【建筑材料行业标准(JC)】 水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法

编号：1-87
备案号：20448-2007
受控文件
中华人民共和国建材行业标准
JC/T7302007
代替JC/T730-1984（1996）
水泥回转窑热平衡、热效率、
综合能耗计算方法
Methods for the calculation of heat balanceheat efficiency and comprehensive energyconsumption of cement rotary kiln2007-04-13发布
2007-10-01实施
中华人民共和国国家发展和改革委员会发布前言
JC/T730—2007
本标准是对JC/T7301984(1996）&水泥回转窑热平衡，热效率、综合能耗计算方法》进行的修订。本标准与JC/T730—1984(1996)相比，主要变化如下：增加了冷却机出口飞灰对物料平衡和热平衡的影响：窑头漏风系数由*5%~10%\改为\2%~10%\（1984年版的4.1.2.2，本版的6.1.2.2）；-对部分符号和单位进行了修改；删除原标准附录C和附录D
本标准附录A,附录C为资料性附录，附录B为规范性附录。本标准自实施之日起代替JC/T730—1984（1996）。本标准由中国建筑材料工业协会提出。本标准由全国水泥标准化技术委员会（SAC/TC184）归口。本标准起草单位：天津水泥工业设计研究院。本标准主要起草人：刘继开、陶从喜、肖秋菊、倪祥平、王仲春、彭学平。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB4179——1984_JC/T730—1984(1996)。1范围
水泥回转窑热平衡、热效率综合能耗计算方法JC/T730—2007
本标准规定了生产硅酸盐水泥熟料的各类型国转窑（包括预热、烧成及冷却系统）的热平衡、热效率及熟料烧成综合能耗的计算方法。本标准适用于生产硅酸盐水泥熟料的各类型回转窑（包括预热、烧成及冷却系统）的热平衡、热效率及熟料烧成综合能耗的计算。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准，而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T2587
GB/T2589
JC/T733
3术语和定义
热设备能量平衡通则
综合能耗计算通则
水泥回转窑热平衡测定方法
下列术语和定义适用于本标准。3.1熟料烧成综合能耗comprehensiveenergyconsumption of clinkerburning熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内，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成标准煤量的总和，单位为千克（kg）。3.2熟料烧成热耗heatconsumptionofclinkerburning熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/g）。3.3回转窑系统热效率heatefficiencyofrotarykilnsystem回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料（包括生料中可然物质）燃烧放出热量的比值，以百分数表示（%）。
4计算依据和计算基准
4.1计算依据
根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按JC/T33规定的方法进行。窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。4.2计算基准
温度基准：0℃：质量基准：1kg熟料。5回转窑系统平衡计算
5.1物料平衡
5.1.1物料平衡范围
物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废气出口（即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统）并者虑了窑灰回窑操作的情况。物料平衡范围见图1。对不带预热器、分解炉，没有窑中喂料的情况，则计算项目中相关参数视为零。对带余热锅炉的窑，1
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余热锅炉部分的热平衡计算不列在本标准中，可参阅锅炉的有关标准计算界线
Mpk+mLr
mr+m1k
冷却机
5.1.2收入物料
5.1.2.1燃料消耗量
回转鑫
三次风管
预热器
分解炉
物料平衡范围示意图
5.1.2.1.1固体或液体燃料消耗量固体或液体燃料消耗量计算公式见式(1)：m
式中：
每千克熟料燃料消耗量，单位为干克每千克（kg/kg）：Myr
每小时人窑燃料量，单位为千克每小时（kg/h）；每小时人分解炉燃料量，单位为千克每小时（kg/h）：每小时熟料产量，单位为千克每小时（kg/h）5.1.2.1.2气体燃料消耗量
气体燃料消耗量计算公式见式（2)m,
式中：
V—每小时气体燃料消耗体积，单位为标准立方米每小时（m/h)；o
气体燃料的标况密度，单位为千克每标准立方米（kg/m）。养线
收尘器
气体燃料的标况密度计算公式见式（3）+00++CH+H++0(3)
式中：
COz、CO.O2、CmH.H2.N2、H.O
Poo Pco PoPcahPh PPuo
5.1.2.2生料消耗量
生料消耗量计算公式见式（4）：100
气体燃料中各成分的体积分数，以百分数表示（%）：各成分的标况密度，单位为千克每标准立方米(kg/m），参见附录C①本标准中不加说明时，气体体积均指温度为0℃，压力为101325Pa时的体积，单位为立方米（m），简称“标准立方来”。2
式中：
每千克熟料生料消耗量，单位为千克每千克（kg/kg）：M一每小时生料喂料量，单位为千克每小时（kg/h）。5.1.2.3入密回灰量免费标准bzxz.net
人窑回灰量计算公式见式（5）：M
式中?
