GBT 14909-2005 能量系统用分析技术导则

'ICS27.010一一F。‘r中华人民共和国国家标准GB/T14909-2005代替GB/T14909-1994能量系统烟分析技术导则Technicalguidesforexergyanalysisinenergysystem2005-07-15发布2006-01-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．士申ha、菌蓄辈秘泥瞥撞臀豁荟发布 GB/T14909-2005曰J．～占州NO青本标准代替GB/T14909-1990能量利用中的拥分析方法技术导则》。本标准与GB/T14909-1994相比主要变化如下：—修改了关于本标准适用范围的表述，特别指出本标准不仅适用于一般的能量系统，也适用于“产品生命周期评价”等新领域；—修改了术语和定义的表述；—更正了烟值的计算基准。包括更正了基准态压力和环境基准态下的大气组成，调整了个别元素的基准物质，增加了一些新的基准物质，使基准物质体系的元素总数达到80种；—完善了拥分析的评价指标，包括增加了拥平衡和拥效率的多项内容；—完善了拥分析的原则方法及结果表示中“评价与分析”的表述；—简化了规范性附录中的多处表述（见附录A的起始处、A.1,A.4.1,A.4.1.1);—基于正文中的元素的基准物质体系（见3)，重新核算了全部元素的标准烟数值（见附录A的表A.3)；—基于元素的标准烟数值（见附录A的表A.3)，重新核算了“部分无机化合物的标准拥数值”，其中还调整了个别物质（见附录A的表A.4);—基于元素的标准拥数值（见附录A的表A.3)，重新核算了“部分有机化合物的标准拥数值”，其中还调整了个别物质（见附录A的表A.5);—修改了关于“稳定流动体系纯物质的拥”和“稳定流动体系多组分物质的拥”的表述和计算公式（见附录A的A.4.2和A.4.3);—修改了资料性附录中的规分析方法的计算实例的“锅炉的烟分析”的表述（见附录B);—更换了资料性附录“拥分析方法的计算实例”中的示例2(见附录B)e本标准附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会提出。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会归口。本标准起草单位：北京化工大学、华北电力大学、中国科学院工程热物理所、石油工业节能节水专业标准化技术委员会、北京国电华北电力工程有限公司、中石化洛阳石化工程公司工程研究院。本标准主要起草人：郑丹星、武向红、宋之平、陈铭铮、俞伯炎、任晓东、郑战利。本标准所代替标准的以往版本发布情况为：—GB/T14909一1994。 GB/T14909-2005能量系统烟分析技术导则1范围本标准规定了能量系统拥分析的基本概念与术语、烟值的计算基准、拥值的计算方法、拥平衡、拥分析的原则方法及结果表示等，并给出了烟分析方法的计算实例。本标准适用于任何涉及能量利用或能量转换的过程、设备、工艺流程或系统，也适用于产品生命周期评价等环境保护方面相关问题的定量分析。2术语和定义本标准采用下列术语和定义。2.1体系system根据研究目的而确定的具有明确边界的分析对象。根据同一概念，体系内部还可以分割成两个或两个以上的子体系（subsystem).2.2环境environment体系边界以外称为外界。环境是外界的一部分，是一个作为烟分析基准的特定的理想外界，由处于完全平衡状态下的大气、地表和海洋中的选定基准物质所组成。2.3烟exergy体系与环境作用从所处的状态达到与环境相平衡状态的可逆过程中，对外界做出的功。2.4烟损失exergyloss由于过程不可逆性所造成的体系作功能力的减少。2.5烟分析exergyanalysis对能量系统规的传递、利用和损失等情况进行的分析。3烟值的计算3.1烟值的计算基准烟值的计算基准是环境参考态，它是基准物质体系在规定的温度、压力下的状态。本标准规定烟的基准态温度为298.15K(250C)，基准态压力为0.1MPa(1bar)；基准物质体系规定为：大气物质所含元素的基准物质取大气中的对应成分，其组成如表1所示，即在上述温度和压力条件下的饱和湿空气；氢的基准物质是液态水；其他元素的基准物质取表2中所列的纯物质。表1环境参考态下的大气组成MAI(/:f0仁一一｝一川 GB/T14909-2005表2元素的墓准物质扮3.2烟值的计算方法见附录Ao4烟平衡4.1烟损失拥损失按式（1)计算I＝几，＋Iex,························⋯⋯（1）式中：I-M损失，单位为焦耳（(J>; GB/T14909-2005lint—内部烟损失，单位为焦耳（(J);Iext—外部规损失，单位为焦耳（(J).4.2体系输入与输出之间的烟平衡体系输人与输出之间的拥平衡按式（2)计算Ei.,＝Eout十Ii.＋AE,·········“·····“······一（2）式中：Ein—穿过体系边界的输入烟，单位为焦耳（(1>;Enut—穿过体系边界的输出拥，单位为焦耳（(J>;DE,烟在体系内部的积存量，单位为焦耳（(J)o对于稳定流动体系，输入与输出之间的拥平衡按式（3)计算Ei.