孟昭利:能源统计方法课件.ppt
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- 孟昭利 能源 统计 方法 课件
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1、能源统计方法能源统计方法清华大学孟昭利12一、基础知识一、基础知识31.基本概念基本概念(1)能源统计)能源统计 统计的最基本概念是计数,它有两个基本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
2、计项目之间的内在联系加以必的参量,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,即通常所说的要的说明,提出统计大纲,即通常所说的“统统4计计指标体系指标体系”。其次,要对体系中各项具体。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、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,这在统计学中称为明指标的涵义,这在统计学中称为“指标解指标解释释”。“统计指标体系统计指标体系”和和“指标解释指标解释”组组成了统计文件,它是进行统计工作的依据,成了统计文件,它是进行统计工作的依据,以保证统计工作
3、的准确性、统一性和完备性。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。能源统计是以能量为统计单位。5(2)能(能量)能(能量)能是一个物理概念,根据描述宏观物体基本能是一个物理概念,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、化学能单值函数。如机械能、分子内能、电能、化学能及核能等。及核能等。(3)能源)能源 能源是可以从其中得到热、光、动力之类的能源是可以从其中得到热、光、动力之类的能量的物
4、质资源,可以是燃料、自然能或能的载能量的物质资源,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,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。源才能称之为能源。我国节能法所称能源,是指煤炭、原油、天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。过加工、转换而取得有用能的各种资源。6(
5、4)一次能源)一次能源是从自然界直接取得,并不改变其基本形态的能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、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。生物质能、海洋能、风能、地热能,等等。(5)二次能源二次能源是一次能源经过加工转换成另一种形态的能源,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、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,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、
6、排放的有压流体如高温烟气、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。到的另一种能源,都称做二次能源。7(6)耗能工质)耗能工质耗能工质是指在生产过程中所消耗的那种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。(消耗能源的工作物质。(GB25891990)例)例如水、压缩空气等。如水、压缩空气等。(7)燃料发热值)燃料发热值我国我国1981年发布的国家标准(年发布的国家标准(GB258781)
7、规定:燃料发热量取低位发热值(见表规定:燃料发热量取低位发热值(见表2.1)。)。8表表2.1一次能源的平均低位发热量一次能源的平均低位发热量9 低位发热量,即燃料完全燃料,燃烧产物中的水低位发热量,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:中扣除蒸汽凝结热后的热量:Qdw=Qgw-rW式中:式中:Qdw,Qgw燃料的低位与高位发热量燃料的低位与高位发热量(kcal/kg);r水蒸汽凝结热水蒸汽凝结热(kca/kg);W1kg燃料燃烧产物的水蒸汽量燃料燃烧产物的水蒸汽量(kg/kg).进行