每千克熟料人密回灰量，单位为千克每千克（kg/kg）；每小时人窑回灰量，单位为千克每小时（kg/h）。5.1.2.4空气消耗量
5.1.2.4.1进人系统一次空气量
进入系统一次空气量计算公式见式（6）：E1E
式中：
Vt+Veit
每干克熟料进人系统一次空气量，单位为千克每千克（kg/kg）；Vylk
每小时人窑一次空气体积，单位为标准立方米每小时（m/h）：每小时人分解炉一次空气体积，单位为标准立方米每小时（m2/h）次空气的标况密度，单位为千克每标准立方米（kg/m）。P
注，当一次空气用煤磨的放风时，应根据一次空气的成分计算P1一次空气的标况密度计算公式见式（7)：ik
式中：
COXPo+COXP+OXP+NX+HOkXPiLg
COCOKOk,NH.Ok
5.1.2.4.2进人冷却机空气量
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次空气中各成分的体积分数，以百分数表示（%）。进入冷却机空气量计算公式见式（8）：Vik
式中：
每千克熟料人冷却机的空气量，单位为千克每千克（kg/kg）；每小时入冷却机的空气体积，单位为标准立方米每小时（㎡/h）空气的标况密度，单位为千克每标准立方米（kg/m）。5.1.2.4.3生料带人空气量
生料带入空气量计算公式见式（9）：m
式中：
每千克熟料生料带人空气量，单位为千克每千克（kg/kg）每小时生料带人空气体积，单位为标准立方米每小时（m/h）。5.1.2.4.4窑系统漏入空气量
窑系统漏人空气量计算公式见式（10）：(8)
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式中：
每千克熟料系统漏人空气量，单位为千克每于克（kg/kg）；每小时系统漏人空气体积，单位为标准立方米每小时（mh）5.1.2.5物料总收入
物料总收人计算公式见式（11）：m=m+m+m+mi+m+m+mio
式中：
每千克熟料物料总收入，单位为千克每千克（kg/kg）。5.1.3支出物料
5.1.3.1出冷却机熟料量
出冷却机熟料量计算公式见式（12）：m=1m
式中：
每千克熟料出冷却机熟料量，单位为千克每千克（kg/kg）：每千克熟料冷却机出口飞灰量，单位为千克每千克（kg/kg）。5.1.3.2预热器出口废气量
预热器出口废气量计算公式见式（13)：V
式中：
每千克熟料预热器出口废气量，单位为千克每千克（kg/kg）：每小时预热器出口废气体积，单位为标准立方米每小时（m/h）：预热器出口废气的标况密度，单位为千克每标准立方米（kg/m2）。预热器出口废气的标况密度计算公式见式（14）COXP+COXP+Xa+NXP+HOfXPu
式中：
CO.COF.O.N.HO
5.1.3.3预热器出口飞灰量
预热器出口废气中各成分的体积分数，以百分数表示（%）预热器出口飞灰量计算公式见式（15）：mn
每千克熟料预热器出口飞灰量，单位为千克每千克（kg/kg）：K预热器出口废气中飞灰的浓度，单位为千克每标准立方米（kg/m）5.1.3.4冷却机排出空气量
冷却机排出空气量计算公式见式（16）：mpt
式中：
每千克熟料冷却机排出空气量，单位为千克每千克（kg/kg）；每小时冷却机排出空气体积，单位为标准立方米每小时（m/h）5.1.3.5煤磨抽冷却机空气量
（14)
煤磨抽冷却机空气量计算公式见式（17）：Vypr
式中：
每千克熟料煤磨抽冷却机空气量，单位为千克每于克（kg/kg）：每小时煤磨抽冷却机空气体积，单位为标准立方米每小时（m/h）5.1.3.6冷却机出口飞灰量
冷却机出口飞灰量计算公式见式（18）：mL
式中：
VAXKim
冷却机出口废气中飞灰的浓度，单位为千克每标准立方米（kg/m）。5.1.3.7其它支出
mg，单位为千克每千克（kg/kg）。5.1.3.8物料总支出
物料总支出计算公式见式（19）：m=ma+m+m+ma+ma+m+
式中：
每千克熟料物料总支出，单位为千克每千克（kg/kg），5.1.4物料平衡计算结果
见表1。
物料平衡计算结果
收人物料
燃料消耗量
生料消耗量
人窑回灰量
一次空气量
人冷却机冷空气量
生料带人空气量
系统漏人空气量
5.2热平衡
5.2.1热平衡范围
出冷却机熟料量
预热器出口废气量
预热器出口飞灰量
冷却机排出空气量
支出物料
煤磨从系统抽出热空气量
冷却机出口飞灰量
其它支出
热平衡范围见图2。热平衡按GB/T2587规定的方法进行计算，5.2.2收入热量
5.2.2.1燃料燃烧热
燃料燃烧热计算公式见式（20）Qr=mXQ.
