印染企业系统能量平衡计算方法DB33／T 2125-2018.pdf

ICS 27.010 F 01 DB33 浙江省 地 方 标 准 DB33/T 2125 2018 印染企业 系统能量 平衡计算 方法 Calculation method of the system energy equilibrium in printing and dyeing enterprise 2018-07-05 发布 2018-08-05 实施 浙 江 省 质 量 技 术 监 督 局 发布 DB33/T 21252018 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 术 语和 定义.1 4 计 算能 量平 衡的 依据.2 5 计 算能 量守 恒的 步骤.2 6 能 量平 衡计 算时 需要 注 意的问 题.5 7 印 染企 业能 量平 衡体 系 计算要 求.7 8 其他.7 附录 A（规范 性附 录）印染企 业各 类能 源热 值折 算.8 DB33/T 21252018 II 前 言 本标准 依据GB/T 1.1-2009 给出的 规则 起草。本标准 由浙 江省 质量 技术 监督局 提出 并归 口。本标准 起草 单位：浙 江省 计量科 学研 究院、浙 江省 纺织测 试研 究院、嘉 兴市 计量检 定测 试院、嘉 兴新大众 印染 有限 公司。本标准 主要 起草 人：吴东 旭、张 永超、朱 怀球、沈 伟、杨 其根、詹 志杰、陈 慧云、王凯 于。DB33/T 21252018 1 印 染企业 系统能量 平衡计 算方法 1 范围 本标准 规定 了印 染企 业系 统能量 平衡 的计算 方 法。本标准 适用 于印 染企 业为 掌握企 业能 量消 耗状 况，分析企 业用 能水 平，查 清 企业节 能潜 力，明 确企业节能 方向，为 改进 能源 管理，实行 节能 技术 改造，提高 能源 利用 率等 而进 行能量 平衡 测试。本标准 与GB/T 2587、GB/T 2589标准 组 成印 染企 业 系统能 量平 衡的 系列 标准。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日 期的引 用文 件，仅注 日期 的 版本适 用于 本文 件。凡是不 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/T 2587 用能 设备能 量 平衡通 则 GB/T 2589 综合 能耗计 算 通则 FZ/T 01002 印 染企 业综 合 能耗计 算办 法及 基本 定额 3 术语和 定义 下 列术 语和 定义 适用 于本标 准。3.1 用能单 位 energy consumption unit 具有确 定边 界的 耗能 单位。3.2 综合能 耗 comprehensive energy consumption 用能单位 在 统 计报 告 期内实 际 消 耗的 各 种能 源 实物量，按 规定 的 计算 方 法和单 位 分 别折 算 后的 总和。对 企业，综 合能 耗是 指统计 报告 期内，主 要生 产系统、辅 助生 产系 统和 附属生 产系 统的 能耗 总 和。企业中 主要 生产 系统 的能 耗量应 以实 测为 准。3.3 产品 单 位产 量综 合能 耗 comprehensive energy consumption for unit output value 统计报 告期 内，用能 单位 生 产某种 产品 或提 供某 种服 务的综 合能 耗与 同期 该合 格产品 产量（工 作量、服务量）的 比值。注：产品是指合格的最终产品 或中间产品；对某些以工作量或原材料加工量为考核能耗对象的企业，其单位工作量、单位原材料加工量的综合能耗的概念也包括在本定义之内。DB33/T 21252018 2 3.4 产品单 位产 量可 比综 合能 耗 comparable comprehensive energy consumption for unit outpit of prooduct 为在同 行业 中实 现相 同最 终产品 能耗 可比，对 影响 产 品能耗 的各 种因 素加 以修 正所计 算出 来的 产 品单位产 量综 合能 耗。4 计算能 量平 衡的 依据 制定印 染企 业系 统能 量平 衡计算 方法 的理 论依 据，主要包 括：a）能 量守 恒和 转换 定律；b）热 力学 第二 定律。5 计算能 量守 恒的 步骤 5.1 准备 5.1.1 收集如 下基 础资 料和 数据 5.1.1.1 原始资 料和 数据，如 设计 参考、设计 依据、工 艺规 程、操 作规 程、设备 性能 等情况。