8、能量平衡时,应以燃料的低位发热量为计算进行能量平衡时,应以燃料的低位发热量为计算基准。由实测求得基准。由实测求得Qgw,并换算为燃料利用基低位发热并换算为燃料利用基低位发热量(公式见量(公式见GB258781)。当不能实测时,可根据)。当不能实测时,可根据燃料的工业分析结果的经验公式(见燃料的工业分析结果的经验公式(见GB258981)计算求得。计算求得。102.所用单位所用单位(1)原始单位)原始单位计量各种能源的实物量所用的单位称为计量各种能源的实物量所用的单位称为“原始单位原始单位”。(2)通用单位)通用单位能源统计要反映出多种能源的相互关系,能源统计要反映出多种能源的相互关系,就必须采
9、用共同的单位去计量不同的能源。要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,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。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)能源统计中使用单位 11这里指的是这里指的是1 000kg。另外英美还使用长吨和短吨,。另外英美还使用长吨和短吨,1978年以前英国用年以前英国用长吨(长吨(1 016.05kg,2 240磅)磅),美国用短吨(美国用短吨(907.2kg,2000磅)。磅)。桶为容积单位,这里指的是石油桶,约等于桶为容积单位,这里指的是石油桶,约等
10、于159L。加仑为容积单位,有英国加仑(加仑为容积单位,有英国加仑(4.546L)和美国加仑()和美国加仑(3.785 4L)。)。表表2.2能源统计的原始单位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能源源所所含含热热量量高位热值高位热值低位热值低位热值热量单位热量单位换算成某种换算成某种燃料量燃料量焦耳(焦耳(J)或其倍数)或其倍数卡(卡(cal)或其倍数)或其倍数英热单位(英热单位(Btu)或其倍数)或其倍数煤当量煤当量吨煤当量吨煤当量(我国称吨标煤我国称吨标煤)1tce=7106kcal油当量油当量吨油当量(吨油当量(toe)OECD各国:各国:1toe=107kcal
11、(NCV)UN统计统计1toe=1.02107kcal(GCV)其他,如国际壳牌石油公司:其他,如国际壳牌石油公司:1toe=1.0837107kcal桶油当量(桶油当量(BOE)131969年国际计量委员会建议废除卡热量年国际计量委员会建议废除卡热量单位,采用国际单位制(单位,采用国际单位制(SI)中焦耳作为能、)中焦耳作为能、功、热的单位,定义为功、热的单位,定义为1国际安培电流,在国际安培电流,在1国国际欧姆电阻上,际欧姆电阻上,1秒钟消耗的电能。秒钟消耗的电能。1984年年3月,国务院发布了月,国务院发布了关于在我国关于在我国统一实行法定计量单位的命令统一实行法定计量单位的命令,命令指
12、出:,命令指出:能量、功、热的法定计量单位为焦能量、功、热的法定计量单位为焦耳耳。1991年年1月月1日起,除个别特殊领域外,日起,除个别特殊领域外,不允许使用非法定计量单位。不允许使用非法定计量单位。14表表2.3用于构成十进倍数和分数单位的词头用于构成十进倍数和分数单位的词头15表表2.4常用带词头的能源单位常用带词头的能源单位16 (4)当量热值)当量热值 低(位)发热量等于低(位)发热量等于29.27MJ(或(或7000kcal)的固体燃料称为的固体燃料称为1kgce,在能源统计计算中采用在能源统计计算中采用tce。低(位)发热量等于。低(位)发热量等于41.82MJ(或(或10 00
13、0kcal)液体或气体燃料称)液体或气体燃料称1kgoe或标准立方米气。按标准煤量或标准立方米气。按标准煤量 (或标准油量),折算的热量值称为当量热值。(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 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、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.
14、404kgce/Kwh,其等价热值为,其等价热值为0.404 70002828kcal 其热功当量为其热功当量为860kcal,热,热电转换效率为电转换效率为860/28280.304。例例1例例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.折算标准煤系数折算标准煤系数 表表2.5 能源折算系数表能源折算系数表18(1)煤炭类原则上应采用企业实测单位重量的发热值;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各种燃气和生物质能的发热量应采用实测值,
