5、 企业能量平衡.ppt

1、第五部分企业能量平衡,主讲人：尹 洪 超 大连理工大学能源与动力学院 教授 博导 化工系统工程研究所 博士 新能源与节能研究中心 副主任 热力工程与节能设计研究所 所长 电话传真E-mail：,企业能量平衡,企业的能量平衡是以企业为体系的，指进入企业的能量与从企业中排除的能量之间的平衡。 通过能量平衡，可以了解进入与排除的能量的构成，了解用能水平，清楚各种能量损失，可以寻求合理用能和节约用能的方向。,讲 课 内 容,一、企业能量平衡概述 二、企业能量平衡的目的 三、企业能量平衡的效果 四、企业热平衡 五、企业电平衡 六、企业水平衡,一、企

2、业能量平衡概述,目前的企业能量平衡，主要考察能量的数量关系，尚未考虑能量质量。 企业消耗能量包括各个部门设备，其中主要是用热设备，此外，动力设备，照明设备也消耗能量，用热设备消耗的能量占企业消耗能量的绝大部分。因此，能量平衡的重点是热平衡，在有条件的单位进行全部能量平衡，在尚不具备条件的单位，可以先搞热平衡。 企业能量平衡是由1978年提出的企业热平衡，逐渐增加了电平衡、企业水平衡等内容才发展为企业能量平衡，并于1983年制定了国家标准GB348483企业能量平衡通则。,二、企业能量平衡的目的,（1）摸清企业的用能现状； （2）分析企业及产品的用能水平； （3）摸清主要用能设备和工艺装置的效率

3、指标、企业的能源利用率、能量利用率； （4）查清企业余热资源和回收利用情况； （5）找出能量损失的原因、潜力，明确节能途径，为节能规划和节能改造提供依据。,三、企业能量平衡的效果,企业能量平衡的开展，取得了显著的效果： （1）大大提高了我国企业的能源管理水平。 （2）培养和造就了一大批人才。 （3）推动了节能工作的深入开展。,四、企业热平衡,（一）热平衡的基本概念 （二）热平衡的原则方法 （三）热流图 （四）热平衡的实施 （五）企业（装置）热平衡测试实例,（一）热平衡的基本概念,热平衡就是能量（主要是热量）的收支平衡，这里只考虑能的数量平衡，而未顾及能的质量，简称热平衡。 由于热平衡对象不同，

4、一般分为设备热平衡和企业热平衡。 企业热平衡则是以车间、企业为对象，研究其能量的收入与支出、消耗与有效利用及损失之间的平衡关系，运用系统综合的方法，采用统计、测试、计算等手段，通过能耗、利用率和回收率等三类技术指标来分析和掌握企业的耗能状况及用能水平，从而找出能源利用中存在的问题、浪费的原因，为加强能源的科学管理、改革工艺流程、改造低效设备、制定综合节能措施、实现合理用能、节约用能提供科学依据。,（二）热平衡的原则方法,（1）选择热平衡的对象 （2）明确热平衡的体系 （3）进行热平衡测试 （4）整理实验数据、编制“热平衡表” （5）计算各项技术指标，分析热平衡结果 （6）绘制热流图 综上所述，

5、进行热平衡的原则方法大致可归纳为：选择对象、明确体系、热工测试、整理计算、分析结果和绘制图表。,（三）热流图,所谓热流图就是热量利用的流向平衡的图。 这是热平衡工作的最后阶段，把测试计算整理好的最后结果形象的表示在一张图上，就把供入热，有效热，回收热和损失热按工艺流程和能量比例绘制成图。 其数量的大小要按比例绘出，一般常将进入热作为百分之百。按照不同的目的和需要，热流图可以画的比较简单，也可以画成比较复杂的分区图。工程设备到企业均可以绘制热流图。,（三）热流图,锅炉简易热流图,干燥箱简易热流图,（四）热平衡的实施,进行企业热平衡常用测试计算法，即通过对主要用能设备的测试，计算各类用能技术经济指

6、标，然后分析节能途径，制定节能措施。 测试计算法，主要靠测试，其次是计算。重点耗能设备都要测；非重点耗能设备可以参考已测设备进行估算。最后全企业进行综合计算。 （1）收集能源等技术经济资料 （2）进行重点耗能设备的测试 （3）进行全企业的汇总计算,（1）收集能源等技术经济资料,为了开展企业热平衡，必须对企业能源消耗情况有初步了解，为此，要做必要的调查研究，掌握一些资料： 设备情况：用能设备的设计参数，能耗指标，热效率，产品产量等。 运行情况：设备的实际运行情况，能耗情况，热效率，产品产量，开台率，运行时间。 同时应查出该类设备平均能耗水平，本企业历史最好水平，该类设备行业规定的能耗标准，同类设

