GB/T 39115-2020 过程自动化能效评估方法.pdf

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标准编号:GB/T 39115-2020
文件类型:.pdf
资源大小:1.7 M
标准类别:电力标准
资源ID:244144
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GB/T 39115-2020 标准规范下载简介:

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GB/T 39115-2020 过程自动化能效评估方法.pdf

GB/T 39115—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。 过程级能效指标:主要包括生产单元计划外停机、生产单元单位产能能耗、原材料和辅助材料 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

4.2.1单位产品能耗指标

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

GB 51119-2015 冶金矿山排土场设计规范.2.2单位产品能耗收益

单位产品能耗指标(ne)应按照式(2)计算:

图1过程工业能效评估指标

式中: S———单位产品的销售收人,单位为万元;

4.2.3生产设备/单元单位产能能耗

E—设备/单元综合能耗,单位为吨(t); M,—一设备/单元中间或最终产品产量,单位为吨(t)

4.2.4生产设备/单元能量转换效率

式中: E。设备或单元的输出能量,单位为千焦(kJ)或千瓦(kW) E一设备或单元的输人能量,单位为千焦(kJ)或千瓦(kW)

4.2.5生产设备/单元计划外停机指标

生产设备/单元计划外停机指标(nn)应按照式(5)计算:

式中: T计划外停机时间,单位为小时(h); 单位时间段内的生产时间,单位为小时(h)

4.2.6原料和辅助材料质量指标

GB/T 391152020

对于其成分含量影响产品质量的原料和辅助材料,应设置质量指标。原料和辅助材料的质量 定义为实际成分值与限值(上限值或下限值)的偏离量和限值的比值。

生产负荷率指标(nL)应按照式(6)计算:

Pt——某类产品在规定时间内的实际生产量,单位为千克(kg)或吨(t); P。某类产品在规定时间内的设计生产能力,单位为于克(kg)或吨(t)

2.8单位产品污染物排方

单位产品污染物排放指标(n)应按照式(7)计算

GB/T 39115—2020

式中: Mds——污染物排放,单位为千克(kg)或吨(t);

5过程工业能效评估通用模型

过程工业生产能效评估模型如图2所示。 模型中包含的主物料因素包括输人物料M;、输出物料M。、输出产品M,、输出废品Mwo 模型中包含的辅助物料因素包括输人辅助物料Mi、回收辅助物料Mrs、辅助废料Mws。 模型中包含的能量因素包括物料输入能量Emi、物料输出能量Em、输人能量E:、输出能量E。、可 回收能量E、消耗能量E。。其中消耗能量E.包括生产中的使用能量E.和损失能量E1。 模型中包含的生产管理因素作用于设备/过程/系统实体,会直接或间接地影响整个设备/过程/系 统的物料和能量消耗

能效评估模型体现了物质平衡和能量平衡。 物质平衡方程见式(8): M;+Mi=M+Mw+M,+M+M....... 能量平衡方程见式(9):

图2设备级/过程级/系统级能效评估模型

E, +Emi=E. +E.+Em +E

式中,物料输入能量Ei、物料输出能量Em受温度、压力等因素影响,难以计量,可不做统计。 过程生产系统按工艺分成不同的生产过程。应针对每个设备和过程来分析输入、输出、使用、回收 和损失的资源。资源包括物料、产品和能量。设备对应于管理能效指标和生产能效指标,过程对应于管 理能效指标和生产能效指标,系统对应于经济能效指标、管理能效指标和环境能效指标。具体指标应从 指标体系中选取。过程生产能效指标分析如图3所示

GB/T 391152020

图3过程生产能效指标分析

能效评估方法,实际应用中的评估示例参见附录A

能效基准是为了比较能效水平所提供的基础量化值。能效基准的建立方法包括 a)机理建模方法:根据热力学定律、化学反应、物理变化等客观规律推导能效函数关系式,采用机 理建模方法建立的能效基准是理想值; b) 数理分析方法:基于历史数据,通过数据拟合或统计分析方法确定能效基准线; c)经验方法:将行业确定标准,或优秀企业或本企业生产过程中最优能效结果作为能效基准。 能效基准优先选取采用机理建模方法计算出的设计值;当没有设计值,可考虑使用数理统计法选取 过去历史段的数据或历史最优数据:上述两种情况都不可行情况下也可采用经验方法确定能效基准

乙过程工业能效评估通用流程

过程工业生产能效通用评估流程如图4所示

图4能效评估流程框图

能效评估流程应包括: a)确定评估对象(设备、生产单元、过程、系统等); b 根据评估对象,界定评估边界;并根据生产流程和工艺特点,将评估对象划分为各组成部分 对于能源消耗量非常小的设备或过程可以忽略不计; 梳理评估对象各组成部分的能源流和物料流,建立能效评估模型,同时把经济能效指标、管理 能效指标、生产能效指标、环境能效指标对应到设备、过程及系统中; 针对评估对象的各组成部分,基于已建立的能效指标体系,计算适用的各个指标; e)将评估对象的各个指标的计算结果,与已建立的能效基准进行对比,并对对比结果进行分析 形成能效诊断输出,用于生产能效优化 )采用各种能效优化手段, ,同时修改对应的能效基准

较大的变化。生产过程出现能效异常时,可通过对设备级、过程级和系统级的多能效指标进行计算和分 所,对产生能效异常的原因进行诊断和异常定位,对生产和管理进行相应的调整,相应地改善能效水平。

