能源统计、计量及节能量核验
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能源统计、计量及节能量核验. 郑 深 方圆标志认证集团产品认证有限公司副总经理 [email protected] WWW.CQM.COM.CN. 方圆标志认证集团有限公司 地址:北京市海淀区增光路 33 号 电话: 010-88411888. 主 要 内 容. 能源统计与计量. 节能量测量与核证. 节能量审核. 一、能源统计与计量. 1. 基本概念 ( 1 )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: Q dw =Q gw - r·W

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能源统计、计量及节能量核验

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能源统计、计量及节能量核验

郑 深

方圆标志认证集团产品认证有限公司副总经理

[email protected]

WWW.CQM.COM.CN

方圆标志认证集团有限公司 地址:北京市海淀区增光路33号 电话:010-88411888


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主 要 内 容

能源统计与计量

节能量测量与核证

节能量审核


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一、能源统计与计量

1.基本概念

(1)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。


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一、能源统计与计量

1.基本概念

(2)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。按标准煤折算的热量值称为当量热值。

(3)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


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一、能源统计与计量

表 能源折算系数表


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(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,可以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。

企业经计量的各类能源总量

企业能源购入总量

企业已配置的能源计量器具数

企业应配置的能源计量器

             抽查合格的能源计量器具数

              抽查能源计量器具总数

计量标准器具周检合格数

              计量标准器具周检基数

计量器具周检合格数

               计量器具周检基数

一、能源统计与计量

能源计量率(检测率)=

×100(%)

能源计量器具配备率=

×100(%)

能源计量器具完好率=

(抽验合格率)

×100(%)

能源计量标准器具=

周检合格率

×100(%)

×100(%)

能源计量器具周检合格率=


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一、能源统计与计量

2.企业能源统计体系的建立

(1)企业能源统计的基本任务

  • 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;

  • 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;

  • 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。

  • 企业利用能源统计数据,可以科学合理用能,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。


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一、能源统计与计量

2.企业能源统计体系的建立

(2)企业能源统计框架及能量平衡

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Er=Ec=Ecy+Ecg+Ecs Ecy—生产利用能源

Ey—输入体系的全部能源 Ecg—对外供应的能源

Ec—输出体系的全部能量 Ecs—损失能量


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一、能源统计与计量

2.企业能源统计体系的建立

(3)企业能源购入贮存统计

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;所以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。


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表 某企业投入能源量表


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表 企业能源投入总量统计指标

Q0(i)

Q1(i)

Q2(i)


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一、能源统计与计量

2.企业能源统计体系的建立

(4)企业能源加工转换统计

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。


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表 能源加工转换统计指标


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一、能源统计与计量

  • (5)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。

  • 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的统计记录,所取得的统计数据(累计读数)必须具有一定的可靠性。


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一、能源统计与计量

  • 输配电损失

  • 发电厂通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,提高我国的电能利用率。


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图2.2 电能输送徐径及其转换效率


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一、能源统计与计量

3.计量器具配备的要求

  • 能源计量制度

  • 用能单位应建立能源计量管理体系,形成文件,并保持和持续改进其有效性。

  • 用能单位应建立、保持和使用文件化的程序来规范能源计量人员行为、能源计量器具管理和能源计量数据的采集、处理和汇总。


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一、能源统计与计量

3.计量器具配备的要求

  • 能源计量人员

  • 用能单位应设专人负责能源计量器具的管理,负责能源计量器具的配备、使用、检定(校准)、维修、报废等管理工作

  • 用能单位应设专人负责主要次级用能单位和主要用能设备能源计量器具的管理。

  • 用能单位的能源计量管理人员应通过相关部门的培训考核,持证上岗;用能单位应建立和保存

  • 能源计量管理人员的技术档案。

  • 能源计量器具检定、校准和维修人员,应具有相应的资质。


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一、能源统计与计量

3.计量器具配备的要求

  • GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》

  • 能源计量器具配备率

  • 用能单位对其下属的次级用能单位的耗能指标管理是用能单位能源管理的核心,如果对主要次级用能单位没有能源计量器具配备的强制要求,就无法做到有效管理。

  • 对用能单位能源计量器具的配备率实行分级要求,是行之有效的好办法。

  • 主要用能设备的耗能指标管理是用能单位能源技术管理的关键,它关乎用能单位的设备先进性考核、设备运行考核、主要产品单耗指标考核等技术核心指标,因此,主要用能设备的能源计量器具配备要求是强制性的。


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一、能源统计与计量

3.计量器具配备的要求

  • 用能单位应备有完整的能源计量器具一览表。表中应列出计量器具的名称、型号规格、准确度等级、测量范围、生产厂家、出厂编号、用能单位管理编号、安装使用地点、状态(指合格、准用、停用等)。主要次级用能单位和主要用能设备应备有独立的能源计量器具一览表分表。