15、再折算成标准煤当量。如无条件实测,取下表数值。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。表表2.6 各类燃气和生物质能折算系数表(参考值)各类燃气和生物质能折算系数表(参考值)19 (3)热力单位采用百万千卡热力单位采用百万千卡 (1Gcal=142.9kgce,1Mcal=0.1429kgce)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。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。闭路循环供热时热水焓值取闭路循环供热时热水焓值取20kcalkg。开路供热时热水焓值取开路供热时热水焓值取70kcalkg。上述情况的热水出口温度为上述情况的热水出口温
16、度为90,回水温度为,回水温度为70,给水温度为,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某些耗能工质的平均等价值与折算系数见表2.8。表表2.7 蒸汽热焓参考值蒸汽热焓参考值20表表2.8 2.8 某些耗能工质的平均等价值与折算系数某些耗能工质的平均等价值与折算系数214.4.能量单位换算能量单位换算 19861986年年7 7月月1 1日日中华人民共和国计量法中华人民共和国计量法规定,我国采用规定,我国采用国际单位(国际单位(SISI制)作为法定单位。取长度米制)作为法定单位。取长度米(m)(m),质量千克,质量千克(kg)(kg),时间秒,时间秒(s),(s),电流安
17、电流安 培培(A A),热力学温度开),热力学温度开 尔文尔文(K K),物质质量摩),物质质量摩 尔尔(mol)(mol)等。等。为了使用方便,国际单位制还有一些导出单位,例如:能为了使用方便,国际单位制还有一些导出单位,例如:能量(功,热量)焦耳(量(功,热量)焦耳(J J),力牛顿(),力牛顿(N N),压力帕斯卡),压力帕斯卡(PaPa),功率瓦特(),功率瓦特(W W)以及摄氏温度度()以及摄氏温度度(),等等,),等等,经常使用。经常使用。国家标准国家标准GB2586GB25868181规定热、功、能量单位为焦耳(规定热、功、能量单位为焦耳(J J),),其定义:其定义:1 1牛顿
18、牛顿1 1千克千克米秒米秒2 2(1N1N1kg1kgm ms s2 2)1 1焦耳从电学定义:焦耳从电学定义:1 1安培电流在安培电流在1 1欧姆电阻上欧姆电阻上1 1秒钟内所秒钟内所消耗的电能,称为消耗的电能,称为1 1焦耳。我国原有的热量单位焦耳。我国原有的热量单位“卡卡”有几种有几种定义:定义:1 1(2020)卡)卡4.18164.1816焦耳焦耳 1 1(国际蒸汽表)卡(国际蒸汽表)卡4.18684.1868焦耳焦耳 1 1(热化学)卡(热化学)卡4.18404.1840焦耳焦耳22(1 1)英热单位()英热单位(BtuBtu)它是将它是将1 1磅水温度上升磅水温度上升1 1华氏度
19、(华氏度(F F)所需的热量)所需的热量 1Btu1Btu1055J1055J(2 2)千克标准煤()千克标准煤(kgcekgce)固体燃料的低位发热量等于固体燃料的低位发热量等于29.27MJ29.27MJ(7 000kcal7 000kcal)计为计为1 1千克标准煤:千克标准煤:1kgce1kgce29.27MJ29.27MJ7 000kcal7 000kcal(3 3)千克标准油()千克标准油(kgoekgoe)液体燃料的低位发热量等于液体燃料的低位发热量等于41.82MJ41.82MJ(10104 4kcalkcal),),计为计为1 1千克标准油:千克标准油:1kgoe1kgoe4
20、1.82MJ41.82MJ10 000kcal10 000kcal则则 0.7kgoe0.7kgoe1kgce1kgce(4 4)电能量(千瓦电能量(千瓦时时kWkWh h)1kW1kWh h3 600kJ3 600kJ(5 5)机械作功(马力机械作功(马力小时)小时)1 1英制马力小时英制马力小时1HP1HPh h2 686kJ2 686kJ1 1公制马力小时公制马力小时1PSh1PSh2 648kJ2 648kJ1kgf1kgfm m9.807J9.807J23(6 6)巨大能量单位()巨大能量单位(Q Q)1Q1Q10101818BtuBtu1.0551.05510102121J J(7
21、 7)制冷量单位()制冷量单位(J Jh h)国外有时采用冷吨(国外有时采用冷吨(RTRTRefrigerating TonRefrigerating Ton)。)。1 1冷吨相冷吨相当于在当于在2424小时内,将小时内,将1 1吨吨00水冻成冰的每小时制冷量。水冻成冰的每小时制冷量。1RT1RT1.391.3910107 7J Jh h3.86kW3.86kW(8 8)液体容积换算:)液体容积换算:1 1英加仑英加仑Imp.galImp.gal4.546L4.546L1 1美加仑美加仑US.galUS.gal3.785L3.785L,1 1桶桶159L159L(9 9)大量石油计量单位()大
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