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以乙烯裂解系统为评估对象,其典型工艺包括:原料预热、裂解、急冷、压缩、冷分离、热分离、制冷、 废碱氧化、汽油加氢等。本附录针对设备级、过程级和系统级给出能效评估示例,设备级主要包括:换热 器、离心压缩机,过程级围绕乙烯裂解炉,系统级评估围绕乙烯裂解系统

A.2设备能效评估示例—换热器

A.2.1评估模型及指标

其输人热流体是高温高压裂解气,输入冷流体 水,输出热流体为低温低压裂解气,输出冷流体为热蒸汽和水。换热器的评估模型见图A.1。

选取换热效率(n)作为换热器的能效评估指标: n=Q:/Q

Q:———实际换热量,单位为千焦(kJ); Q。—设计换热量,单位为千焦(kJ)。

A.2.2输入输出参数

换热器的输人输出参数见表A.1

图A.1换热器能效评估模型

表A.1换热器输入输出参数表(示例L

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A.2.3能效指标计算

A.3设备能效评估示例—离心压缩机

A.3.1评估模型及指标

以乙烯裂解过程使用的裂解 裂解气离心压缩机的段数为5。 乙烯裂解系统使用的是裂解气离心压缩机,能效评估模型见图A.2

选取压缩机效率()作为能效评估指标: 7=N/N 式中: N:一一内功率,表示裂解气的内能,单位为干瓦(kW)

A.3.2输入输出参数

离心压缩机的输入输出参数见表A.2

图A.2离心压缩机能效评估模型

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K,第i段绝热指数 内功率N

Q;——第i段工况质量流量,单位为千克每秒(kg/s); m,第j段多变压缩指数; R——气体常数,单位为焦耳每摩开尔文[J/(mol·K)]; 第段压缩系数; T一第j段进气温度,单位为开尔文(K); 第j段压缩比; nh 第i段多变效率

A.3.3.2计算结果

离心压缩机参数计算结果见表A.3

表A.3离心压缩机参数计算表(示例)

N;=Z,=1~sN,=32 014.82(kW) 裂解气离心压缩机的轴功率设计值N。为40171kW。 玉缩机的效率: 7=N./N,=32 014.82/40 171=79.7

A.4过程能效评估示例乙烯裂解炉

A.4.1评估模型及指标

乙烯裂解炉的能效评估模型见图A.3

A.4.2能效指标计算

A.4.2.1计算公式

按照以下公式计算综合效率(n):

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图A.3乙烯裂解炉能效评估模型

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A.4.2.2指标计算

取抚顺乙烯厂1号裂解炉的相关数据: 排烟温度:t。=153 热空气的温度:t.=10 雾化蒸汽用量:W=0 烟气氧含量:W02=3.78% 烟气中一氧化碳含量:wco=0 空气过剩系数:α=1.24 按简化公式计算可得:"=92.29%。

取抚顺乙烯厂1号裂解炉的相关数据: 排烟温度:t。=153 热空气的温度:t.=10 雾化蒸汽用量:W=0 烟气氧含量:W02=3.78% 烟气中一氧化碳含量:wco=0 空气过剩系数:α=1.24 按简化公式计算可得:7=92.29%

A.5系统能效评估示例——乙烯生产系统

图A.4乙烯生产系统能效评估模型

选取乙烯生产系统的乙烯和丙烯单位产品能耗(n)作为能效指标: 7=E/M, 式中:

M,—产品产量,单位为吨(t)

A.5.2能效指标计算

A.5.2.1计算公式

GB/T 39355-2020 空间数据与信息传输系统 时间码格式主要计算包括: a)乙烯生产系统输入能量

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A.5.2.2指标计算

指标计算如下: a) 输人条件 以某日相关数据计算能效: 乙烯产量2546.41t,甲烷的自产率为12%,使用的燃料为燃料气。 燃料:M燃料油=0t,M燃料气=883.73t,M天然气=156.83t,M液态经=0t,M氢气=0t; 水:M业水=26.73t,M±活水=0.2t,M脱盐水=4167.5t,M通环水=1093056t,M热水=16693GJ,

M凝结水=4342.25t,M除氧水=219.25t; 电:M电=185000kW·h; 氮气和空气:M氢气=89040t,M压编空气=93641t,M清期空气=0t。 b) 能耗计算 E,=Eu+Eiz+E+E+Es=1293458.66kgoe E,=E,+E2+E+E=147796.33kgoe c 能效指标计算 能效指标计算包括: 1)乙烯单位产品能耗 z婚=E/M,=(Ei+E,)/Mz烯=565.99kgoe/t 2)丙烯单位产品能耗 7两婚=E/M,=(E+E,)/M两=1224.03kgoe/t

M凝结水=4342.25t,M除氧水=219.25t; 电:M电=185000kW·h; 氮气和空气:M氯气=89040t,M压编空气=93641tM清期空气=0t。 b) 能耗计算 E,=Eu+Eiz+Es+El+Eis=1293 458.66kgoe E,=E,+E2+E+E=147796.33kgoe c 能效指标计算 能效指标计算包括: 1)乙烯单位产品能耗 z婚=E/M,=(Ei+E,)/Mz烯=565.99kgoe/t 2)丙烯单位产品能耗 7两=E/M,=(Ei+E,)/M丙=1224.03kgoe/t

AQ/T 4267-2015 木制家具制造业建设项目职业病危害控制效果评价细则GB/T391152020

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