企业能量平衡计算

宁波市节能协会
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发布时间： 2016-11-02

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。