GB／T 14909-2021 标准规范下载简介
GB／T 14909-2021 能量系统 分析技术导则.pdfGB/T149092021
化合物（A，BC.）的标准拥按照公式（A.9）计算： E"(A,B,C)=△G(A,B,C)+aE(A)+bE"(B)+cE(C) （A.9） 式中： △;G(A,B,C,) 化合物A.B.C的标准生成吉布斯自由能，单位为千焦每摩尔(kl/mol)： a，b，c 分别为元素A、B和C的化学计量数； E°(A),E°(B),E°(C) 分别为元素A、B和C的标准，单位为千焦每摩尔（kJ/mol）。 化合物（A,B,C。）的标准恰按照公式（A.10)计算： H(A,B,C.)=△,H"(A,B,C.)+aH°(A)+bH"(B)+cH"(C) ...（A.10） 式中： A,H°(A,B,C,) 化合物A，B,C。的标准生成熔，单位为干焦每摩尔（kJ/mol) H°(A),H°(B),H°(C) 分别为元素A、B和C的标准焰，单位为千焦每摩尔（kJ/mol)。 由此计算，表A.2列出了部分常见单质和无机化合物（102种）的标准和标准熔数值，表A.3列出 部分常见有机化合物（45种）的标准和标准数值
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表A.2部分单质和无机化合物的标准和标准恰
TCCAATB 0014-2021 中国民用机场航站楼自动体外除颤器设置管理规范GB/T149092021
表A.3部分有机化合物的标准烟和标准烩
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A.3.1.3燃料标准和标准恰的估算
对于未知化学组成的燃料（例如，低阶煤、页岩油以及各种可再生燃料等），基于燃料的高热值或低 热值，可由以下方法估算其标准和标准熔。 燃料的标准按照公式（A.11）、公式（A.12)和公式（A.13)计算： E=ag（△,H,)2+bg△.H+cg(12400<△.H,<55200) ..... (A.11) E=a;(△,H,)2+b,△,H,+c(5 500<△,H,<48 600) .**.·(A.12) E=a(△H,)2+b,△,H,+c,(2800<△,H,<44400) ..··.··..(A.13) 式中： E,EI,E! 一 分别为气态、液态和固态燃料标准拥的估算值，单位为千焦每千克 (kJ/kg); AHLAHAHL 分别为气态，液态和固态燃料的高热值或低热值，单位为千焦每于
E=a;(△,H,)2+b,△H,+c(5500 式中： E,E1,E! AH...HI,AH 分别为气态、液态和固态燃料标准拥的估算值，单位为千焦每千克 (kJ/kg); 分别为气态、液态和固态燃料的高热值或低热值，单位为千焦每千 克(kJ/kg); 分别为燃料高热值或低热值的对应项系数，从表A.4中选取 分别为气态、液态和固态燃料标准的估算值，单位为千焦每千克 (kJ/kg); 分别为气态、液态和固态燃料的高热值或低热值，单位为千焦每千 克（kJ/kg); 分别为燃料高热值或低热值的对应项系数，从表A.4中选取 燃料的标准熔按照公式（A.14）、公式（A.15)和公式（A.16)计算： Hg=eg(△,Hg)²+fg△Hg+gg(12400<△,H<55200) H=e(△,H,)2+fi△,H,+g(5 500<△,H,<48 600) H=e.(△H,)²+f,△H,+g(2800<△.H,<44400) 燃料的标准熔按照公式（A.14）、公式（A.15)和公式（A.16)计算： Hg=eg(△,Hg)²+fg△Hg+gg(12400<,H<55200) H=e(△,H,)2+f△H+g(5 500<△,H<48 600) H=e.(A.H.)*+f.A.H.+g.(2 800 ..(A.14) .....(A.15) .....A.16 GB/T149092021 H 分别为气态、液态和固态燃料标准熔的估算值，单位为千焦每千 克(kJ/kg); 表A.5采用高热值或低热值时公式（A.14）、公式（A.15）和公式（A.16）的系数 纯物质的值和值分别按如下方法计算 纯物质的拥值按照公式（A.17)计算： A.3.3混合物的值和烩值 混合物的值和焰值分别按如下方法计算。 