ICS 27.010 CCS F 01 中华人民共和国国家标准 GB/T 14909—2021 代替GB/T14909—2005 能量系统分析技术导则 Technical guidelines for exergy analysis in energy systems 2021-11-01实施 2021-04-30发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T14909—2021 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 州的计算 衡算(平衡) 5 6 分析的评价指标 灿分析的步骤 附录A（规范性） 炳值和烩值、炯平衡与烟损失的计算方法 附录B（资料性） 能量系统分析实例 19 GB/T14909—2021 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件代替GB/T14909—2005《能量系统州分析技术导则》，与GB/T14909—2005相比，除编辑 性改动外，主要技术变化如下： 修改了标准的适用范围（见第1章，2005年版的第1章）。 一增加了“规范性引用文件”（见第2章）。 表1和表2）。 修改并完善了炳的计算方法（见第4章，2005年版的第3章）。在分析的评价指标中，增加了 新指标“能量品位”（见6.4）。 析”的说明（见第7章，2005年版的第6章）。 修改了附录A（规范性）值和焰值、炳平衡与拥损失的计算。增加了“物质的拥值和焰值”的 计算方法，以及“压力低于100kPa条件下的州值与恰值”的计算方法；补充了“基本过程的 平衡、损失、效率与过程品位”（见附录A，2005年版的附录A）。 一修改了附录B（资料性）能量系统炯分析实例。以“四种建筑供热方式分析及品位分析”替代 “锅炉的分析”，以“甲醇合成与分离工艺分析”替代了“苯加氢制取环己烷工艺的分析” （见附录B,2005年版的附录B）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 本文件起草单位：清华大学、中国科学院工程热物理研究所、华北电力大学、中国标准化研究院、北 京化工大学、中国石油和化学工业联合会、中国电力企业联合会、中国城镇供热协会、华电电力科学研究 院有限公司、北京市热力集团有限责任公司、同方人工环境有限公司、天津水泥工业设计研究院有限公 司、中国石油规划总院、中国石化工程建设有限公司、北京首钢国际工程技术有限公司。 本文件主要起草人：郑丹星、史琳、张娜、段立强、刘猛、陈小辉、黄维佳、戴晓业、冯乐军、姜曦灼、 周俊华、常云岭、牛小化、阮炯明、汉京晓、高沛洋、狄东仁、王广河、寒江海、王代军。 本文件于1994年首次发布，2005年第一次修订，本次为第二次修订。 1 GB/T 14909—2021 能量系统拥分析技术导则 1范围 本文件规定了能量系统灿分析中灿的计算、灿衡算（平衡）、灿分析的评价指标，以及灿分析的 步骤。 本文件适用于涉及能量利用或能量转换的单元设备、过程、工艺流程或系统的灿分析；也适用于综 合考虑经济性能或者生态环境影响的能量系统斓分析，以及供能方案规划、能源审计等能源管理工作 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T2587 用能设备能量平衡通则 GB/T3102.4热学的量和单位 GB/T3484企业能量平衡通则 GB/T17781技术能量系统基本概念 GB/T35071 能量系统优化导则 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 系统system 根据研究目的而确定的具有明确边界的分析对象 注：理论分析时亦称为体系，可以根据一定的研究目的和边界划分原则，将其内部分割成多个子系统（subsystem）。 3.2 环境参考态 environmentalreferencestate 一个具有限定条件的理想化的外界，由处于完全平衡状态下的大气、地表和海洋等地球范畴中的选 定基准物质体系（见4.1）所组成同时具有298.15K（25℃）的环境参考态温度和100kPa的环境参考 态压力（见7.2），是分析计算的数值基准。 3.3 exergy 体系从所处的任意状态（具有一定的温度、压力与化学组成）达到与环境参考态相平衡状态的可逆 过程中对外界做出的功。 3.4 内部损失internalexergyloss 由于体系内部过程不可逆性所造成的体系做功能力的减少。 1 GB/T14909—2021 3.5 外部损失externalexergyloss 由于体系发生的摩擦生热、绝热不良、废气排热等导致的做功能力减少，以及环境污染物和废弃物 等外部废弃造成的做功能力减少。 3.6 标准和标准烩standard exergy and standard enthalpy 处于环境参考态温度、环境参考态压力下单质或化合物的灿值和焰值（见A.3）。 3.7 能量品位 energy grade 单位能量中含有的做功能力，即处于给定状态下体系的值与恰值之比（物质的能量品位）和用能 过程中体系发生的州值变化与恰值变化之比（过程的能量品位）。 注：物质的能量品位和过程的能量品位又分别简称为物质品位和过程品位。 