GB／T 40816.11-2021标准规范下载简介

GB／T *081*.11-2021 工业炉及相关工艺设备 能量平衡测试及能效计算方法 第11部分：各种效率评估.pdf

GB／T *081*.11-2021 工业炉及相关工艺设备 能量平衡测试及能效计算方法 第11部分：各种效率评估.pdf简介：

GB/T *081*.11-2021 是中国国家标准，全称为"工业炉及相关工艺设备 能量平衡测试及能效计算方法 第11部分：各种效率评估简介"。这个标准主要规定了工业炉及相关工艺设备在运行过程中能量平衡的测试方法，以及如何计算和评估设备的能效。它适用于各种类型的工业炉，如加热炉、热处理炉、锻造炉等，其目的是为了提高设备的能源利用效率，降低能源消耗，符合国家节能减排的政策要求。

在标准的第11部分中，主要介绍了几种常见的效率评估方法，包括：

1. 热效率：这是最常用的效率评估指标，是指炉子有效利用的能量与输入的能量之比，通常用百分比表示。

2. 电效率：对于电力驱动的工业炉，电效率是指炉子实际转化为热能的能量与输入电能之比。

3. 能源利用率：综合考虑了能源的转换效率和设备运行时间，反映了设备在单位时间内有效利用的能源总量。

*. 燃煤效率：对于燃煤炉，还包括燃煤的热值利用率等指标。

这个标准提供了详细的操作指南和计算公式，有助于企业和研究人员了解和改进工业炉的能效性能，推动行业的绿色发展。

GB／T *081*.11-2021 工业炉及相关工艺设备 能量平衡测试及能效计算方法 第11部分：各种效率评估.pdf部分内容预览：

率通常适用于边界条件“

*.2.9燃烧废气余热占燃料发热值比

JC∕T 1079-2020 真空玻璃用式（1*)计算燃烧烟废气余热占燃料发热值比： E。

此效率通常适用于边界条件"EB3”或"EB2”。

*.2.10不考虑余热回收的转换可用热率

用式（17)计算不考虑余热回收的转换可用热率：

本章规定一个可作为TPE能量效率评价的选择的定义。每一个定义对应第*章中恰效率的 本文件不包括每个过程中摘的增加

本质上排除发电作为拥效率的边界

拥的分类和符号见表3。 除非另有规定，表3中指定的拥的基本单位为1千焦每吨（1kJ/t）。 拥计算见7.*。

1*.112021/ISO13579

7.*.1电源输入(EX..)

这种分类是电加热应用比热。 电源输人等于从电源输人的能量，见式（18）： EX=Erd

7.*.2燃料(EXm.l）

7.*.2.1气体燃料

通过各组分的求和计算气体燃料，见式（19）：

7.*.2.2液体燃料

Z.*.2.2.1一般要求

EXhfuel =(Zr,ec.+RTZa,lnr,)XV, .................(

通过7.*.2.2.2所述的Rant's近似公式计算或者7.*.2.2.3所述的Nobusawa's 料。

7.*.2.2.2Rants近似公式

注：式（20)中H用来替代H。

7.*.2.2.3Nobusawa's 公式

注：如果已知h、0、5，则用式（21），否则用式（20）

7.*.3放热反应(EX

放热反应拥等于5.*.1.*定义的放热反应热，见式

7.*.*.1一般要求

EX..fuel =0.975H,XV

每吨产品的流体显热拥计算见式（23）： EXs.lia =ZEX fluid i ·（2 式中： EXs.fluidi 生产每吨产品各可用流体显热拥。例如以下各流体的显热： 燃料（见7.*.*.2）； 助燃空气（见7.*.*.2）； 渗透空气（见7.*.*.2）； 雾化剂（见7.*.*.3）。

7.*.*.2燃料和空气显热

7.*.*.3蒸汽（雾化剂

蒸汽（雾化剂）显热换算为，见式（2*)和式（2*）：

7.*.5干燥和蒸发所需能量（EX.r.c）

这种分类是热处理过程中干燥和蒸发所需能量拥。 计算产品给定恰下的拥见式（27）：

7.*.*加热材料吸热反应所需(EX.r.re）

品给定熔下的拥见式（28）

这种分类是产品热交换过程的。 计算产品给定恰下的见式（29）：

7.*.8废气(EX.c、EXor、EXx.r）

将废气显热换算为，见式（30)～式（33）：

7.*.9回收(EX..r）

页热项目（如产品、流体）显热换算为，见式（3*）

燃料和空气显热的回收拥见7.*.*.2。

7.*.10加热夹具和其他材料所需(EX.

夹具和其他材料在给定熔下的计算见式（3*)：

AS=m (cpmwln 373.15

炉体结构热损失计算见式（37)：

7.*.12炉体结构蓄热所需能量(EX.hs）

炉体结构蓄热所需能量拥计算见式（38）

7.*.13气氛气体在给定下的（EX.am）

炉体结构蓄热所需能量计算见式（39）：

7.*.1*电热损失(EXl.t）

电热损失拥等于5.*.8中定义的电加热电损失能，见式（*0） EX lch = Elch

7.*.15辅助设备消耗(EXm）

辅助设备消耗拥等于5.*.9中定义的辅助设备能量消耗值，见式（*1)