  • 用能设备的设计、安装和使用应满足GB/T 6422,GB/T15316中关于用能设备的能源监测要求。

  • 用能单位应备有能源计量器具量值传递或溯源图,其中作为用能单位内部标准计量器具使用的,要明确规定其准确度等级、测量范围、可溯源的上级传递标准。

  • 用能单位的能源计量器具,凡属自行校准且自行确定校准间隔的,应有现行有效的受控文件(即自校计量器具的管理程序和自校规范作为依据


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一、能源统计与计量

3.计量器具配备的要求

  • 能源计量器具应实行定期检定(校准)。凡经检定(校准)不符合要求的或超过检定周期的计量器具一律不准使用。属强制检定的计量器具,其检定周期、检定方式应遵守有关计量法律法规的规定。

  • 在用的能源计量器具应在明显位置粘贴与能源计量器具一览表编号对应的标签,以备查验和管理


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一、能源统计与计量

4.现代能源计量技术系统

  • 建设能源计量数据的公共平台

  • 大部分企业能源计量器具配备和使用水平较低,在政府节能管理方面,能源计量数据得不到充分应用,能源统计数据大部分通过估算得来,并不能追溯到能源计量数据,缺乏充分的科学依据和足够的真实性,致使政府部门对能耗的监测及管理工作难以落实。

  • 以建设能源计量数据公共平台为基础,规范用能单位特别是重点耗能单位能源计量数据的采集行为,明确对水、电、煤、气(汽)、油等能源的计量标准,分别面向企业和政府部门分类分行业构建能源计量数据系统,建立能源计量数据监测、采集、统计和分析系统,保证能源计量数据客观、真实、准确。


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一、能源统计与计量

4.现代能源计量技术系统

  • 建设能源计量数据的公共平台


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一、能源统计与计量

4.现代能源计量技术系统

  • 建设企业能源管理中心

  • 采用自动化、信息化技术和集中管理模式,对企业能源系统的生产、输配和消耗环节实施集中扁平化的动态监控和数字化管理,改进和优化能源平衡,实现系统性节能降耗的管控一体化系统。


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一、能源统计与计量

4.现代能源计量技术系统

  • 基于无线通讯技术的远程能源计量管理系统

  • 基于GSM/GPRS/CDMA公网平台的自动抄表系统, 只要存在手机信号的地方系统都可以稳定的运行。其中GSM短信无线抄表系统具有超低的运行费用,这也增强了系统可应用性。电表终端可以按照设定定点定时主动上报电表数据,抄表中心可以随时主动读取任何一块电表的数值,而且数据自动存入数据库,便于操作人员后期查询。系统可以自动生成日报、月报、图型曲线等,具有直观、准确、高效的特点。


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一、能源统计与计量

4.现代能源计量技术系统

  • 数字化能源监测设备(能源计量器具)

    远程计量、数字化采集、多传感器、智能分析相结合

  • 电能质量分析仪

  • 流量计

  • 烟气分析仪

  • 测温仪


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二、节能量测量与核证

1.基本概念

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,通常是实际消耗的能源量与某一能源消费定额之差值。所以,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。


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二、节能量测量与核证

1.基本概念

  • 节能量=基准年的能耗量-改造后的能耗量+调整量

  • 基准年的能耗量

  • 节能技改前设定时期内

  • 一定负荷及工况条件

  • 一般取一年

  • 改造后的能耗量

  • 与基准年相同时期

  • 相同负荷及工况条件

  • 理论上由仪器测量所得,原则为实际能耗数据,而不是理论推算数

  • 调整量(“+、-”)

  • 用于将改造前后运行工况修正为相同条件

  • 通常包括:气候条件、产品规格、负荷、产量等


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二、节能量测量与核证

1.基本概念


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二、节能量测量与核证

2.步骤

  • 划定项目边界及条件;

  • 选择测量和验证方法;

  • 确定基期及统计报告期;

  • 收集、测量能耗基准、运行状况等数据,并加以分析记录;

  • 编制测量和验证方案;

  • 设计、安装、调试测量和验证方案所需的专门测试设备;

  • 测量统计报告期能耗、运行状况等有关数据,并加以分析记录;

  • 计算和验证节能量,分析节能量的不确定性,必要时对项目的能耗基准进行调整;

  • 在统计报告期内,各方最终确认节能量。


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二、节能量测量与核证

3.边界的确定

  • 确定项目节能措施影响的用能设备或系统的范围和地理位置界限。

  • 项目边界应包括所有影响项目能源消耗状况的设备和设施(包括附属设备、设施)