3.8 效率 exergyefficiency 基于过程或系统的州衡算，表征过程或系统的热力学完善度的数值；为输出灿与输入灿之比，或为 收益炳与支付炳之比。 注：效率通常以百分数表示（见6.1）。 3.9 分析 exergy analysis 以状态函数拥为量化工具的热力学第二定律过程能量分析方法，该方法以能量不仅具有“数量”，而 且具有“质量”的概念，借助效率、损失及其在系统中的分布、能的品位等指标，剖析和评估系统中能 的贬值情况及其能量利用的热力学完善度，提出高质量用能的改进措施。 4的计算 4.1的计算基准 值以环境参考态作为计算基准。 环境参考态基准物质体系的基准物质为表1中所列的纯物质。其中特别规定，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2所示，即在上述环境参考态温度和压力条件下的干空 气；氢的基准物质设为液态纯水。 表1元素的基准物质 元素 基准物质 元素 基准物质 元素 基准物质 Bi Ag BiOCI Cr Cr, O Al Br Cs Al,O: PtBr2 CsNO: Ar Ar(空气) c CO(空气) Cu CuO As As2O, Ca CaCO Dy DyCl: 6H,0 Au Au Cd CdCl2 Er ErCl:6H20 B Ce H,BO CeO2 Eu EuCl:6H,0 NaCl Ba Ba(NO,)2 CI F NagAIF, Be BeO . Al, Os CoFe2 O, Fe Fe2Os 2 GB/T 14909—2021 表1(续) 元素 元素 基准物质 元素 基准物质 基准物质 N（空气） Ga N Se Ga2 Oa SeO2 Gd GdFs NaNO: IS SiO2 Ge Nb GeO2 NbOs us SmCls H H.0(液态) Nd NdFs us SnO He Ne He(空气) Ne(空气) SrF2 HfO JH IN NiO . Al, O3 Ta Ta2 O, Hg 0 HgCl 0(空气) Tb TbOz Ho Os HoCl · 6H20 0s0. Te TeO2 Pdl2 P 3Ca0 · P,0, Th 1 ThO2 In2 03 PbCl In Pb Ti TiO Ir Ir Pd Pd TI TICl K Pr PrF KNO: Tm Tm 0s Kr Kr Pt Pt U UO, : H,0 La LaFs Rb V Rb? SO. V20; Rh Rh Li LiNO: W CaWO Ru Lu Ru Y Luz O3 Y,03 Mg s Yb CaCO,MgCO3 CaSO,:2H20 Yb, O3 Mn MnO2 Sb Sb2 O; Zn ZnSiO: Mo Sc CaMoO, Scz 0: Zr ZrSiO4 表 2 环境参考态下的大气组成 "N O2 CO2 组 分 Ne Ar He 组成（摩尔分数） 0.780.85 0.209 477 0.009 34 0.000 314 1.818×10-5 5.24×10-6 4.2 的数值计算 功和热量的、物质的、稳定流动体系与封闭体系（状态）的拥按附录A的方法计算。其中使用的 物理量及符号按照GB/T3102.4编制。 5 衡算（平衡） 5.1 损失 总灿损失按公式（1)计算： I=Iinr +Iext ..(1) 式中： 1 总损失，单位为千焦或千焦每时（kJ或kJ/h）； 3. GB/T14909—2021 Iint,Iext- 分别为内部损失与外部损失，单位为千焦或千焦每时（kJ或kJ/h）。 各类基本过程（单元设备）的灿损失计算式见A.5 5.2输入与输出之间的衡算 输入与输出之间的衡算按公式（2)计算： En=-Eout+lint+△Esys .( 2 ) 式中： Ein 输入拥，单位为千焦或千焦每时（kJ或kJ/h）； Eout 输出炳，包括收益炳（产品的炳值）和外部炳损失，单位为千焦或千焦每时（kJ或kJ/h）； AEsys 炳在系统内部的积存量，单位为千焦或千焦每时（kJ或kJ/h）。 稳定流动系统（如无特殊声明，本文件的系统均属此类）按公式（3)计算： Ein-Eout+Iint ..(3) 绝热设备，以及管路、阀门、孔板、弯头与管件等单元部件内的绝热自发过程的州衡算按公式（3） 计算。 5.3供给侧与接受侧之间的衡算 供给侧过程的支付与接受侧过程的收益之间的衡算按公式（4)计算： AE=AE+I .(4 ) 式中： AE。一支付灿，灿供给侧过程的灿变化值，单位为千焦或于焦每时（kJ或kJ/h）； △E。—收益灿，灿接受侧过程的州变化值，单位为千焦或千焦每时（kJ或kJ/h）。 各类基本过程（单元设备）的州衡算计算式见A.5。 6拥分析的评价指标 6.1效率 6.1.1普遍效率 普遍灿效率按公式（5)计算： Eo ×100%= Igen= X100% .(5) Ein 式中： ngen 普遍州效率。 一般情况下，对于构成复杂的系统，或者为了考察系统的内部灿损失，灿效率采用公式（5)计算。 6.1.2目的效率 目的炳效率按公式（6)计算： X100%= X100% :(6 ) AE 式中： Nobj 目的效率。 阀门、孔板、弯头与管件单元部件的炳效率采用公式（5）计算。公式（6）考察的是总炳损失。 4