祝峰亮 一、能源的一些基本概念 1、能源的定义 一般来说，能源是指具有能量的物质，从这些物质中可以得到热、光、力之类的能量。而能具有作功的本领。所以说，能源是物质资源。能源可以是燃料、自然能或能的载体。 需要明确的是，我们通常讲的能源不是一种单纯的物理概念，还包含有技术经济的含义。也就是说，必须是技术上可行、经济上合理的那些可以得到能量的资源才称之为能源。所以说，随着经济社会的发展和技术工艺的进步，能源的内容也在不断的拓展，当今，一些新能源的研发和利用正在不断拓展着能源的品种。 目前 我们所说的能源包括：天然矿物燃料如煤炭、石油、天然气、铀等；天然能如水力、风力、地热等；光能如太阳能；生物质能如薪柴、秸秆等，以及这些能源的加工转换制品，如焦炭、煤气、石油制品、蒸气、电力等等。 2、能源的分类 （1）按是否天然存在来分类 一次能源：直接来自自然界的能源，如原煤、原油、天然气、太阳能、水能、风能、核能、地热能、生 能源 物能等。 二次能源：通过对一次能源加工转换得到的能源。如电力、热力、成品油、洗煤、焦炭、煤气、沼气等 一般认为：加工是对能源的物理变化，能量不变，如煤的洗选、蒸馏、分馏等；而转换是化学变化，能量的形式发生了变化，如热力发电等。 （2）按是否再生来分类 可再生能源：不会随人类利用而减少，可以不断能源 重复生产，如水力、风力、太阳能等。 不可再生能源：随着人类的利用不断减少，如煤、 石油、天然气等。 （3）按开发利用状况分类 常规能源：也称为传统能源，指在技术上成熟、 能源 经济上合理、已大规模开发利用 新能源：刚开始开发利用或正在研发、有待推广使用的能源。 3、常用的能源品种 （1）煤类：原煤、洗精煤、其它洗煤、型煤等 （2）焦类：焦块、焦粒、焦粉 （3）燃气类：焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、发生炉煤气、天 然气、煤层气、氢气等 （4）油类：柴油、汽油、煤油、重油等 （5）电力：燃煤发电、水力发电、光伏发电、风力发电等 （6）热力：热水、蒸气、显热等 4、能源的计量单位 能源种类多、状态复杂，计量的单位有规定，需准确采用。 能源计量所用的单位有“原始单位”、“通用单位”和“标准能源”。 （1）原始单位：计量各种能源实物量所用的单位称为原始单位。①固体燃料采用重量单位：kg、t等 ②气体燃料采用体积单位： nm3等 原始单位 ③液体燃料采用重量单位：kg、t等 ④蒸气能源采用重量单位：kg、t等 ⑤电力单位采用千瓦小时：kw·h （2）通用单位：把各种能源按其所含的热量作为能源计量所用的单位称为通用单位， 焦耳（j）、千焦（kj）、兆焦（mj）、吉焦（gj）等 通用单位 卡（cal）、千卡（kcal）、兆卡（mcal）等 （3）标准能源：将不同品种、不同品质的能源，按照规定的标准换算成同一热值标准计量单位的能源量，也就是将能源按其热值换算成某种同一热值标准计量单位的燃料量。“标准能源”是人为规定的，目的是不同品种和品质的能源具有可比性，便于统一计量。 标准煤（煤当量）：低位发热量7000kcal（29307kj） 的原煤量称1千克标准煤，符号为kgce，即1kgce=7000kcal；同理，tce表示吨标准，即1tce=7×106kcal 标准能源 标准油（油当量）:低位发热量10000kcal（41868kj）的原油量称1千克标准油，符号为kgoe,即1kgoe=10000kcal;同理，toe表示吨标准油，即1toe=107kcal 5、能源换算 （1）能耗指标中能源的单位采用标准煤 把各种能源换算成标准能源（标准煤）是能源统计和计量的规则。能源换算是基于理论热值（或称当量热值、或称实际发热值），在作能源统计和能耗指标计算时，要将以原始单位、通用单位计量的能源量，按其所含的热量以不同的“折算系数（即折标系数）”折算成标准能源（标准煤）来计量能源量。 折标准煤的系数是以能源实物的低位发热量除以标准煤的低位发热量得出的。 大部分钢铁企业对于使用的大综能源（如煤、焦、气等）都要实测其发热值，确定其能源的折标准煤的“折标系数”，再折算成标准煤。 