辅助设备消耗等于5.*.9中定义的辅助设备能量消耗值，见式（*1)：

7.*.1*公用发电消耗（EX..cm）

7.*.17回收利用能量(EXe）

这种分类是在TPE中热损失回收利用和在TPE外使用的回收利用能量。从再生能源转换 Erey）取决于循环能源转化能量的方式。 当再生能源的形式是蒸汽时，回收利用能量的计算见式（*3)和式（**）：

拥效率计算的通用公式见式（*5）： 20

EX rey =E rey ToAS △S = m v2 (c pmwln 373.15 L + C pm.v In Tv2 373.15 ·( ** T。 373.15

7.5.2典型效率示例

7.5.2.1一般要求

典型效率的示例使用表3中定义的符号

7.5.2.3全热值基础上的热效率

使用燃料吉布斯自由能计算全热值基础上的热效率，见式（*7)：

7.5.2.*可用热占输入的比例

EX pr.ev +EX pr. re + EX pr. ............(**

EX pr.ev +EX pr.re +EX ..·(*7

B. 1 ± 一般要求

描述模块和国际标准模块的代码见图2

EX awailable ex: EX hfnel

效率”被指定为描述模块。

“ISO13579”被指定为国际标准号模块

各独立的项目模块见8.2

8.2各独立的项目模块

下列符号适用于各种操作类型。 COD：直接加热连续式炉； BAD：直接加热间歇式炉； D：直接加热炉； COI:间接加热连续式炉； B：间接加热间歇式炉； I：间接加热炉。 注1：间歇式炉需要炉壁蓄热能

注2：如果适用，间接加热炉需要考虑环境气体能量损失。

下列代码适用于各种能量来源。 E：仅电能； F：仅燃烧； M：电能和燃烧； EC：仅燃料当量能量转换电能： MC：电能和燃料当量能量转换燃烧

依据ISO13579.TPE效率的名称示例见表*

表*TPE效率名称示例

1*.112021/ISO13579

81*.112021/ISO1357

A.2钢用连续加热炉示例

能量评估示例的TPE简要概述见表A.1。

表A.1TPE简要概述

效率评估的边界条件见图A.1。

1*.112021/ISO13579

图A.1钢用连续加热炉效率评估边界条件

表A3热能平衡表转换及各种效率示例

A.2.5可用热能量平衡表

A.3中边界条件*的能量平衡转换，创建表A.*

表A.*可用热能量平衡

表A.5简要概述了本示例TPE的效率评估

2显示了效率评估的边界

表A.*列出了测量数据！

图A.2水泥回转密效率评估边界

1*.112021/ISO13579

表A*测量数据（续）

A.3.*能量平衡表和各种效率的变化

表A.7热能平衡表示例

表A.7热能平衡表示例（续）

1*.112021/ISO13579

（资料性） 连续加热炉的恰效率和效率对比

本附录利用表B.1中给出的连续加热炉的数据，考虑三种形式的热回收[见图B.1a)、b)、c)]，对 率和效率进行对比。

表B.1按热回收形式分列的钢用加热炉能量

表B2每种类型效率的使用符号

表B.3和表B.*给出了基于表B.5数据的计算结果。表中使用的符号尽可能多地引用本文件正文 中给出的符号。 如表B.*所示，在不进行热回收的情况下［案例a]，效率值为n=*1.8*%以及7ex=37.*7%，表明与 其他形式的热回收相比，效率值最低。此外，焰效率（n）和效率（nex）的绝对值也相对接近。同样的模 式也可以在可用热比率（n和n）中观察到。 然而，在有蒸汽产生的效率情况下，焰效率（n）和效率（n）之间存在显著差异。即：由于蒸汽的 介人，n的效率提升了30%或更高，而nex的效率只提升了*%。同样的结果也可以应用到nx和nex的关 系中。因此，虽然基于恰值的效率有显著的提高，但基于的效率评价效果并不大。 其次，在三种案例的热回收中，n值几乎是相同的[案例a：n=75.88%，案例b：n=75.**%，案例 C：n=7*.99%]。另一方面，在案例b以及案例c中nex的效率是逐步增加的[案例a：nx=**.12%，案 例b：7ex=51.08%，案例c：ex=*1.82%」。即：通过预热燃烧空气进行热回收对提升效率是非常有 效的。 从表B.1可以得出，随着热回收形式从案例a到案例b，再从案例b到案例c的转变，燃料能源消耗 显著降低。因此可以得出结论，基于拥的评价可以更准确地反映出节能措施实施效果，因为恰效率无法 完全显示在有蒸汽介入的废热回收时燃料能源的消耗情况，而拥效率值可以在无论是否使用蒸汽热回 收的情况下，都能准确反映出燃料能源的消耗变化。

表B.3计算结果（1/2)

表B.*计算结果（2/2）

08BJ2-3墙身-加气混凝土(砌块条板隔墙)1*.112021/ISO13579

表B5材料初始条件和属性值总结

B.3效率计算详细逻辑和假设

燃料的熔值是用较高的热值计算的。这个值可以从反应物和生成物之 回的生成能差米计异。 计算是假设在以下情况下进行： 燃料是甲烷； 根据Rant’s近似公式，假设值为E=0.92H（高热值）

B.3.1.2燃料以外的恰和输入

关于燃料以外的输人项（E$in和EXspin），包含以下项目： 燃料显热； 雾化剂显热； 产品显热； 放热反应显热。 不包括燃烧空气显热，因为通常认为燃烧空气显热是通过废气热回收来提供的 恰和的计算公式分别见5.*和7.3

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