5.1.1.2 运行资 料和 数据，如 产品、原材 料、能耗、负 荷、效率等 参数。5.1.1.3 测试资 料和 数据，如 能量 的有效 利用、各 项损 失、过程消 耗、产品 能耗。5.1.1.4 理论资 料与 数据，如 理论 能耗，各种 计算 方法、公 式和图 表等。5.1.2 制定计 划 5.1.2.1 确定测 试范 围与 对象。5.1.2.2 统一调 度、人员 与分 工、安全措 施等。5.1.2.3 计算方 法 与 记录 表格 和统 计表格。5.1.2.4 要求与 进度。5.2 测试统 计 测试统 计内 容包 括：选择 测量点；仪 表校 准和 安装；按规 定的 体系 范围 进行 测试和 统计。注 意 各 项测试，应在 正常 生产 条件 下的统 一时 间内 进行，并 将数据 填入 相关 表格。5.3 计算 5.3.1 物料平 衡计 算 根据系 统的 特点，明 确体 系的边 界，并加 以简 要的 说明。整理 取得 的数 据，绘制 生 产流 程图，首先进行物 料平 衡计 算。以单 位物料（如：百 米 标 准品）为计 算基 础，对从 实际 生产线 获得 的或 者 工 艺 规 程获得的 数据 进行 适当 的转 换、加 工。5.3.2 确定能 量平 衡方 案 结合印 染企 业实 际生 产流 程，确 定能 量 平 衡方 框图。补充 有关 能量 的参 数：温度、流量，查 阅 饱 和蒸汽表 等 参 数。DB33/T 21252018 3 在 能量 平衡 方框 图中，系统内部进 行能 量交 换的 设备，可以将 方框 图合 并或 者省 略；系统 一 经确 定，可按 GB/T 2587 中 能量 平 衡模型（见 图 1）的规 定把 系统 输 入能 量和 输出 能量，逐项 分别 用箭 头画 在方框图的 四周，以 减少 能量 的漏计、重 计和 错计。用能 系统工质（物料）带入的 能量外 界供给的 能量向外 排出的能 量工质（物料）带出的 能 量系 统边界 图1 能量平 衡方 框图 5.3.3 能量平 衡计算 确定 能 量平 衡方 框图 和有 关参数 后，进 行能 量平 衡 计算。每 一个 单元，按照 输 入 能量 和输 出能 量分别进行 计算。基准 温度 可 设定 为 0 或环 境温 度；能 量单位 一 般 取吉 焦（GJ）、兆焦（MJ）、千焦（kJ），质量单 位为 吨（t）、千 克（kg），电 能单 位为 千瓦 时（kW h），也可以 折算 为吉 焦（GJ）、兆焦（MJ）作为统计 单位。也 可以 根据 印染企 业内 设备 的特 点分 别采用 功率 单位：MJ/h，kJ/h。数据 的处 理 保 留小 数点后两 位。单位 需使 用符 号 表示，如 不能 使用 符号 表示，则用 文字 表示。5.3.4 编制能 量平 衡表 将分单 元计算 的输 入能量 和输出 能量，填 在 能量平 衡表内（见 表 1），若出 现 不平衡 情况，要返 回进行检 查；当出 现缺 项、漏项时，需 要修 改能 量平 衡方案，重 新计 算；由于 保留有 效数 字等 因 数 据 处 理而导致 的能 量不 平衡，需 要重新 调整 数据，使 能量 平衡表 达到 基本 平衡。表 1 中数 据应 采用 统一 单 位。表1 能量平 衡表 序号 输入能量 输出能量 项目 数量 项目 数量 1 Q1 2 Q2 3 Q3 4 Q4 5 Q5 6 Q6 7 Q7 8 Q8 9 Q9 合计 合计 DB33/T 21252018 4 5.3.5 绘制能 流图 5.3.5.1 体系的 能流 图与 能 量 流程 方框图 相对应，每个 方框（设备 或单 元）输入 和输 出的能 量应 完全相等。选 择适 当的 比例 表 示能量 的大 小，在 能流 图 上以线 条的 宽度 表 示 输入 或输出 能量 的多 少，对 于 能量太小，能 流图 无法 以宽 度表示 时，以单 线条 来表 示。以 箭头 表示 能量 的流 向，在 流动 过程 中，能 量 应当保持 恒定（即 能流 图中 的线 条 宽度 保持 不变，包 括转弯 的圆 弧处）。能流 图上能 量的 流动 方 向 为：从下向上，从 左向 右流 动。5.3.5.2 对于供 印染 过程 物料 流送、搅拌 或者 设备 运转 的电 能，都 属于 输入 能量，在 能流图 上 不 必画出。示例：以 CAD 绘图软件为例，其绘制 的步骤 为：a)首先要取适当的比例（即线条的 宽度 mm 长度，代表能量的 MJ 数量）。b)根据能量平衡方框图，绘制能流图的各个工艺设备单元，标注各单元名称。