不同能量单位之间的换算关系为： 1cal=4.1816j 7000kcal=29307kj=1kgce （2）能源的计量规则及其折标煤的方法 ① 煤焦类能源：计其实物量，单位用吨(t)，并注明“干基”或“湿基”。折算标准煤时，要实测能源实物的热值（或取参考值），确定其“折标系数”，再折算成标准煤。 ② 电力：计量单位为kw·h。 折标准煤按1kw·h=3600kj=860kcal=122.9gce折算。 ③ 燃气：计量单位用nm3。由于不同燃气其低位发热量不同，折标准煤的折标系数也不同，先要实测其热值（或取参考值），确定其折标系数，再折算成标准煤。 ④ 蒸气和热水：计量单位为t。折算标准煤时用其焓值来折算，测算过程比较复杂。就蒸气而言，首先要根据蒸气的温度、压力、干度查询其焓值，再折算成标准煤；热水折标煤也要测算出其热焓，再折算成标准煤。 ⑤ 油类：计其实物量，单位用吨(t)，折算标准煤时所用的“折标系数”取相关参考值，再折算成标准煤。 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为原料，也不进入产品，制取时又要消耗能源的工作物质。它是由能源经过一次或多次转换而成的非热属性的载能体。如工业水、压缩空气、氧气、氮气、氢气、乙炔气等，消耗这些物质也间接消耗了能源。耗能工质一般不归属能源之列，在以前，行业计算综合能耗时不包括耗能工质，在计算单位产品工序能耗时要包括耗能工质。根据国家现行的“综合能耗计算通则（gb/t2589-2020）”的规定，综合能耗计算应包括生产过程中实际消耗的全部能源和耗能工质，不得漏计、重计。 7、能源的当量热值与等价热值 能源的当量热值又称理论热值（实际发热值），是指某种能源一个计量单位本身所含的热量。能源的当量热值基本上是固定不变的。 能源的等价热值是指加工转换产出的某种二次能源与相应投入的一次能源的当量，即获得一个计量单位的某种二次能源与相应投入的一次能源的当量。随着能源转换效率的提高，等价热值是一个变动值。 在我国，常用的计算等价热值的能源有电力和耗能工质，其它能源由于加工转换效率高，一般等价热值与当量热值基本一致；而电力由于其加工转换效率低（如火电转换效率40%左右），所以，电力等价热值要比当量热值大的多，要另算。 二、钢铁企业主要管控的综合性能耗指标 综合性能耗指标主要有：综合能耗、吨钢综合能耗、吨钢可比综合能耗、万元产值综合能耗、万元增加值综合能耗等。 1、综合能耗的定义、统计范围、计算方法 企业的能源消耗总量包括生产系统的综合能耗和非生产系统的综合能耗。企业能耗报告通常反映的是生产系统的能耗情况，所以，企业生产系统的综合能耗称其为企业的综合能耗。也就是说，综合能耗是企业（生产系统）综合能源消耗量的简称，是对所消耗能源品种和数量的集合，必须与能源统计范围相对应。 （1）综合能耗的定义 具有明确边界的用能单位（一般指具有独立法人的企业），在能源统计报告期内，实际消耗的全部能源实物量，按规定的能源单位和计算方法分别折算成标准能源的用能量总和。 （2）综合能耗的统计范围 主要生产系统能耗（生产分厂、车间） 综合能耗 辅助生产系统能耗（机修、实验室、运输） 附属生产系统能耗（厂区科室、食堂、浴室、医疗室） （3）综合能耗的计算方法 综合能耗指标的计算方法按下式计算： 综合能耗=全部购入能源量±库存能源增减量-企业外销能源量=企业各部位耗能量之和 企业能源亏损量。 式中：企业外销能源包括企业外销的购入能源，外销的生产过程回收的能源，外销的下脚燃料及余热等，企业供给驻厂施工单位、独立核算的非工业生产单位和厂区以外的生活耗能（如服务公司、医院、学校、招待所、托儿所、职工宿舍、职工食堂等）。 式中：企业各部位耗能量之和包括各主要生产工序和工段的能耗量以及附属生产系统的能耗量。 由于综合能耗计算的是生产系统实际消耗的能源量，因此，计算综合能耗要注意以下几个方面： ① 要说明综合能耗的统计范围（即边界） ② 各种能源的计量单位必须为标准煤 ③ 不包括企业非生产系统的能耗。 ④ 不包括企业外供能源和企业回收利用的各类能源。 ⑤ 能源及能耗工质在生产系统内部储存、转换、分配、输送过程中的损失量要计入综合能耗。 2、吨钢综合能耗的定义、统计范围、计算方法（1）吨钢综合能耗的定义 企业在同一统计报告期内，生产每吨钢（钢坯、钢锭）消耗的能源量。也就是把企业的综合能耗量分摊到企业生产的每吨钢上。 （2）吨钢综合能耗的计算 式中：企业综合能源消耗量（综合能耗）的统计见上面综合能耗的计算方法。 需要说明的是：企业的综合能耗量与企业的生产构成有关，由于不同企业生产结构不同，（生产工序的多少、生产链的长短、各工序产能配套程度等方面存在差异），如果对企业的能耗统计范围和边界不作具体规范，企业综合能源消耗量变化很大。因此，为了体现吨钢综合能耗指标的客观性，在计算吨钢综合能耗时，应当对企业综合能耗量的统计范围作出具体说明或作合理调整，说明其综合能耗统计所包含的生产工序、各工序产能配套情况，并根据由此产生的能耗量变化情况对综合能耗的构成予以合理调整和计算，再进行吨钢综合能耗指标的计算。吨钢综合能耗这一指标一般不宜于企业之间对比，它主要用来考核和分析本企业历年能耗水平的变化，但可以作为产业结构基本相似的钢铁企业之间的对比。 3、吨钢可比综合能耗吨钢可比综合能耗是指：企业每生产一吨合格钢（钢坯、钢锭），从炼焦、烧结、炼铁、炼钢、轧钢（成品钢材）配套生产所必须的耗能量及企业燃料加压与输送、机车运输能耗及企业能源亏损所分摊在每吨钢上的耗能量之和。不包括联合企业的矿山、选矿、铁合金、耐火材料、碳素制品、焦化回收产品精制及其它产品生产、辅助生产及非生产系统的能耗。 从吨钢可比能耗的定义可以看出，一是该项指标限定了从炼焦到轧钢这些工序范围以及为这些工序生产提供的燃料、运输、动力等能耗；二是设定了各生产工序在工序产能配套情况下生产所消耗的能源量。这样计算出来的指标在钢铁联合企业之间有可比性。但该指标计算过程比较复杂，在此不做详细介绍。 4、万元产值综合能耗（1）定义 企业在统一报告期内，每万元工业总产值所消耗的综合能源消耗量。 （2）计算方法 该指标主要用作考核和分析本企业历年能效水平的升降情 况，也可以作为钢铁联合企业之间横向对比分析用。 5、万元增加值综合能耗（1）定义 企业在同一报告期内每万元工业增加值消耗的能源量。 （2）计算方法 工业增加值=工业总产值-工业中间投入 本期应交增值税。 三、钢铁企业主要管控的工序能耗指标 工序能耗指标主要有：焦炭单位产品能耗、烧结工序单位产品能耗、球团工序单位产品能耗、高炉工序单位产品能耗、转炉工序单位产品能耗、轧钢工序单位产品能耗等。 国家现行的《粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额》（gb21256--2013）、《电弧炉冶炼单位产品能源消耗限额》（gb32050--2015）、《焦炭单位产品能源消耗限额》（gb21342--2013）等标准中，对各工序能耗指标的定义、能耗的计量单位、能耗的统计范围、能耗指标的计算方法都有明确的规定和规则。大家对各工序能耗指标的计算比较容易掌握，这里不再做一一解读，仅对大家在能耗指标计算中往往出现的一些失误和不够规范的问题在明确以下几点： 1、对各种能源输入和输出的实物量计量所用的能源单位要规范。 2、不同的能源单位在折标准能源时必须对应相应的折标煤系数单位。 3、煤类、焦类能源应以“干基”计量。 4、燃气类能源应以“标况体积计量”。 5、蒸气类能源应注明其压力、温度下的重量。 6、各种能源和耗能工质在厂区内的储备、盘亏、转换、分配、输送过程中的损失量应计入综合能耗中，不应分摊到各工序能耗中，工序能耗量只计量进入工序的能源消耗量。 7、各生产工序的能耗统计必须包括生产系统和辅助生产系统，但不包括附属生产系统。 8、各生产工序能耗量的统计中需扣除工序输出回收的能源量。 9、焦炭单位产品能耗的统计范围中不包括洗煤、焦油深加工、苯精制、焦炉煤气资源化利用所消耗的能源量。 10、转炉工序单位产品能耗统计中不包括精炼、连铸（浇铸）精整等工序的能耗量。
|
