GB/T 40816.1-2024 工业炉及相关工艺设备 能量平衡测试及能效计算方法 第1部分：通用方法

ICS2518010

CCSK.61.

中华人民共和国国家标准

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

工业炉及相关工艺设备能量平衡测试及

能效计算方法第1部分通用方法

:

Industrialfurnacesandassociatedprocessingequipment—Methodofmeasuring

enerbalanceandcalculatinefficienc—Part1Generalmethodolo

gygy:gy

ISO13579-12013IDT

(:,)

2024-10-26发布2025-05-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

符号

4………………………5

基本原则

5…………………11

测量和计算基本条件

6……………………14

能量类型及其系统化

7……………………14

测量方法

8…………………18

计算

9………………………24

能量平衡评估报告

10……………………31

附录资料性总能量效率不确定性评估

A()……………33

附录资料性蓄热式燃烧器的测量方法

B()……………34

附录资料性参考数据

C()………………35

附录资料性燃料和空气中水汽含量的计算

D()………47

附录资料性多层复合炉壁蓄热温度分布和热损失计算

E()、………48

附录资料性炉壁热损失和炉口排气热损失计算

F()…………………53

附录资料性流体输送用能的计算

G()…………………56

附录资料性能量平衡评估报告示例

H()………………58

参考文献

……………………61

Ⅰ

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是工业炉及相关工艺设备能量平衡测试及能效计算方法的第部分

GB/T40816《》1。

已发布了以下部分

GB/T40816:

第部分通用方法

———1:;

第部分钢加热炉

———2:;

第部分各种效率评估

———11:。

本文件等同采用工业炉及相关工艺设备能量平衡测试及能效计算方法第

ISO13579-1:2013《

部分通用方法

1:》。

本文件做了下列最小限度的编辑性改动

:

删除了第章中的η因η与η重复

———ISO13579-1:20134t(tc);

修改了中的注因国际标准错误

———ISO13579-1:20136.5();

修改了中的空气过剩系数的数值因国际标准错误

———ISO13579-1:20139.1()。

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

。。

本文件由中国电器工业协会提出

。

本文件由全国工业电热设备标准化技术委员会归口

(SAC/TC121)。

本文件起草单位亚捷科技唐山股份有限公司合肥恒力装备有限公司西安电炉研究所有限公

:()、、

司西安慧金科技有限公司中国核电工程有限公司天津华能北方热力设备有限公司河南远大锅炉有

、、、、

限公司苏州汇科技术股份有限公司苏州中门子工业炉科技有限公司重庆赛迪热工环保工程技术有

、、、

限公司西安建筑科技大学青岛德固特节能装备股份有限公司

、、。

本文件主要起草人肖鹏解连文李琨杨佳徐金龙沈剑吴德慧李朋魏长富张永武李小杰

:、、、、、、、、、、、

余嘉洋张宏伟赵军蔡安江陈龙豪蒋铭根金延超周冠辰谢非赵建明姜世龙

、、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

引言

工业炉及相关工艺设备是利用燃料燃烧或电能转化的热量将物料或工件加热的热工设备为了

,。

评估工业炉及相关工艺设备的能效制定工业炉及相关工艺设备能量平衡测试及能效

,GB/T40816《

计算方法系列标准旨在规定工业炉及相关工艺设备的能量平衡测试和能效计算方

》。GB/T40816

法拟由个部分构成

,5。

第部分通用方法目的在于描述工业炉及相关工艺设备能量平衡测试及能效计算的通用

———1:。

方法

。

第部分钢加热炉目的在于描述钢加热炉能量平衡测试及能效计算的特殊方法

———2:。。

第部分间歇式熔铝炉目的在于描述间歇式熔铝炉能量平衡测试及能效计算的特殊方法

———3:。。

第部分保护性或反应性气氛炉目的在于描述保护性或反应性气氛炉能量平衡测试及能

———4:。

效计算的特殊方法

。

第部分各种效率评估目的在于描述工业炉及相关工艺设备的各种效率评估方法

———11:。。

其他各部分根据本文件制定与本文件配合使用

,。

Ⅳ

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

工业炉及相关工艺设备能量平衡测试及

能效计算方法第1部分通用方法

:

1范围

本文件规定了工业炉及相关工艺设备的能量平衡和能效计算的通用方法通用方法包括

。:

测量方法

———;

计算一般计算

———();

能量平衡评估报告

———。

本文件不适用于工业炉及相关工艺设备以外的与过程本身有关的任何效率例如在轧钢工艺

(,

中仅钢加热炉是本文件所涵盖的唯一部件

,)。

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

。

工业炉及相关工艺设备能量平衡测试及能效计算方法第部分钢加

GB/T40816.2—20242:

热炉

(ISO13579-2:2013,IDT)

工业炉及相关工艺设备词汇

ISO13574(Industrialfurnacesandassociatedprocessingequip-

ment—Vocabulary)

工业炉及相关工艺设备能量平衡测试及能效计算方法第部分间隙式

ISO13579-3:20133:

熔铝炉

(Industrialfurnacesandassociatedprocessingequipment—Methodofmeasuringenergybalance

andcalculatingefficiency—Part3:Batch-typealuminiummeltingfurnaces)

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本文件

ISO13574。

31本文件与能源类型相关的术语

.

311总能量输入

..

3111

...

总能量输入totalenergyinput

inut

Ep

测得的能量输入被带入能量平衡区域的总和由燃料当量能量和其他能量输入组成

,。

312燃料当量能量

..

3121

...

燃料当量能量fuelequivalentenergy

Efe

由燃料热值废料热值气氛气体源气体热值和燃料当量电能组成的输入能量的总和

、、。

1

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

3122

...

燃料热值calorificvalueoffuel

hfuel

E,

在能量平衡区域用于加热产品所消耗的燃料燃烧热

。

3123

...

废料热值calorificvalueofwaste

hwastel

E,

与产品一起被带入能量平衡区域的废料的热值

。

示例铝氧化皮上的废油

:。

3124

...

气氛气体源气体热值calorificvalueofsourcegasofatmosphericgas

featmcal

E,,

作为保护和反应气氛的气体源气体的热值

。

3125

...

燃料当量电能fuelequivalentenergyofelectricity

feel

E,

在能量平衡区域中每发生电能消耗转化而成的燃料当量电能的总和

,。

313其他能量输入

..

3131

...

其他能量输入otherenergyinput

Eothers

由燃料的显热助燃空气或其他氧化剂的显热液体燃料雾化剂的显热反应热和渗透空气的显热

、、、

等组成的能量

。

3132

...

反应热heatofreaction

Ereact

在能量平衡测量区域产品氧化反应产生的热量

,。

示例钢铁产品在氧化反应过程中产生的氧化皮

:。

3133

...

渗透空气显热sensibleheatofinfiltrationair

sinfilt

E,

通过炉子的进出口或缝隙进入炉子内部的显热

。

注本术语可替换为漏气显热

:“”。

314总能量输出

..

3141

...

总能量输出totalenergyoutput

Eoutput

在能量平衡区域排放或消耗的已测量能量输出的总和由热能输出电气辅助设备消耗能量公辅

,、、

设施用能和发电损失组成

。

2

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

315热能输出

..

3151

...

热能输出thermalenergyoutput

thermout

E,

由能量平衡区域释放的热能的总和

。

注热能输出由定义的能量组成

:~3。

3152

...

有效能量effectiveenergy

Eeffect

在能量平衡区域产品获得的焓值

。

3153

...

夹具热损失jigloss

ljig

E,

在能量平衡测量区域夹具处理产品的焓值

。

3154

...

氧化物显热sensibleheatofoxidizedsubstance

soxid

E,

在能量平衡测量区域加热过程中与氧气发生反应的物质的显热

,。

3155

...

废气显热sensibleheatofexhaustgas

Eexhaust

从能量平衡测量区域排放出的废气带走的热量

。

3156

...