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二、节能量测量与核证

3.基期、报告期的确定

  • 确定基期:节能措施实施前的时间段

  • 确定报告期:节能措施实施后的时间段

  • 项目基期、统计报告期应覆盖边界内的典型工况,统计报告期单元长度应与基期相同,设置方法相对应。


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二、节能量测量与核证

4.测量和验证方法

  • 能耗基准-影响因素模型法

    建立能耗基准与影响因素的函数关系。影响因素可包括自然因素(如室外气温)和运行因素(如开工率、客房占用率、产量)等。

    某个参数是否进行测量或约定,应根据其对节能量的影响程度决定,影响显著的参数必须采用测量方法确定。


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二、节能量测量与核证

4.测量和验证方法

  • 直接比较法

    在统计报告期内,测量节能措施开启时项目的能耗,获得统计报告期能耗;

    在统计报告期内,测量各典型工况下节能措施关闭时项目的能耗;

    将各典型工况下的节能措施关闭时能耗作为自变量,通过约定的计算方法确定校准后能耗基准;

    由一般公式计算节能量。


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二、节能量测量与核证

4.测量和验证方法

  • 模拟软件法

    采用模拟软件预测校准后能耗基准及统计报告期能耗,依据一般公式计算节能量。

    过程加热评估工具(PHAST)是由E3M公司和橡树岭实验室为美国能源部开发的一套用来对多个工业领域中使用的加热设备进行能源评估的软件。 PHAST水泥使用能源审计中收集的数据,可以生成显示能源使用和损失情况的热平衡表。这一信息可以用来确定主要的热损失环节并确定需要采取的降低热损失的措施,用来估计熟料生产设备每一节能措施带来的节能量,也可以用于估计同时应用多种节能措施带来的节能总量。

    纺织工业能效评估和减排工具(EAGER Textile工具)是劳伦斯伯克利国家实验室开发的专门用于纺织工业的能效评估评估和减排工具。可利用此工具选择工厂想要实施的节能措施或感兴趣的节能措施,评价这些节能措施的实施效果。EAGER Textile工具就能自动计算出典型的节能量(用电量、燃料用量、终端能源与一次能源)、二氧化碳减排量、成本与简单回收期等。


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二、节能量测量与核证

4.节能量核验的主要影响因素

(1)项目边界的影响

若选择的边界过大,则分析监测成本过大,边界内影响能源消耗的因素多,不易剔除与节能技改项目无关的影响;若选择的边界过小,不能覆盖节能技改项目所能影响的范围,易造成节能量过小。


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二、节能量测量与核证

4.节能量验证的主要影响因素

(2)能耗数据的有效性

  • 以下数据可用于确定节能量:

    a) 经校准后可采信的能源统计数据及财务数据,如公用事业公司提供的表计数据、能源费用帐单等;

    b) 符合标准规范要求的能源计量仪表的读数;

    c) 使用在检定有效期内的检测仪器测量得到的能源消耗数据;

    d) 经过校准的,用计算机模拟获得的系统或设施的能源消耗;

    e) 公认的或相关各方认可的常用节能措施的数据。


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二、节能量测量与核证

4.节能量验证的主要影响因素

(3)计算方法差异-最小原则

  • 建立“能耗基准-影响因素”函数关系并测量全部参数一般具有较低不确定性,建立“能耗基准-影响因素”函数关系并测量部分参数具有中等不确定性。

    注:建立“能耗基准-影响因素”函数关系并测量全部参数一般都具有较高的技术要求和成本。

  • 直接比较法具有中等的不确定性;

  • 由于无法公开全部技术细节,模拟软件法具有较高不确定性。

  • 如数据可支持采用多种计算方法,取节能量最小为核算结果。 


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三、节能量审核

1.国家政策

  • 《节能技术改造项目财政奖励资金管理办法》财建【2011】367号文件

  • “十二五”期间,中央财政继续安排专项资金,采取“以奖代补”方式,对节能技术改造项目给予适当支持和奖励。

  • 东部地区节能技术改造项目根据项目完工后实现的年节能量按240元/吨标准煤给予一次性奖励,中西部地区按300元/吨标准煤给予一次性奖励。


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三、节能量审核

1.国家政策

  • 《合同能源管理项目财政奖励资金管理暂行办法》

  • 中央财政安排奖励资金,支持推行合同能源管理,促进节能服务产业发展。

  • 财政奖励资金支持的对象是实施节能效益分享型合同能源管理项目的节能服务公司。 财政奖励资金用于支持采用合同能源管理方式实施的工业、建筑、交通等领域以及公共机构节能改造项目。