混合物的值按照公式（A.20)计算： GB/T149092021 混合物的恰值按照公式（A.22)计算： 式中： H（T，p，a）一—给定温度T、压力p和组成下，混合物的摩尔熔，单位为千焦每摩尔（kJ/mol)。 理想混合物的摩尔恰按照公式（A.23）计算： Hi(T .b.2)=Zr:H.(T.b) （A.23） A.4压力低于100kPa条件下的值和恰值 A.4.1无化学反应，一个或多个状态的压力低于 GB/T149092021 A.4.2负环境压力状态下化学反应的变和恰变计算 △,E= ZE ZE! △,H°= ZH; ZH: 式中，P和R分别表示化学反应的产物和反应物： 第三步：以A.4.1的方法计算产物从298.15K和100kPa改变至反应温度T和压力p的变△E 与烩变H3； 第四步：合计上述三个过程的变或熔变，即为在负环境压力状态下该化学反应的变和熔变，见 公式（A.29）和公式（A.30） .5基本过程的平衡、损失、效率与过程品 △,E=△E, +△,E°+△E3 .(A.29 A.H=AH+A.H'+AH +.......................A.30 ,E=△E, +△,E+E3 A.29 A.H=AH+A.H'+AH +.......................A.30 针对实际单元设备，表A.6列出了5类基本过程的能量衡算、衡算、拥损失与拥效率的计算方法， 其中的能量衡算均忽略了热损失和机械效率等损失。每类过程均举例说明了几种具有不同特征的情 况。同时，还列出了过程品位的分析方法 GB/T149092021 GB/T149092021 B.1.4能量衡算和衡算 B.1.4.1能量衡算 基于四种供热系统的给定参数可以计算出各个系统的供热侧输入能量（供能负荷）、用户侧接受能 量（热负荷）和热损失等数据，如表B.1。显然，外界的输入与用户侧的接受是对图B.1的虚线边界而言。 其中，热泵的输人能量有两部分，电耗2.989MI/h和从水热源汲取的热7.471MJ/h 表B.1四种供热系统的能量衡算结果 根据系统能量衡算的原理，表B.1中热负荷为四种供热系统的供热侧装置（燃气炉、电加热器、热 泵、太阳能集热器）向用户侧的热水加热管提供的热量。 供热侧装置的供能负荷，即燃气锅炉的燃料热负荷、电加热器的用电负荷、热泵的用电负荷、太阳能 集热器的集热负荷，分别基于热水加热管的热负荷和各自的设备效率与性能参数推算。 供能负荷与热负荷之差为各个设备的热损失。然而，热泵供热系统比较特殊，其能效指标COP不 是效率概念，无法据其确定其系统的热损失量。 另外，根据COP，热泵的水热源负荷可根据热泵热负荷与用电负荷算出；进而根据设定的热泵性能 参数可推算出水热源流量为119.048kg/h；类似地，还可推算出热泵内部工质流量为428.689kg/h，两 者的计算式见公式（B.1） m 流体质量流量，单位为千克每时（kg/h）； Q 流体吸热量或放热量，单位为千焦每时（kJ/h）； Cp 流体定压比热容，单位为千焦每千克开[kJ/（kg·K)] T..T 分别为高温流体温度和低温流体温度，单位为开（K)。 m=Q/[C,（TT)] 如表B.2所示，基于四种供热系统的给定参数和本案例设定的环境温度（293.15K)和设备表面平 均温度为（323.15K），根据第5章和第6章的方法和公式，可以计算出各个方案的供热侧与用户侧的 直变化和过程品位、损失和拥效率。例如： 方案1的燃气锅炉支付(9.190MJ/h)基于其供能负荷（燃烧负荷）与燃烧温度（1773K），按公式 B.2）计算： 式中： 燃气锅炉支付，单位为兆焦每时（MJ/h） 20 △Eε——燃气锅炉支付，单位为兆焦每时（MJ/h） GB/T149092021 △H一燃气锅炉供能负荷，单位为兆焦每时（MJ/h）； TB一 燃气锅炉燃烧温度，单位为开（K）。 另外，方案4的太阳能集热器的支付（4.974MJ/h），以及各个供热系统的外部拥损失（见基于 表B.1的系统热损失和设备表面平均温度323.15K)也由此公式算出。 方案2的电加热器支付拥(10.784MJ/h）为其供能负荷（用电负荷）。 方案3的热泵支付有两个值，热泵用电负荷（2.989MJ/h）与水热源取热负荷的变（0.531MJ/h） 2.349MJ/h是热泵出口加热管（进口温度为115℃，出口温度为95℃）供热负荷的变；并由此变计 算出热泵供热系统的供热过程品位。