7、备国内先进水平，国际先进水平。调查企业及其各部门耗能情况，填写出企业能耗构成及消耗情况统计估算表。根据统计表，确定重点能耗设备。,（1）收集能源等技术经济资料,企业能源统计表,（2）进行重点耗能设备的测试,重点耗能设备包括： 能耗转换设备；例如：锅炉，煤气发生炉，焦化炉等。这些设备往往耗能较多，影响较大（影响后续的用能设备）； 耗能多的设备； 效率低的设备； 代表性的设备；例如：锅炉，很多工厂都有锅炉：冶金、机械行业的加热炉；轻工、纺织行业的干燥机；化工行业的蒸发器等等。 其它设备属非重点耗能设备，不必逐一测试，可按照重点能耗设备情况估算。,（2）进行重点耗能设备的测试,重点耗能设备应该进行正

8、，反平衡测试与计算；既测出供入能源，算出有效热；同时测试和计算出各项热损失。具体做法如下： 确定热平衡体系 列出热平衡方程式 进行热工测试 编制设备热平衡表 计算各项技术经济指标 画热流图、分析试验结果,热平衡模型,（2）进行重点耗能设备的测试,设备热平衡表,（3）进行全企业的汇总计算, 汇总重点耗能设备的情况 修正设备热平衡表 估算非重点用能设备的用能情况 汇总企业全年的能量消耗情况 绘制企业热流图,（五）企业（装置）热平衡测试实例,大连石化分公司热电厂余热发电装置综合发电效率测试 大连西太平洋石油化工有限公司余热发电装置综合发电效率测试 齐鲁石化炼油厂加热炉测试 大连石化分公司加热炉测试,

9、五、企业电平衡,企业电平衡就是企业电能平衡，简言之叫企业电平衡。 企业电平衡是通过测算与分析，研究所分析的用电体系边界范围内，在一定时期的能量收入与支出，既传递、流向、分布、转换过程中的消耗与有效利用及损失之间的平衡关系。 （一）电平衡的目的 （二）电平衡的意义 （三）电平衡的基本概念与常用术语 （四）电平衡的方法和步骤,（一）电平衡的目的,（1）摸清耗电情况 （2）掌握用电水平 （3）制定科学的电耗定额 （4）加强科学管理 （5）制定节电规划,（二）电平衡的意义,企业的电能平衡是企业能量平衡的内容，是工矿企业实现电能科学管理，合理使用电能极其重要的工作。 通过电能平衡可以揭示出用电企业在整个

10、生产过程中各个用电环节电能使用情况，研究分析出电能是怎样利用的，从而找出科学使用电能的规律来，就是说可以通过电平衡可以揭示出电能利用中的问题和节电的主要途径。 电能平衡对加强电能使用的科学管理，制定合理的用电单耗，编制节电的措施和规划，改造设备，采用新工艺，新技术，新材料实现电能的有效利用，提供了科学依据。,（三）电平衡的基本概念与常用术语,（1）用电体系 凡是与消耗电能有关对象与范畴，统称用电体系 （2）电平衡的边界 在进行电平衡时总是要把研究的对象用电体系从其周围的用电体系中划分出来，其划分界限称为电平衡的边界 （3）外界 凡是与用电体系发生相互作用的周围其他部分称作体系的外界,（三）电平

11、衡的基本概念与常用术语,（4）电平衡方程 式中， ， 输入体系的功率或电能； ， 体系内有效利用的功率或电能； ， 体系内损失功率或电能总和 （5）受入电量 受入电量是指电网进户电表的计量电量和自备发电机出口电度表计量电量之和,（三）电平衡的基本概念与常用术语,电能平衡原理图,（三）电平衡的基本概念与常用术语,（6）供给电量 供给电量是指电网和自备发电机供给体系的生产电量之和，实际上就是外界供给体系的电量 （7）生产用电量 生产用电量是体系中用于基本生产和辅助生产的全部用电量，分直接生产用电和间接生产用电。 基本生产用电量：体系中直接用于生产的电量，也叫直接生产用电。 辅助生产用电量：体系中间

12、接用于生产的电量，也叫间接生产用电。,（三）电平衡的基本概念与常用术语,（8）其他用电量 非生产用电量 基建用电量 科学实验用电量 外供电量 （9）电能利用率：衡量电能利用程度的综和性指标 （10）产品用电单耗：用电体系在一定生产技术条件下，为生产一定量产品所规定的电能消耗标准,（四）电平衡的方法和步骤,企业电能平衡按体系的划分方法，应该包括生产用电设备的平衡、车间平衡、供电网络的平衡等。 第一步应该是用电设备的电能平衡 第二步应该是车间电能平衡 第三步应该是供电网络的电能平衡、其中包括供电装置（变压器）和配电装置及配电线路 （高低压线路、汇流排、电容器以及各类电气仪表等）的电能平衡。 分散、