＝E..,＋It.“·“···”·“·“···⋯⋯（3）4.3体系支付与收益之间的烟平衡体系支付与收益之间的拥平衡按式（4)计算E,“凡＋I············“·“·······⋯⋯（4）式中：E,—体系在能量转变过程中的支付拥，单位为焦耳（(J);Eg—体系在能量转变过程中的收益拥，单位为焦耳（J)o5烟分析的评价指标5.1普遍烟效率普遍拥效率按式（5)计算E＊，．I"/ggeen＝-out“1一mt····”····。······”··“一（5）Ei。一Ein式中：/gen—普遍拥效率。5.2目的拥效率目的拥效率按式（6)计算Ea，IJnbj＝署＝1一宕”·”··········““·“·”一（6）E,一E,式中：J06;—目的规效率。5.3局部烟损失率局部烟损失率按式（7)计算1，，、$i＝冬························⋯⋯（7）I式中：$i—体系的局部炳损失率；I;—体系的局部（子体系）拥损失，单位为焦耳（J)o5.4局部烟损失系数局部0损失系数按式（8)计算＿I口，＝冬························⋯⋯（8）F,p式中：口、—体系的局部烟损失系数。 GB/T14909-2005体系的局部规损失系数与体系的目的拥效率之间关系如式（9)叭bj＝1一乏口：··“···”···⋯⋯“·“·”·（9）5.5单位产品（或单位原料）的支付烟单位产品（或单位原料）的支付拥按式（10)计算EGU＝菩三。．⋯。．o．。⋯。．。二。．o．o．⋯⋯（10）一M式中：。—单位产品（或单位原料）的支付烟，单位为焦耳每千克（(J·kg-1);M—总产量（或总原料量），单位为千克（kg)a6烟分析的步骤6.1确定体系事先要明确体系的边界、子体系的分割方式，以及穿过边界的所有物质和能量（例如功或热）。必要时辅以示意图说明。6.2明确环境甚准一般应采用本标准的环境参考态。若采用其他基准态应予以说明。6.3说明计算依据说明所使用的热力学基础数据（如物质的热容、烙和嫡等）的来源。列出直接应用本标准的计算公式或由本标准定义外延得到的数学关系式，并说明应用的场合。6.4计算烟平衡建立体系的规平衡关系，用表和图辅助表示计算结果。基于烟平衡关系，做出支付与收益、损失平衡表或做出输入与输出、损失平衡表。计算出烟效率、局部M损失率或局部拥损失系数，以及单位产品（或单位原料）的支付烟等评价指标。6.5评价与分析根据计算结果，分析烟损失的部位、大小和原因，为改善过程的能量利用指出方向和措施。6.6烟分析方法的计算实例参见附录Bo cB/T14909-2005附录A（规范性附录）烟值的计算方法本附录是烟分析方法中涉及的基本计算问题的说明。文中所使用的物理量及符号如表A.1所示。表A.1物理，的名称、符号及单位二 GB/T14909-2005衰A.1（续）于 GB/T14909-2005A.1功和热的烟E＝W．·．．．．··．·．．．⋯⋯‘二。．⋯⋯（A.i）式中：E—拥，单位为焦耳（(J>;W—功、电能或机械能等，单位为焦耳（J)o传热过程中热的烟为：＿「／＿Tn、、＿E。二日1-号】&Q..............................(A.2)一“J、一T一～“－一Q式中：T,—环境基准态的温度，单位为开尔文（K);T—体系的温度，单位为开尔文（K);4一一．过程中传输的热，单位为焦耳（oA.2稳定流动体系与封闭体系的拥在不计动能与位能时，处于一定状态下稳定物质流的烟为：E＝(H一ToS）一（H。一ToSo）·······················⋯⋯（A.3）式中：H—一定状态下体系的烩，单位为焦耳（(J);S—一定状态下体系的嫡，单位为焦耳每开尔文（(J"K-");H,—环境基准态下体系的熔，单位为焦耳（J);S,—环境基准态下体系的摘，单位为焦耳每开尔文（(J·K-")o从状态1变化到状态2稳定流动体系的拥变化为：E2一E，二（H：一TS2）一（H，一ToSi)····一···一·⋯（A.4）式中：E,—状态1下体系的拥，单位为焦耳（(J>;E2—状态2下体系的拥，单位为焦耳（J)o处于一定状态下封闭体系的拥为：E＝(U一T"S＋夕V）一（U。一ToSo＋尸Va）·········一··⋯⋯（A.5)式中：尸—环境基准态下体系的压力，单位为帕斯卡（Pa);V—环境基准态下体系的体积，单位为立方米（m3);U。—环境基准态下体系的热力学能，单位为焦耳（(J);U—一定状态下体系的热力学能，单位为焦耳（tJ);V—一定状态下体系的体积，单位为立方米（m3),从状态1变化到状态2封闭体系的拥变化为：EZ一E,＝(Uz一T.S2＋pOVz）一（U，一ToS，十尸V,）············⋯⋯（A.6）式中：U,—状态1下体系的热力学能，单位为焦耳（J>;Uz—状态2下体系的热力学能，单位为焦耳（;V,—状态1下体系的体积，单位为立方米（m3);VZ—状态2下体系的体积，单位为立方米（m3);S,—状态1下体系的嫡，单位为焦耳每开尔文（