c)根据能 量平 衡表，准 确 地 绘制 各个单 元输 入和 输出 的能 量。注意输 入能 量与 输出 能量 上下 对齐，能量 在输送过程中保持恒定，即线条的 宽度保持不变。对于能量数值比较小，无法用线条宽度表示时，使用单条线表示。d)用箭头表示能量的输入、输出方向。e)按照能量平衡表标注每一个输入、输出能量的名称和具体数值。f)无误后，将 CAD 形式转化为 word 形式，附在编制文件的后面。5.3.6 计算效 率和 单产 消耗 5.3.6.1 在上述 物料 平衡 和能 量平 衡计算 的基 础上，计 算设 备的能 量效 率和 单位 产品 的能量 消耗 等技术指标。能量 效率 是指 该 体系或 设备 为达 到目 的，供给能 量利 用的 有效 程度 在数量 上的 表示，它等 于 有效能量 对供 给能 量的 百分 数。5.3.6.2 设备或 系统 的热 效率R按 GB/T 2588 的 规定 式（1）或 式（2）进 行计 算。YXRGG100%QQ.(1)SSRGG(1)100%QQ.(2)式中：R 设备 或系 统的 热效 率，%；YXQ 有 效热 量，MJ；GGQ 供 给热 量，MJ；SSQ 损 失热 量，MJ。5.3.6.3 设备或 系统 的净 热效 率RJ 按式（3）计 算：DB33/T 21252018 5 YX ZRJGG=100%QQQ.(3)式中：RJ 设 备或 系统 的净 热效 率，%；ZQ 自 用热 量，MJ。5.3.6.4 设备或 系统 的能 量效 率N 按式（4）计 算：YXNGG D100%QQQ.(4)式中：N 设 备或 系统 的能 量效 率，%；DQ 供 给的 电能，MJ。5.3.6.5 设备或 系统 的净 能量 效率NJ 按式（5）计算：YX ZNJGG D100%QQQQ.(5)式中：NJ 设 备或 系统 的净 能量 效率，%。注：为了便于和本企业进行纵向比较，也便于和同 行业同 类型企业进行横向比较，相应 印染企业 的能量效率应当表示为生产百米标准品 所消耗的热能（或蒸汽）或标准煤、电 能和水，以及总能量的消耗。5.4 印染 企 业综 合能 耗计 算 根据各 类分 项能 源的 消耗 情况，可以 计算 印染 企业 的综合 能耗。企业综 合能 耗计 算见 公式（6）。nq1()iiiU E K.(6)式中：qU 企 业综 合能 耗,单位 为 千克标 煤（kgce）；iE 生 产过 程中 消耗 的第i 类能源 实物 量；iK 第i 类能 源折 算标 煤系 数。注：比较两个时期的企业综合能耗，进一步得到企业在一段时期内的 产品单位产量综合能耗、产品单位产量可比综DB33/T 21252018 6 合能耗、节能量等数据。5.5 结果评 价 5.5.1 分析结 果，找出 问题，确 定节能 技术 改造 方案。5.5.2 修订能 源管 理定 额。5.5.3 制定远、近 期节 能规 划。5.5.4 编写企 业能 量平 衡报 告。6 能量平 衡计 算时 需要 注意 的问题 6.1 基准温 度 取0 作为 基准 温度；也 可 取环境 温度 即外 界空 气温 度为计 算的 基准 温度。6.2 对电能 的处 理 电能是 能量 平衡 的重 要组 成部分。设 备或 系统 消耗 电能的 确定，首 先通 过调 研，收 集一 个系 统（或者一段 工艺 过程、一 个车 间、一 个工 段）实际 使用 电负荷 的具 体数 据，通过 按照需 要系 数法 具 体 分 配 到每个相 应的 用电 设备。其 计算过 程如 下：a)确定测 定系 统内 部的 用电 设备，一般 不包 括照 明、采暖、空调 和仪 表自 动化 的用电；b)明确用 电设 备的 连续 使用 时间；c)查定用 电设 备的 需要 系数，参差 系数；d)按式（7）计算 全系 统的 总 用电负 荷 P：i i 1 1 2 2 n nP K P K P K P K P).(7)式中：参 差系 数，一般 取0.8 0.9；iK 用 电设 备的 需要 系数（可 根 据实 际用 电设 备 查 到，与 运行 时间 有关）；iP 用 电设 备的 装机 容量，kW（可 在企 业的 设备 表 中查到，或 者直 接查 铭牌）。a)该系统 生成 单位 产品 所消 耗的电 能 p（kW h/单位 产 品）按 式（8）计算，即：t PpG.(8)式中：t 每 天工 作的 时间，h/d；P 全 系统 的用 电负 荷，kW；G 某印染 产 品换算 成 标准品 的产 量，百米 每天，hm/d。注：电能一般只有输入，另外在能流图上所占的比例比较小，所以在能流图上一般不画电能。