该数值按公式（B.3)计算： △E一热泵取热变，单位为兆焦每时（MJ/h）。 另外，用户侧热水加热管的收益(1.896MJ/h）、方案3的热泵的水热源支付拥(0.531MJ/h)也 用此公式算出的。可以看到，与表B.1的用户侧热负荷相似，各个方案用户侧收益的数值都相I 共热侧的支付差异很大，因而各个方案的损失和效率也完全不同。与表B.1同样，表B.2中 付”与“收益"同样是对图B.1虚线边界而言。 表B.2四种供热系统的衡算结果 B.1.5评价与分析 方案1和方案2两个系统的拥率最低，分别为20.632%和17.584%。原因是这两个系统的内部 拥损失最大，分别为7.294MJ/h和8.887MJ/h，即绝大部分输人的拥都被消耗了。反观其能效却是四 个方案中最高的，分别为95%和97%，表明数量评价与质量评价在视角上的巨大差异。 比较而言，方案3和方案4两个系统的拥效率明显高出很多，体现了相对优良的热力学完善度 B.1.5.2能量负荷特性 较两幅图，可以发现该系统的一些能量负荷特性 总体数值上，图B.2与图B.3相同部位的能流幅宽与流幅宽不同，流幅宽不同程度要窄。图B.2 或图B.3中，各个系统的热水（用户）流幅宽均相同，其他则各不相同。 在图B.2中，四个系统的输入（支付)与输出（收益)大体情况相同，都表现出相当好的能量数量转换 GB/T149092021 表B.4部分单元设备操作参数与公用工程负 B.2.2明确环境参考态的选择 本案例采用本文件的环境参考态计算物流热物性 B.2.3说明计算依据 本案例的计算采取下列设定和数据来源： a）忽略各个单元设备与管路的热损失； b） 忽略流体管路阻力，忽略流体输送功耗； 采用数据检索与计算软件ExergyCalculator计算本案例所需的物流热物性数据 GB/T149092021 B.2.4能量衡算与衡算 B.2.4.1物料衡算 基于表B.3的物流条件，可以计算出表B.5所列的系统输入与输出物流的元素衡算表。四种元素 的平均偏差为0.0032%。以类似方法核算各个单元设备，输入与输出物流的元素偏差也极小，说明 表B.3的数据满足物料守恒关系。 表B.5系统输入与输出物流的元素衡算 B.2.4.2烩和的计算 基于表B.3的物流条件，利用软件ExergyCalculator得到表B.6所列各工艺物流的值、拥值和 品位数据结果。 表B.6物流的值、值和物质品位 B.2.4.3能量衡算 B.2.4.3能量衡算 GB/T149092021 基于图B.5的表示，以及表B.5和表B.6的数据，可以计算出各个单元设备的供给侧熔变、接受 变、公用工程的动力与加热负荷、冷却负荷，结果示于表B.7。可见，各个单元设备计算数值分别都 能量守恒关系。 表B.7单元设备供给侧与接受侧的能量衡算 同样，基于本案例的设定条件，按照5.3和第6章的方法和公式，可以计算出各个单元设备供给 接受侧的拥衡算情况，结果如表B.8所示；以及各个子系统和整个系统输入与输出的衡算情况 如表B.9所示。 表B.8单元设备供给侧与接受侧的衡算 GB/T149092021 表B.9子系统与系统输入与输出的烟衡算 表B.8中的甲醇合成反应器（E3）、冷却器（E6）、甲醇精馏塔（E10)的再沸器和冷凝器的换热过科 按式（B.4）计算： △E。一设备换热过程变，单位为兆焦每时（MJ/h）； △H。一设备的换热负荷，单位为兆焦每时（MJ/h）； T一设备温度，单位为开(K)。 本文件将外部损失界定为“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”。首先因本例设定条件为“忽略各个单 元设备与管路的热损失”，所以由此产生的外部拥损失为零。另外，本例没有将驰放气（S10)和离开精馏 塔的轻组分（S15)作为外部拥损失，原因是其值比较高，分别为10.237GJ/h和0.044GJ/h，特别是驰 放气，不宜将它们作为系统的“环境污染物和废弃物等外部废弃”。 表B.8和表B.9的局部拥损失率（1)和局部拥损失率（2)分别为基于子系统的拥损失合计值和基于 系统的损失合计值所得到的结果。 表B.8的单元设备拥效率和表B.9的系统拥效率，分别按照6.1.1和6.1.2的方法和公式计算。为 此，表B.9列出了子系统和系统的输入与输出目。