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三、节能量审核

1.国家政策

审核依据:

国家发改委

  • 《节能量审核指南》

  • 《节能量监测和确定方法》


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三、节能量审核

文件审查

2.审核程序

  • 初审:基准能耗和预期节能量

  • 终审:实际节能量和资金使用

  • 现场推荐结论,受审核方确认

综合评定

  • 政府/企业委托

  • 签订合同

  • 合规性评价

  • 组成审核组

  • 编制评审计划

  • 专家审核

  • 修改确认

  • 提交委托方

受理

现场审核


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三、节能量审核

2.审核程序

  • 现场审查

    现场审查指审核员到现场对企业的客观记录和生产情况进行审查,并根据审查结果计算企业的节能量。

    现场包括基准能耗状况审核(初次审核)和实际节能量审核(最终/清算审核)。最终审核得到的是实际节能量。


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三、节能量审核

2.审核程序

合规性规定

  • 按照有关规定完成审批、核准或备案(完成环评批复);

  • 改造主体符合国家产业政策,且运行时间3年以上;

  • 节能量在5000吨(含)标准煤以上;

  • 项目单位改造前年综合能源消费量在2万吨标准煤以上;

  • 项目单位具有完善的能源计量、统计和管理措施,项目形成的节能量可监测、可核实。

  • 主要支持燃煤锅炉(窑炉)改造、余热余压利用、节约和替代石油(仅包括节约石油改造项目)、电机系统节能、能量系统优化等节能技术改造项目。

  • 不支持:落后产能、替代燃煤或掺烧、扩大产能、外购或外供余热余压等


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三、节能量审核

3.节能量计算

计算原则

  • 以统计计量数据为基础设计计算方法

  • 实际替代或节约的能源消耗计算为节能量

  • 将改造项目影响的能源消耗划入边界范围


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三、节能量审核

3.节能量计算

主要有以下计算方法:

  • 单耗计算

  • 等工况能耗差值计算

  • 典型工况测量

  • 理论参数计算


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三、节能量审核

4.典型案例

(1)锅炉节能技术改造

情景描述:集中供热替代分散供热,即用大锅炉替代多个小锅炉。

ΔE=(E0-E1)×S0

ΔE—改造项目节能量,单位为吨标准煤

E0 —改造前单位面积综合能耗,单位为tce/m2

E1 —改造后单位面积综合能耗,单位为tce/m2

S0 — 项目改造前的供热系统总供热建筑面积,单位为m2

项目边界应包括改造前的整个供热系统,即包括改造后供热系统内相互影响的大锅炉的供热面积。


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三、节能量审核

4.典型案例

(1)锅炉节能技术改造

情景描述:高效锅炉替代传统链条炉;提高锅炉整体运行效率。

  • 适用范围:锅炉运行负荷变化不大

  • 数据要求:单台锅炉年耗能量、改造前后锅炉效率(第三方测试报告)可知。


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三、节能量审核

4.典型案例

(1)锅炉节能技术改造

  • 计算方法——锅炉效率测算法:

    ΔE—单台改造锅炉节能量,单位为吨标准煤

    η0n—改造前单台设备效率,单位为%

    η1n—改造后单台设备效率,单位为%

    E0n—改造前单台设备年耗能量,单位为吨标准煤

  • 将所有改造锅炉的节能量相加,得到项目节能量


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三、节能量审核

4.典型案例

  • (2)余热余压利用

  • 余热发电—项目已建成投产

  • 计算方法:发电量计算法

  • 节能量为项目实施后余热余压电站的发电量减去自用电量,按电力等价值折算成标煤的数量,再减去基准能耗。


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三、节能量审核

4.典型案例

  • 计算公式

  • ΔE=M0 [k (Pt-Ps) ]/M1

  • ΔE—项目节能量,单位为吨标准煤

  • k —每万千瓦时电力折合的等价值标煤量,单位为吨标煤/万千瓦时(按国家统计局发布的当年发电)

  • Pt —项目实施后余热余压电站年总发电量,单位为万千瓦时

  • Ps —项目实施后余热余压电站年自用电量,单位为万千瓦时

  • M0 —改造前产品产量,单位为吨应折为标准产品量

  • M1 —改造后产品产量,单位为吨应折为标准产品量


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三、节能量审核

4.典型案例

  • (3)电机系统节能改造

  • 计算方法

  • 节电率测算法:

  • 负载率一般在70-80%,节电率一般在15%以下

  • (1)项目实施前基准能耗×节电率

  • E01=总功率×平均负载率×运行时间

  • ΔE =E01 ×节电率

  • (2)实测耗电量×节电率

  • ΔE =E耗电 ×节电率


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