书 书 书犐犆犛 ２７ ． ０１０ 犆犆犛犉 ０１ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 １４９０９ — ２０２１ 代替 犌犅 ／ 犜 １４９０９ — ２００５ 能量系统 分析技术导则 犜犲犮犺狀犻犮犪犾犵狌犻犱犲犾犻狀犲狊犳狅狉犲狓犲狉犵狔犪狀犪犾狔狊犻狊犻狀犲狀犲狉犵狔狊狔狊狋犲犿狊 ２０２１  ０４  ３０ 发布 ２０２１  １１  ０１ 实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会 发布目 　　 次 前言 Ⅰ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 的计算 ２ ………………………………………………………………………………………………… ５ 　 衡算 （ 平衡 ） ３ ………………………………………………………………………………………… ６ 　 分析的评价指标 ４ ……………………………………………………………………………………… ７ 　 分析的步骤 ６ …………………………………………………………………………………………… 附录 Ａ （ 规范性 ） 　 值和焓值 、 平衡与 损失的计算方法 ８ …………………………………………… 附录 Ｂ （ 资料性 ） 　 能量系统 分析实例 １９ ………………………………………………………………… 犌犅 ／ 犜 １４９０９ — ２０２１ 前 　　 言 　　 本文件按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — 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 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 ）。 ——— 增加了 “ 规范性引用文件 ”（ 见第 ２ 章 ）。 ——— 修改了 “ 系统 ”“ 环境参考态 ”“ ”“ 损失 ” 和 “ 分析 ” 定义 （ 见 ３．１ ～ ３．５ 、 ３．９ ， ２００５ 年版的 ２．１ ～ ２．５ ）； 增加了 “ 标准 和标准焓 ”“ 能量品位 ”“ 效率 ” 的定义 （ 见 ３．６ ～ ３．８ ）。 ——— 修改了环境参考态的大气组成 ， 并完善了元素的基准物体系 （ 见 ４．１ 、 表 １ 和表 ２ ， ２００５ 年版的表 １ 和表 ２ ）。 ——— 修改并完善了 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 ）。 ——— 修改并完善了 “ 分析的步骤 ”。 增加了 “ 能量衡算 ”“ 能的品位计算 ” 等内容 ， 细化了 “ 评价与分析 ” 的说明 （ 见第 ７ 章 ， ２００５ 年版的第 ６ 章 ）。 ——— 修改了附录 Ａ （ 规范性 ） 值和焓值 、 平衡与 损失的计算 。 增加了 “ 物质的 值和焓值 ” 的计算方法 ， 以及 “ 压力低于 １００ｋＰａ 条件下的 值与焓值 ” 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 ）。 ——— 修改了附录 Ｂ （ 资料性 ） 能量系统 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 。 本文件由全国能源基础与管理标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ２０ ） 提出并归口 。 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 、 高沛沣 、 狄东仁 、 王广河 、 蹇江海 、 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 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 １４９０９ — ２０２１ 能量系统 分析技术导则 １ 　 范围 本文件规定了能量系统 分析中 的计算 、 衡算 （ 平衡 ）、 分析的评价指标 ， 以及 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 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 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 ， 注日期的引用文件 ， 仅该日期对应的版本适用于本文件 ； 不注日期的引用文件 ， 其最新版本 （ 包括所有的修改单 ） 适用于本文件 。 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 　 狊狔狊狋犲犿 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 　 犲狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾狉犲犳犲狉犲狀犮犲狊狋犪狋犲 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 　 　 犲狓犲狉犵狔 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 　 犻狀狋犲狉狀犪犾犲狓犲狉犵狔犾狅狊狊 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 犌犅 ／ 犜 １４９０９ — ２０２１ ３ ． ５ 　 外部 损失 　 犲狓狋犲狉狀犪犾犲狓犲狉犵狔犾狅狊狊 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 和标准焓 　 狊狋犪狀犱犪狉犱犲狓犲狉犵狔犪狀犱狊狋犪狀犱犪狉犱犲狀狋犺犪犾狆狔 处于环境参考态温度 、 环境参考态压力下单质或化合物的 值和焓值 （ 见 Ａ．３ ）。 ３ ． ７ 　 能量品位 　 犲狀犲狉犵狔犵狉犪犱犲 单位能量中含有的做功能力 ， 即处于给定状态下体系的 值与焓值之比 （ 物质的能量品位 ） 和用能过程中体系发生的 值变化与焓值变化之比 （ 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 　 犲狓犲狉犵狔犲犳犳犻犮犻犲狀犮狔 基于过程或系统的 衡算 ， 表征过程或系统的热力学完善度的数值 ； 为输出 与输入 之比 ， 或为收益 与支付 之比 。 注 ： 效率通常以百分数表示 （ 见 ６．１ ）。 ３ ． ９ 　 分析 　 犲狓犲狉犵狔犪狀犪犾狔狊犻狊 以状态函数 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 Ａｇ ＡｇＣｌ Ａｌ Ａｌ ２ Ｏ ３ Ａｒ Ａｒ （ 空气 ） Ａｓ Ａｓ ２ Ｏ ５ Ａｕ Ａｕ Ｂ Ｈ ３ ＢＯ ３ Ｂａ Ｂａ （ ＮＯ ３ ） ２ Ｂｅ ＢｅＯ · Ａｌ ２ Ｏ ３ 元素 基准物质 Ｂｉ ＢｉＯＣｌ Ｂｒ ＰｔＢｒ ２ Ｃ ＣＯ ２ （ 空气 ） Ｃａ ＣａＣＯ ３