能源管理及统计基础知识讲解

能源统计方法清华大学孟昭利12一、基础知识31.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，即通常所说的“统4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。5（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，能为作功的本领。能是物理运动的一种度量，并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）能源能源是可以从其中得到热、光、动力之类的能量的物质资源，可以是燃料、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可以得到能量的资源才能称之为能源。我国节能法所称能源，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通过加工、转换而取得有用能的各种资源。6（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。7（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。（GB2589－1990）例如水、压缩空气等。（7）燃料发热值我国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）。8表2.1一次能源的平均低位发热量类别单位平均低位发热量(kcal)煤全国(平均)Kg5000油原油kg10000矿井气气天然气油田气m3m3m380009310100009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。102.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11燃料动力形式单位固体燃料吨①液体燃料原油吨①各种成品油桶②、升、加仑③气体燃料标准立方米、标准立方英尺电力千瓦小时①这里指的是1000kg。另外英美还使用长吨和短吨，1978年以前英国用长吨（1016.05kg,2240磅）,美国用短吨（907.2kg,2000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（3.7854L）。表2.2能源统计的原始单位12图2.1能源统计中的各种通用单位能源所含热量高位热值低位热值热量单位换算成某种燃料量焦耳（J）或其倍数卡（cal）或其倍数英热单位（Btu）或其倍数煤当量——吨煤当量(我国称吨标煤)1tce=7×106kcal油当量吨油当量（toe）OECD各国：1toe=107kcal(NCV)UN统计1toe=1.02×107kcal(GCV)其他，如国际壳牌石油公司：1toe=1.0837×107kcal桶油当量（BOE）131969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《关于在我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。14表2.3用于构成十进倍数和分数单位的词头因数词头名称词头符号因数词头名称词头符号1018艾[可萨](exa)E10-1分(ceci)d1015拍[它](peta)P10-2厘(centi)c1012太[拉](tera)T10-3毫(milli)m109吉[咖](giga)G10-6微(micro)106兆(mega)M10-9纳[诺](nano)n103千(kilo)k10-12皮[可](pico)p102百(hecto)h10-15飞[母托](femto)f101十(deca)da10-18阿[托](atto)a15表2.4常用带词头的能源单位带词头的能源单位能源单位带词头的能源单位能源单位Mt百万吨TW10亿千瓦Gt10亿吨kW·h千瓦小时Mtce百万吨煤当量或百万吨标准煤MW·hGW·h千千瓦小时百万千瓦小时Mtoe百万吨油当量TW·h10亿千瓦小时MW千千瓦mg毫克GW百万千瓦g微克16（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10000kcal）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。［例1］［例2］转换效率二次能源具有的能量等价热值)/(823585.070001kgkcalkg焦炭的等价热值)/(90072.06501kgkcalkg值低压饱和蒸汽的等价热173.折算标准煤系数表2.5能源折算系数表能源品种平均低位发热量实测或参用折标系数原煤5000（kcal/kg）20908（kJ/kg）0.7143（kgce/kg）洗精煤6300（kcal/kg）26344（kJ/kg）0.9000（kgce/kg）洗中煤2000（kcal/kg）8363（kJ/kg）0.2857（kgce/kg）焦炭6800（kcal/kg）28435（kJ/kg）0.9714（kgce/kg）原油10000（kcal/kg）41816（kJ/kg）1.4286（kgce/kg）汽油10300（kcal/kg）43070（kJ/kg）1.4714（kgce/kg）煤油10300（kcal/kg）43070（kJ/kg）1.4714（kgce/kg）柴油10200（kcal/kg）42652（kJ/kg）1.4571（kgce/kg）重油10000（kcal/kg）41816（kJ/kg）1.4286（kgce/kg）液化石油气12000（kcal/m3）50179（kJ/m3）1.7143（kgce/m3）炼厂干气11000（kcal/m3）46055（kJ/m3）1.5714（kgce/m3）天然气9310（kcal/m3）38931（kJ/m3）1.3300（kgce/m3）焦炉煤气4300（kcal/m3）17981（kJ/m3）0.6143（kgce/m3）电力当量值860(kcal/kW·h)等价值2828(kcal/kW·h)3600（kJ/kW·h）11838（kJ/kW·h）0.1229（kgce/kW·h）0.4040（kgce/kW·h）热力按热焓计算0.03412（kgce/MJ）0.1429（kgce/Mcal）煤泥2000～3000（kcal/kg）8374～12560（kJ/kg）0.2857～0.4286(kgce/kg)泥炭1500～2500（kcal/kg）6280～10467（kJ/kg）0.2143～0.3571(kgce/kg)煤焦油8000（kcal/kg）33453（kJ/kg）1.1429(kgce/kg)粗苯10000（kcal/kg）41816（kJ/kg）1.4286(kgce/kg)18(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）能源种类平均发热量折标系数气田气8500（kcal/m3）1.214（kgce/m3）油田伴生气9300（kcal/m3）1.329（kgce/m3）煤矿瓦斯3500～4000（kcal/m3）0.5～0.571（kgce/m3）焦炉煤气4300（kcal/m3）0.614（kgce/m3）焦炭制气3900（kcal/m3）0.557（kgce/m3）发生炉煤气1250（kcal/m3）0.179（kgce/m3）压力气化煤气3600（kcal/m3）0.514（kgce/m3）重油催化裂解气4600（kcal/m3）0.657（kgce/m3）重油热裂解煤气8500（kcal/m3）1.214（kgce/m3）水煤气2500（kcal/m3）0.357（kgce/m3）生物质能人粪4500（kcal/kg）0.643（kgce/kg）牛粪3300（kcal/kg）0.471（kgce/kg）猪粪3000（kcal/kg）0.429（kgce/kg）羊、驴、马、骡粪3700（kcal/kg）0.529（kgce/kg）鸡粪4500（kcal/kg）0.643（kgce/kg）大豆秆、棉花杆3800（kcal/kg）0.543（kgce/kg）稻杆3000（kcal/kg）0.429（kgce/kg）麦杆3500（kcal/kg）0.500（kgce/kg）玉米杆3700（kcal/kg）0.529（kgce/kg）杂草3300（kcal/kg）0.471（kgce/kg）树叶3500（kcal/kg）0.500（kgce/kg）薪柴4000（kcal/kg）0.571（kgce/kg）沼气5000（kcal/m3）0.714（kgce/m3）19(3)热力单位采用百万千卡（1Gcal=142.9kgce,1Mcal=0.1429kgce）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焓值取20kcal／kg。③开路供热时热水焓值取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2.7蒸汽热焓参考值蒸汽种类压力（kgf/cm2）温度（℃）热焓值（kcal/kg）饱和蒸汽1～2.53～78127135～165170620630640过饱和蒸汽1～20200222～260280～320350～50065068070075020表2.8某些耗能工质的平均等价值与折算系数耗能工质种类单位等价值kcalkgce各种水新鲜水循环水软化水除氧水tttt1800(1200~2000)1000(800~12