间歇式炉的蓄热损失heatstoragelossbybatch-typefurnace

lstorage

E,

在间歇式炉运行周期内炉内耐火材料获得的显热

,。

3157

...

气氛气体显热损失sensibleheatlossofatmosphericgas

satm

E,

用于热处理的气氛气体通过能量平衡区域获得的显热

。

3158

...

炉壁热损失wallloss

lwall

E,

工业炉表面通过辐射和对流散发的热能

。

3159

...

炉口放排气热损失heatlossofdischargedblowoutfromfurnaceopening

lblowout

E,

通过炉口排放出的气体带走的热量

。

31510

...

炉口辐射热损失heatlossofradiationfromfurnaceopening

lopening

E,

通过辐射从炉口散发的热能

。

3

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

31511

...

炉壁上安装部件的热损失heatlossfromfurnacepartsinstalledthroughfurnacewall

lparts

E,

炉壁上安装的炉子部件散发的热能

。

示例辊底式炉的情况

:。

31512

...

冷却水热损失coolingwaterloss

lcw

E,

能量平衡测量区域冷却水带走的热能

。

31513

...

其他热损失otherlosses

lother

E,

能量平衡区域未测量的热能损失

。

316电气辅助设备用能

..

3161

...

电气辅助设备用能energyconsumedinelectricalauxiliaryequipment

Eaux

安装的电气辅助设备和流体输送产生的用能总和

。

3162

...

安装的电气辅助设备用能energyconsumedininstalledelectricalauxiliaryequipment

auxinstalled

E,

在能量平衡区域安装的电气辅助设备如风机泵的用能总和

(、)。

3163

...

流体输送用能energyusedforfluidtransfer

auxfluid

E,

从流体的性质计算出的流体传递能量的总和

。

示例冷却水燃油等

:、。

317公辅设施用能

..

3171

...

公辅设施utility

为能量平衡区域提供燃料和电力以外的服务

。

示例氧气蒸汽和气氛气体

:、。

3172

...

公辅设施用能energyusedforgenerationofutilities

Eutility

在能量平衡区域为公辅设施产生用能的总和

。

318发电损失

..

3181

...

发电损失electricalgenerationloss

leg

E,

由燃料当量能量和消耗的总电能反算而来的能量

。

4

GB/T408161—2024/ISO13579-12013

.:

319热能平衡

..

3191

...

从电热源输入的热能thermalenergyinputfromelectricalheatingsource

从电热源进入工艺的热能例如电加热器释放热能到能量平衡区域

,。

3192

...

循环热circulatingheat

在能量平衡区域安装的设备或系统内循环的热量

。

3110发电能量平衡

..

31101

...

电能总消耗totalconsumedelectricalenergy

etotal

E,

在能量平衡区域消耗的电能总和等于电热源输入的热能电气辅助设备用能以及公辅设施用电能

,、

之和

。

31102

...

公辅设施用电能electricalenergyusedforgenerationofutilities

eutility

E,

在能量平衡区域为产生公辅设施如制作氧气所消耗电能的总和

()。

3111回收能量

..

31111

...

回收能量recycledenergy

Ere

从能量平衡区域废热中回收的能量

。

示例废气余热锅炉回收的能量

:。

4符号

下列符号适用于本文件

。

注1所用吨为公吨

:。

注2关于气体容量单位见

:,6.5。

符号定义单位

A在标准状态下生产每吨产品所需的助燃空气体积立方米每吨3

,(m/t)

A在标准状态下每单位燃料所需的助燃空气理论体积立方米每千克或立方米每立方

0,

米3或33

(m/kgm/m)

C底料热传导性瓦每米开尔文

[W/(m·K)]

c气氛气体介于T和之间的平均比热千焦每千克开尔文

pm,atm1atm1273.15K

[kJ/(kg·K)]

c气氛气体介于T和之间的平均比热千焦每千克开尔文

pm,atm2atm2273.15K