ICS 25.040 N 10 中华人民共和国国家标准 GB/T 39115—2020 过程自动化能效评估方法 Energy efficiency evaluation methods for process automation 2020-10-11发布 2021-05-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T39115—2020 目 次 前言 1范围 2 术语和定义 3 过程工业生产能效相关因素 3.1 概述 3.2 能源消耗 3.3 物质消耗 3.4 污染排放 3.5 生产管理 3.6 产出因素 4过程工业能效评估指标 4.1 过程工业能效相关指标概述 4.2 能效指标定义 5 过程工业能效评估通用模型 6 能效基准 7 过程工业能效评估通用流程 8 过程工业能效诊断 附录A（资料性附录）能效评估示例 参考文献 图1 过程工业能效评估指标· 图 2 设备级/过程级/系统级能效评估模型…. 图3 过程生产能效指标分析…. 图4 能效评估流程框图 图 A.1 换热器能效评估模型 图A.2 离心压缩机能效评估模型 10 图A.3 乙烯裂解炉能效评估模型 13 图A.4 乙烯生产系统能效评估模型 表 A.1 换热器输人输出参数表（示例）· 表A.2 离心压缩机输入输出参数表（示例） 表A.3 离心压缩机参数计算表（示例） 12 SZG GB/T39115—2020 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 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这些专利的责任 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124）归口。 分公司、大连理工大学、中国科学院沈阳自动化研究所、浙江大学 本标准主要起草人：王麟琨、张春庭、钱新华、邵诚、邹涛、赵均、王克峰、张士博、丁宝苍、王洲。 S2 GB/T 39115—2020 过程自动化能效评估方法 1范围 本标准规定了用于过程工业的能效评估指标体系、能效评估通用模型和能效评估通用流程。 本标准适用于过程工业的能效评估、能效诊断等。 2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 2.1 能源 原energy 电、燃料、蒸汽、热力、压缩空气以及其他类似介质。 注1：能源包括可再生能源在内的各种形式，可被购买、贮存、处置，在设备或过程中使用以及被回收利用。 注2：能源可被定义为一个系统产生外部活动或开展工作的动力。 [GB/T23331—2012,定义3.5] 2.2 能量转换 energyconversion 能源的物理或化学形态的变换 LCEN/CLC/TR16103:2010.定义4.1.7 2.3 一次能源 原primaryenergy 还未经历任何转换过程的能源 注：一次能源包括不可再生能源和可再生能源。来自所有能源资源的一次能源总和可称为总一次能源。 [CEN/CLC/TR16103:2010,定义4.1.6] 2.4 二次能源 secondary energy 由一次能源的能量转换所得到的能源， 注：二次能源包括电力、汽油、过程蒸汽和压缩空气 LCEN/CLC/TR16103:2010.定义4.1.8 2.5 能耗 Eenergyconsumption 使用能源的量。 [GB/T23331—2012，定义3.7]］ 2.6 节能 energy saving 实施能效提升行动后，能耗的减少。 [CEN/CLC/TR16103:2010.定义4.2.8] 2.7 能效 energy efficiency 输出的能源、产品、服务或绩效与输入的能源之比或其他数量关系。如：转换效率、能源需求/能源 1 GB/T39115—2020 实际使用、输出/输入、理论运行的能源量/实际运行的能源量。 [GB/T23331—2012,定义3.8] 2.8 能效指标 efficiencyindicator 能效的指示值。 [CEN/CLC/TR16103:2010.定义4.3.8] 2.9 单位能耗 specific energy consumption 每物理单位输出的能耗。 ［CEN/CLC/TR16103:2010,定义4.3.10] 2.10 能源管理 energy management 指导和控制实体的能源使用的协调活动。 [CEN/CLC/TR16103:2010.定义4.5.1] 2.11 输入input 进入一个单元过程的产品、物质或能量流。 ［GB/T24040—2008，定义3.21] 2.12 SAG 输出 output 离开一个单元过程的产品、物质或能量流。 ［GB/T24040—2008，定义3.25] 2.13 设备device 实现控制、执行和（或）传感功能以及与自动化系统内其他此类实体连接的实体 [GB/T19659.1—2005，定义3.11] 2.14 过程 process 一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。 [GB/T24040—2008,定义3.11] 2.15 产品 product 劳动的或自然过程或人工过程的预期或已完成的结果。 [GB/T6988.1—2008.定义3.1.11] 2.16 排放 releases 排放到空气、水体和土壤中的物质。 ［GB/T24040—2008，定义3.30] 2.17 废物 waste 处置的或打算予以处置的物质或物品。 [GB/T24040—2008，定义3.35] 2 GB/T39115—2020 3过程工业生产能效相 3.1概述 能效反映生产过程中投人与产出的比例关系。影响生产过程中各个环节能源与物质消耗的因素都 是能效影响因素。在过程工业生产过程中考虑的能效因素有能源消耗、物质消耗、污染排放、生产管理、 产出因素。 3.2能源消耗 消耗量，包括一次能源和二次能源。 示例：石化行业生产消耗的能源介质有电能、燃气、燃油、蒸汽、水、压缩空气、氮气等。 3.3物质消耗 过程工业生产过程中设备、生产直 以及其他产品生产全过程所消耗的各类物料、辅料 等的消耗量。 耗物料有铁矿石，辅料有冷却剂、增碳剂等。 3.4污染排放 排放。 示例：钢铁生产过程排放的水污染物、大气污染物和固体废物等废弃物。大气污染物主要含氟、二氧化硫、各类颗粒 物等，水污染物主要含氟化物、氰化物、铅等重金属、悬浮物等，固体废物主要包括高炉炉渣、钢渣等。 3.5生产管理 过程工业生产过程中对设备、生产单元、生产工艺段的现场操作、工艺参数设置与调整等，以及对原 示例：高炉、裂解炉等的出口温度、空气过剩系数、排烟温度设置等。 3.6产出因素 括产品的数量、输出的能源量等都会影响能效。 示例：生产过程中产能、设备能源利用效率、单位能耗的产品产量等。 4过程工业能效评估指标 4.1过程工业能效相关指标概述 过程工业生产过程复杂，单一指标难以全方位反映能效的整体情况，应采用多指标从不同层面对能 效情况进行描述 按照过程工业生产相关内容，能效指标可分为： 益指标等； 3 GB/T39115—2020 管理能效指标：应考虑管理工作对企业能效的影响，主要包括关键设备和生产单元的计划外停 机指标、原材料和辅助材料质量指标等： 生产能效指标：应考虑生产过程对企业能效的影响，主要包括生产设备单位产能能耗、生产设 备能量转换效率、生产单元单位产能能耗、生产负荷率等； 环境能效指标应考虑生产过程对环境的影响，主要包括单位产品污染物排放指标等 按照不同的粒度，能效指标可分为： 设备级能效指标：主要包括设备计划外停机、设备单位产能能耗、设备能量转换效率等。 质量、生产负荷率等。 系统级能效指标：主要包括单位产品能耗指标、单位产品能耗收益指标、生产负荷率、单位产品 污染物排放等。 过程工业能效评估指标体系如图1所示。 能效指标 管理能效指标 生产能效指标 经济能效指标 环境能效指标 设备级能效指标 1生产设备单位产能能耗 (1)设备计划外停机 ②生产设备能量转换效率 生产单元计划外停机 过程级能效指标 原材料质量 铺功材料质量 产负荷家 系统级能效指标 少单位产品能耗 ①原材料质量 (1)生产负荷率 (1)单位产品污染物排放指标 单位能耗收益 图1 过程工业能效评估指标 4.2能效指标定义 4.2.1单位产品能耗指标 单位产品能耗指标（nu）应按照式（1）计算： E nu .(1) M. 式中： E 一产品的综合耗能，单位为吨（t)； M. 产品产量，单位为吨（t）。 注：耗能单位可为标油或标煤 单位产品能耗指标也可转换为单位产品能源成本指标。 4.2.2单位产品能耗收益指标 单位产品能耗指标（ne）应按照式（2)计算： 4