能源计量器具单位

　　一般的说，以测量对象的不同来划分的计量器具，其计量单位应是统一的，也就是说能源计量仪表的单位应该是焦耳。但由于能源存在形式的不同，决定了能量寄载体的多样性，为了照顾到人们使用的方便和习惯，对不同寄载体的能源选用了习惯性的法定计量单位。

　　能源的计量单位是指为计算能源的数量而选定作为参考的量。按照能源的计量方式，能源计量单位可以有3种表示方法：一是用能源的实物量来表示，例如煤的吨数（t），天然气的立方米数（m3）；二是用热功单位来表示，如焦耳（J）、千瓦时（kWh）等；三是用能源的当量值表示，常见的如煤当量和油当量。按照能源计量单位的使用范围，可分为国际公认的国际标准计量单位和一个国家自行规定的法定计量单位两种。下面按照能源的计量方式介绍几种常用的国际标准计量单位和我国的法定计量单位及相互之间的换算关系。

　　一、能源的实物量单位

　　由于各种能源的形态不一，对能源实物量进行计量时，往往采用不同的计量单位，例如对固体能源采用质量单位，气体能源采用体积单位，而对同一种能源，各个国家和地区所用的计量单位也不一致。表1所示即为不同国家和地区对常见的能源实物量计量单位的采用情况。

　　表1  常见的能源实物量计量单位及采用情况

　　能源形式

　　单位

　　使用国家和地区

　　固体能源

　　液体能源

　　吨（t）

　　世界各地

　　原油

　　吨（t）

　　中国、前独联体、东欧各国

　　桶（bbl）

　　西方各国

　　成品油

　　升（L）

　　中国、前独联体、东欧各国

　　加仑（gal）

　　西方各国

　　标准立方米（STm3）

　　中国、前独联体等

　　气体能源

　　标准立方英尺（scf）

　　西方各国

　　电力

　　千瓦时（kWh）

　　世界各地

　　注：(1)表中桶是指石油桶，约等于l59kg。

　　    (2)加仑分美国加仑（US  gal）和英国加仑（UK  gal），1US  gal=3.785L,  1UK  gal=4.546L

　　在计算石油产、供、销数量时，国际上主要采用两种方法计量：一是按容积计算，主要以bbl为单位，英制lbbl合163.654L，42.7UK  gal；美制lbbl合158.988L，41.5US  gal；一是按重量计算，主要以t为单位。计算原油日产量、出口量等习惯用bbl，计算年产量、消费量则习惯用t。

　　国际上将沙特阿拉伯产34°API（相对密度0.855）的轻质原油定为国际标准原油。作为能源度量单位，lbbl国际标准原油的概念等同于  lbbl油当量，简记为加boe。两种单位的折算，一般以国际标准原油密度为准，这种油每吨折合7.33桶。

　　API度是美国石油学会为测定原油重度所设立并采用的标度。API度的范围从0.0～100.0(与4℃时的水相比，相当于密度从1.076～0.6112)。

　　API度与原油密度（ρ）有如下关系：

　　                                ρ=141.5/(131.5+°API)

　　根据原油的密度和API度，对原油分类如下：

　　(1)  重质原油。ρ为1000～920kg／m3，API度为10～22.3。

　　（2）中质原油。ρ为920～870kg／m3，API度为22.3～33.1。

　　（3）轻质原油。ρ＜870kg／m3，API度大于33.1。

　　由于API度与原油品质关系密切，国际原油市场价格与API度有密切的关系，但通常以产地来区分原油的种类。

　　二、能量单位

　　能量的计量单位有许多种，具有确切定义和当量值的单位主要有以下3种，它们之间可以相互换算。

　　1．焦耳（J）

　　这是具有专门名称的国际制导出单位，也是《中华人民共和国法定计量单位》规定的表示能、功和热量的基本单位。定义为1牛顿（N）的力作用于质点，使它沿力的方向移动1米（m）距离所做的功；或者用1安培（A）电流通过1欧姆（Ω）电阻1秒钟（s）所消耗的电能。用其它国际制单位表示的关系式为N·m；用国际制基本单位表示的关系式为kg·m2/s2。由于焦耳的数值很小，通常采用焦耳的倍数来表示，如兆焦耳（MJ，106J），吉焦耳（GJ，109J）或太焦耳（TJ，109J）。

　　2．千瓦小时（kWh）

　　这是电量的计算单位。3.6×106J等于1kWh。用国际制基本单位表示的关系式为kg·m2/s2。由于千瓦小时单位较小，通常采用兆瓦小时（MW·h）。万千瓦小时（104kW·h。），

　　吉瓦小时（GW·h），亿千瓦小时（108  kW·h），10亿千瓦小时间（TW·h）。

　　3．卡（cal）

　　卡是热量单位，定义为1克（g）纯水在标准气压下，温度升高1摄氏度（℃）所需的热量。我国现行热量单位卡有20℃卡、国际蒸汽表卡及热化学卡。

　　（1）20℃卡（Cal20）：是指1g纯水温度从19.5℃升高至20.5℃所需要的热量，与焦耳的换算关系为

　　                                    1Cal20=  4.1816J

　　（2）国际蒸汽表卡（cal  rr）：是在1956  年伦敦第五界国际蒸汽大会上规定的热量单位，与焦耳的换算关系为

　　                                    1Cal20=  4.1868J

　　（3）热化学卡（calth）：是在1910年到1948年间，考虑到以往人们使用卡的习惯，继续保留卡的名称，人为地规定了1卡等于多少焦耳，但不再与水的比热有关系，故称作热化学卡、“干”卡或规定卡，与焦耳的换算关系为

　　                                1Calth=  4.1840J

　　4．英热单位（Btu）

　　定义为在标准大气压下，llb水当其温度从32°F生高到212°F时所需热量的1／180。能量单位换算关系见表2。

　　表2    能量单位换算关系

　　能量单位

　　焦耳

　　J

　　千瓦·时

　　国际蒸汽表千卡，kcal  rr

　　热化学千卡，kcal  th

　　20℃千卡

　　kCal20

　　英热单位  Btu

　　焦耳

　　J

　　1

　　2.778×10-7

　　2.3885×10-4

　　2.3901×10-4

　　2.3914×10-4

　　9.4781×10-4

　　千瓦·时

　　3.6×106

　　1

　　8.5985×102

　　8.6042×102

　　8.6091×102

　　3.4121×103

　　国际蒸汽表千卡，kcal  rr

　　4.1868×103

　　1.1630×10-3

　　1

　　1.0007

　　1.0012

　　3.9683

　　热化学千卡，

　　kcal  th

　　4.1840×103

　　1.1622×10-3

　　9.9933×10-1

　　1

　　1.0006

　　3.9657

　　20℃千卡

　　kCal20

　　4.1816×103

　　1.1616×10-3

　　9.9876×10-1

　　9.9943×10-1

　　1

　　3.9671

　　英热单位  Btu

　　1.0551×103

　　2.9307×10-4

　　2.5200×10-1

　　2.5217×10-1

　　2.5231×10-1