示出来呢?要做到对企业能源系统进行简明、科学地描述用能状况,方法简单、概念清楚、结构灵活、使用方便,同时也为进一步使用电子计算机技术,建立企业能源管理信息系统提供方便。建议采用国家标准GB／T3484—93<企业能量平衡通则>所规定表格以外,再增加两个图形和一个表格,即企业能源网络图、企业能流图和企业能量平衡表,它们的绘制原则和编制方法将在下面几节专门讨论。

二、企业能量平衡表
1.用途
企业能量平衡表是企业能源系统进行综合分析的一种有用工具,也为改进企业能源管理,编制企业能源计划提供科学依据。
(1)分析企业能源系统状况、能量平衡关系,为企业能源管理、编制能源计划提供科学依据。
(2)分析企业节能潜力,明确节能方向,能源相互替代,确定节能技术改造方案。
(3)计算企业能源利用率。
(4)为绘制企业能源网络图与企业能流图提供了详细、可靠的数据。
1997年开始实施的国家标准<企业能量平衡表编制方法>(GB/T16615—1996)。

2.编制原则
(1)企业能量平衡表采用矩阵形式表示,大部分是纵向排列(栏)表示能源项,横向各行表示能源的流向(来源去向)。
(2)企业用能包括一次能源、二次能源和耗能工质,特别是要区分购入能源、自产能源与耗能工质。
(3)平衡表内数据关系应符合能量守恒定律,即热力学第一定律。不得漏项,不得重复计算。对企业自产的二次能源与耗能工质应特别注意这一点。
(4)设计企业能量平衡表的内容应尽可能详细,如因数据不足,暂时不能考虑的项目在以后加进表格时,应不改变平衡表的基本结构与布局。
(5)企业能量平衡表格应和国家标准(GB/T16615—1996)、上级主管部门统计口径一致。
(6)在企业能量平衡表内,要对某一局部做详细填写时,能够编制企业能量平衡表分表,作为总表的补充与说明。

3.填写说明
由于受表格的限制,企业能量平衡表不能填写许多文字来说明复杂的用能过程,它必须附有一些必要的解释与说明,甚至要加一些附表。
(1)说明企业能量平衡表的填写方法与表中各项的意义;
(2)说明原始数据来源与数据处理;
(3)说明平衡表正、负号的含义;
(4)说明库存量变化;
(5)企业平衡表的每一纵列应保持平衡,当出现不平衡时,把不平衡部分放入统计误差项,并加以说明;
(6)标明能量折算系数表;
(7)标明统计期。

4.企业能量平衡表格式
(1)企业能量平衡表的横行划分为购入贮存、加工转换、输送分配、最终使用四个环节。纵行是能源的供入能量、有效能量和损失能量、回收能量和能量利用率等项。
(2)具有购入贮存、加工转换、输送分配与最终使用四个环节,并填有实际数据的企业能量平衡表格式见表3.4。
(3)最终使用划分为主要生产系统、辅助生产系统、采暖(空调)、照明、运输及其它等六个用能单元。
(4)企业能量平衡中只在购入贮存环节中有等价值栏和当量值栏,企业能量平衡表中其它环节只采用当量值。

5.编制企业能量平衡表的数据
(1)企业能量平衡表的基础数据来源于企业能源统计资料。
(2)企业能量平衡表的数据,除标明的各种能源的实物量及等价值栏外,均是能源的当量值。
(3)企业能量平衡表的结果应符合能量守恒定律。各种能源的当量值收支总量应保持平衡;供入能量与有效能量及损失能量之和保持平衡。
(4)非平衡项数值应使用方括号括住。
(5)购入贮存栏内数据,已扣除库存增量及外销量。
(6)各种能源的折算应符合国家标准GB—2589—81。
(7)能源利用率按下式计算:

6.文字说明
(1)说明原始数据来源。
(2)计算结果出现不平衡时,应说明原因。
(3)标明能源折算为标准当量的折算系数。
(4)标明统计期。
(5)计算出企业能量利用率,按下式计算:

表3.1 某(毛纺)企业能量平衡表
统计期1989年　　 　　　　　　　　　　　　单位:tce

三、企业能源网络图
它是用网络的形式描述企业能源系统的图形,我们根据企业能源管理国家标准规定,运用网络的形式,由左向右描述企业能源系统的能源流动过程;其中包括物质流和信息流,而且满足热力学第一定律。
企业能源网络中,每一个用能单元的能源都假定从左侧流入,其数据中上面标注的数字表示投入能源量,下面括号内的数字表示占投入企业能源总量的百分比。从用能单元右侧出的箭头上方数字表示该单元的有效能量。下面括弧内数字表示占投入企业能源总量的百分比。

1.企业能源网络图的作用
它和企业能量平衡表一样,也是企业能源管理的基础性工作,和它配套的有企业能量平衡表和企业能源网络图数据表,它在企业能源管理工作
中的作用如下:
(1)形象直观地描述了本企业能源系统的基本平衡关系,集中了企业能源物流和信息流;
(2)反映企业使用的各类能源在各节点上的流入量与流出量平衡关系;
(3)反映了企业能源系统各环节、各用能单元的能源量平衡关系;
(4)标明各用能量占投入企业总能源量的比例,能够看出这份能量在企业用能系统的重要性;
(5)系统地表明企业能源体系各环节、各用能单元的能源消费结构;
(6)根据各环节的能源投入产出平衡关系,能够计算出各环节的能源利用率,直至推算出企业能源利用率和企业能量利用率;
(7)经过能源网络图各环节、各用能单元的能源利用分析,能够摸清企业节能潜力,明确节能技改方向;
(8)能源网络图本身就是能源系统的一种描述模型,它能够发展成为各种能源数学模型以及建立能源数据库,为利用计算机技术建立企业能源管理信息系统打下了基础。

图3.2　某厂能源网络图(1989年)
某(毛纺)企业能源网络图　　　统计期1989　　　 单位:tce

2.企业能源网络图绘制方法
(1) 遵照国家标准<企业能源网络图绘制方法>(GB/T16616—1996)。
(2)企业能源网络图把企业的用能系统划分为购入贮存、加工转换、输送分配与最终使用四个环节,按网络的形式由左向右绘制,每个环节又可分为一个或几个用能单元,其中购入贮存、加工转换与最终使用各环节内的用能单元分别以圆形、方形和矩形表示;在能源系统中回收的可利用能源单元可用菱形表示,以示区分。
(3) 能源网络图中能源流向规定由左向