6.3 过热蒸 汽热 焓值 的计 算方 法 过热蒸 汽的 热焓 值 h 如果 能够通 过查 表找 到，直接 通过 查表 求得。若 无法 查表 求 得，可 以通 过式（9）计算求 得。DB33/T 21252018 7 g b b b 0h C t t C t t 水 汽（）（）.(9)式中：C汽 通 入过 热蒸 汽的 比热 容，kJ/kg（）；gt 通 入过 热蒸 汽的 温度，；bt 通 入过 热蒸 汽在 相应 压力下 的饱 和温 度，；b 通 入过 热蒸 汽在 相应 压力下 饱和 蒸汽 的汽 化热，kJ/kg；C水 标 准状 况下 水地 比热 容，取 4.18 kJ/kg（）；0t 计 算用 基准 温度。6.4 散热损 失 在计算 印染 企业 系统 能量 平衡中，散 热损 失 难 以通 过 测量 计算 得到，可 以采 取以下 三种 计 算 方 法：根据能够查到的有关数据 计算，比如计算设备散热 损失，计算设备的加热前 后温差所消耗的热量；根据查 到的 有关 文献，按 照一定 的比 例进 行计 算，比如电 机、汽轮 机、发电 机的效 率等；按照能量守恒的原理，对 一个单元，以全部输入能 量减去全部输出能量，其 差值作为散热损失。7 印染企 业 能 量平 衡体 系计 算要求 本着尽 可能 有利 于测 试和 计算的 原则，结 合印 染企 业 的生成 工艺 流程，主 要分 为 坯布准 备、前处 理、后整理 及成 品包 装四 个阶 段，由于 生产的 产 品不 同，每个产 品的 工艺 和生 成设 备不同，在计 算能 量平 衡体系，可根 据实 际情 况划 分 到四个 阶段，对 每个 阶段 的 能量进 行计 算得 到印 染企 业的整 体能 量平 衡体 系。8 其他 本标准 如有 与国 家能 源标 准不协 调之 处，则按 国家 能源标 准的 规定 执行。DB33/T 21252018 8 A A 附 录 A（规范 性附 录）印染企 业各 类能 源热 值折 算 A.1 一次能 源平 均低 位发 热量 热值折 算见 表A.1。表A.1 一次能 源平 均低 位发 热量 热值折 算表 名称 单位 燃料低位发热量/MJ(kcal)折算标煤系数 原煤 kg-原油 kg 41.816（10000）1.4286 天然气 m3 38.931（9310）1.3300 注：原煤应采用认可单位的实测数据，或采用供应单位提供的数据。A.2 二次能 源平 均当 量值 和等 价值折 算见 表A.2。表A.2 二次能 源平 均当 量值 和等 价值折 算表 名称 单位 能源当量热值 能源等价热值 热值/kJ(kcal)折算标煤系数 热值/kJ(kcal)折算标煤系数 水蒸气 kg 蒸汽热焓（kJ）/29271 0.7 电 kW h 3596.176(860)0.1229 11825.565(2828)0.4040 城市煤气 m3 16726.400(4000)0.5714 32198.320(7700)1.1000 柴油 kg 42652.320（10200）1.4571 46917.552（11220）1.6029 煤油 kg 43.070.480（10300）1.4714 47377.528（11330）1.6186 重油 kg 41816.000（10000）1.4285 45997.600（11000）1.5714 渣油 kg 37634.400（9000）1.2857 41397.840（9900）1.4143 汽油 kg 43070.480（10300）1.4174 47377.528（11300）1.6186 液化石油气 kg 50179.200（12000）1.7143 55197.120（13200）1.8857 注1：水 蒸 气 计 量 点 在 印 染 企 业 厂 区 热 力 站 或 根 据 主 要 蒸 汽 管 道 选 取，热 焓 根 据 压 力、温 度 查 表（蒸 汽 1 kcal=4.1868 kJ）；注2：自发电耗用能量已在企业能耗中计 算，自发自用部分在总用电量中减去，自用余额外售部分在企业综合能耗中剔除，电的等价值同外供电；注3：自制水煤气按实耗能源计算，加温热载体等耗用能源量，按其燃料热值折算标煤。A.3 能耗工 质能 源等 价值 折算 见表A.3。DB33/T 21252018 9 表A.3 能耗工 质能 源等 价值 折算 表 名称 单位 能源等价值 热值/kJ(kcal)折算标煤系数 新鲜水 t 7526.880（1800）0.2571 软化水 t 14217.440（3400）0.4857 注：自制水（包括抽江、河水、深井水）的用电，已在总用电量中计算，不再重复计算电及水耗量。_