13、非生产、基建、科研、外供等用电设备不进行电能平衡。,（四）电平衡的方法和步骤,企业电能平衡流程方框图,六、企业水平衡,水平衡测试是企业节水的一项基础工作，也是企业科学管理的重要内容之一。 所谓水平衡是指一个用水体系，在其生产中，所用全部水量的工艺用水平衡。 通过水平衡测试可以摸清企业用水现状，正确估价企业用水水平，挖掘节水潜力，明确节水主攻方向。为进一步采取节水技术措施，制定节水规划提供依据，并能为水行政主管部门实施用水许可制度和年度用水审验提供基本保证。,六、企业水平衡,（一）水平衡的必要性和重要性 （二）企业用水网络 （三）水平衡的实施,（一）水平衡的必要性和重要性,近年来， 随着工业及经

14、济飞速发展，存在水资源短缺与水污染并存的局面，严重威胁着人民生活水平的提高和经济的发展。 解决水资源供需矛盾的主要措施是开源与节流。实践证明，在开源达到一定程度的情况下，节水是解决缺水问题最快、最经济、最有效的措施。 水平衡测试是企业计划用水、节约用水、对水进行科学管理的一项基础工作，是考核企业用水水平的一项重要措施。 通过水平衡测试，可以确定不同行业的用水水平或同行业不同设备、不同工艺水平、不同管理水平的企业单位产品用水量，从而进一步确定不同行业的合理用水定额，并作为区域、流域内合理配置水资源，加强水资源管理的一项重要的、科学的依据。,（二）企业用水网络与水系统集成,实际生产过程中的节水方法

15、: 改善工艺过程,减少过程耗水量 废水直接回用(不处理直接用于其他单元) 废水再生回用(处理后用于其他单元) 废水再生循环(处理后用于原单元),常规节水策略 直观定量分析，着眼于单个单元操作或局部节水，不能使整个系统水量最小。 水系统集成技术 把整个用水系统作为一个有机整体，考虑如何分配各用水单元的水量和水质，使之重复利用率最大，废水排放量最小。,用水单元,再生,污水处理,废水排放,废 水 再 生 回 用,外部进水,废 水 直 接 回 用,用水网络示意,水集成系统进行炼油厂节水的例子,（三）水平衡的实施,水平衡测试是一项要求很严格的技术性工作，必须具备一定的条件，测试全过程和成果应满足国家有关

16、规范的要求。 （1）水平衡的基本条件和要求 （2）水平衡的步骤和内容,（1）水平衡的基本条件和要求, 水平衡测试一般要求在生产正常的情况下进行，否则数据再准确也无代表性。 供、排水管线要明确。 计量水表要配齐配全。 如果冷却水在企业中占的比重较大，这部分水受季节影响较大，将影响总水量的变化。所以水平衡测试必须按不同季节进行，才能取得满意数据。,（2）水平衡的步骤和内容,水平衡测试一般分为3个阶段： 从时间上看，准备阶段所用的时间最长，汇总分析阶段次之，实测阶段最短。,准备阶段 实测阶段 汇总分析阶段, 准备阶段,1）组织落实。为了确保测试工作的顺利进行，首先要制订水平衡测试的测试方案，抽调专人

17、具体负责此项工作，明确任务并进行职责分工，必要时，由企业分管领导组织协调，向有关部门落实各项任务。 2）历年用水情况调查。 3）企业现状用水普查，全面摸清企业用水情况及其特点。 4）设备检修。 5）摸清管路走向及各管路供水对象，根据调查情况绘制给排水管网简图，制定测试及汇总所需有关表格。 6）现状节水措施调查。, 实测阶段,企业规模不同，采用的测试方法不同，所花费的时间也有较大差异，一般10天左右。 水平衡测试的方法主要有两种： 一次平衡法 一次平衡法首先做管道泄漏量测试(即静平衡测试)，然后在24小时内将全厂所有的生产用水设备、辅助生产设备、附属生产设施及全厂生活设施的供水、复用水、排水、耗水等情况进行测试。 逐级平衡法 逐级平衡法首先做管道的泄漏量测试，然后在生产情况稳定的条件下，先进行设备水平衡，再做车间的水平衡，最后是全厂水平衡。, 汇总分析阶段,整理、汇总调查资料及实际测试结果 计算有关用水指标、各级水表配备率和监测率 按照