例如，反应子系统的输人计人了物流S1的炜 和循环气压缩机（E4）消耗的动力电 B.2.5.1效率和单位产品甲醇的消耗 B.2.5.1.1效率 首先，有3台单元设备效率为零。混合器（E2）、闪蒸分离器（E7）和分流器（E10)的接受侧收益 )，这是因为此类过程不存在的接受侧，可以理解为支付都被损失于环境了。 单元设备拥效率分布在一个数值不是很高的范围，低至54.98%（原料换热器，E1），高至87.22 GB/T149092021 显然，由于计算公式不同，系统与子系统的效率和单元设备效率之间没有可比性。但是仍然可 以发现，反应子系统、分离子系统和系统总体的效率分别为96.44%、99.85%和96.36%；数值差异远 不及单元设备效率显著。究其原因，一是如同表B.9对反应子系统、分离子系统和系统的说明，各个 渝人拥和输出项目中物流化学组分标准的基数相当大；二是系统拥效率计算公式的分子（输出拥)并 非全是“效益”。例如，如果维持输人不变（见表B.9的说明），输出拥仅仅考虑粗甲醇产品（S17），这意 味着将驰放气作为外部拥损失，则系统拥效率值将变为55.19%。 特别需要指出的是，由于本案例忽略了单元设备的热损失和摩擦损失，即假设它们的第一定律效率 是100%，但是上述分析结果却大相径庭，说明它们的用能过程并不完善 B.2.5.1.2单位产品甲醇的消耗 由表B.3、表B.5和表B.6可知，原料气（S1）值为25.838GJ/h，粗甲醇产品（S17）的流量为 21.134kmol/h；由表B.7和表B.8可知，动力负荷和热负荷的拥值分别为0.515GJ/h和0.079GJ/h，合 计为0.594GJ/h（公用工程消耗所含有的），而系统输入原料（S1）与公用工程消耗两者所含有的 为26.432GJ/h。 根据上述数据和6.3的计算方法可以分别计算出，基于原料与公用工程消耗，或仅仅基于公用工程 消耗的本系统单位产品甲醇消耗分别为1.251GJ/kmol和0.028GJ/kmol B.2.5.2能量负荷特性 各个单元设备的操作温度范围为29℃～230℃，压力范围比较高，为3MPa～6MPa。其中，甲醇 合成反应器的温度和压力最高。 受甲醇合成反应的单程转换率限制QGDW 13091.2-2018 12kV环网柜采购标准 第2部分：12kV气体绝缘环网柜专用技术规范，大量的未反应合成气（CO和H2），需要通过循环气压缩机增 玉后，按大约3：1的摩尔比与新鲜合成气混合，循环再利用；在系统中形成一个巨大的能量流。因此 以甲醇合成反应器为核心的工艺增压需要消耗不少公用工程动力电。相比之下，系统的冷却负荷与精 馏塔的加热负荷都不大。 B.2.5.3改进机会与节能措施考虑 B.2.5.3.1损失分布 在表B.8中，有两个描述系统拥损失分布的数值，局部拥损失率（1）和局部损失率（2），分别是对 子系统和系统而言。可以看到，反应子系统的损失主要发生在甲醇合成反应器（E3）、闪蒸分离器 E7）和冷却器（E6），局部拥损失率（1）分别为23.52%、22.53%和21.58%；循环气压缩机的占比也不 少，为13.26%。对比具有全局意义的局部损失率（2），可以看到分离子系统两个部件的局部拥损失率 2)值分别为2.01%和0.35%，考察其局部损失率（1)意义不大。正因为如此，凡是反应子系统局部炜 员失率（1）数值大的单元设备，其局部损失率（2)值依然很大。分析指明，这些单元设备是应该重点关 主的部位，隐含着系统的节能改进机会。 B.2.5.3.2节能措施 基于上述分析，可以提出一些减少拥损失，提高系统用能水平的节能改进技术措施。例如 a）开发先进的甲醇合成反应技术和节能反应器 b）以其他更加节能的分离方式替代现有闪蒸分离器，包括回收产物气（S4)的减压余能。 开展全工艺系统的热集成，实现更为合理的梯级换热工艺，包括甲醇合成产物气余热的利用。 d）采用具有级间冷却的两级压缩替代现有循环气压缩机的单级压缩工艺 GB/T14909202 e） 需要做好驰放气（S10）的有效回收利用。驰放气中含有大量的碳氢元素，其流量 （37.604kmol/h）是粗甲醇产品（S17）流量（21.134kmol/h）的1.8倍GB/T 15972.41-2021 光纤试验方法规范 第41部分：传输特性的测量方法和试验程序 带宽，其值（10.237GJ/h）仅 仅比粗甲醇产品值（14.559GJ/h）约少不到30%