式中：
每千克熟料燃料燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/kg）；R
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（17)
人窑燃料收到基低位发热量，单位为千焦每千克（kJ/kg）注：采用煤作为燃料时，上式中Qe为人密煤粉收到基低位发热量，不能与原煤收到基发热量混滑。%
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冷却机
5.2.2.2燃料显热
燃料显热计算公式见式（21）：式中：
回转蜜
三次风锋
预热器
分解炉
图2热平衡范围示意图
Q=m.Xe,Xt,
每千克熟料燃料带人显热，单位为千焦每千克CkJ/kg）：燃料比热，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/(kg·C))：燃料温度，单位为摄氏度（C)。5.2.2.3生料中可燃物质燃烧热
生料中可燃物质燃烧热计算公式见式（22）：Q一mXQl
式中：
Q+Qk+Qsm
每千克熟料生料中可燃物质的燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/kg）：生料中可燃物质含量，单位为干克每千克（kg/kg）：生料中可燃物质收到基低位发热量，单位为千焦每千克（kJ/kg）。5.2.2.4生料显热
生料显热计算公式见式（23）：Q=m,Xe,Xt.
式中：
每千克熟料生料带人显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）：收尘器
生料的比热，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg·C)）；《100-WW为生料的水分，以百分数表示(%)；c=(0.88+2.93X10-4Xt)+4.1816X4一生料的温度，单位为摄氏度（C）。5.2.2.5入密回灰显热
人窑回灰显热计算公式见式（24）：6
式中：
Qm=mXcmXtk
每千克熟料人窑回灰显热，单位为干焦每千克(kJ/kg）；Ct
人窑回灰的比热，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg·C））：人窑回灰的温度，单位为摄氏度（C）。5.2.2.6一次空气显热
次空气显热计算公式见式（25）：Qu
式中：
XeXtyu
VnXaXtm
每千克熟料一次空气显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）%Q
空气的比热，单位为单位为于焦每标准立方来摄氏度（kJ/人窑一次空气的温度，单位为摄氏度（）次空气的温度，单位为摄氏度（C)。人分解炉
注：当一次空气用煤摩放风时根据一一款空气成分计算）值
人害一次空气采用煤磨放风比热计算公式见式（26）CH人客）
式中：
Coo,CooCa,CNaCH,O
Coxc+cokx.c+0x.co
NXCN+HOkcH.o
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：(24)
人窑一次气来用煤磨放风时的比热，单位为千焦每标准立方米摄氏度（kJ/(m.c));
在0～t1kC内，名气体定压平均体积比热，单位为千焦每标准立方米摄氏度(kJ/(m.C)).
5.2.2.7入冷却机空气显热
人冷却机空气显热计算公式见式（27)：Msa
式中：
Qu一每千克熟料人冷却机的空气显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）tt
人冷却机的空气温度，单位为摄氏度（C)5.2.2.8生料带入空气显热
生料带人空气显热计算公式见式（28)：Q
式中：
Q一每千克熟料生料带人空气显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。5.2.2.9系统漏入空气显热
系统漏人空气显热计算公式见式（29）：Vro
式中：
每千克熟料系统漏人空气显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）：环境空气的温度，单位为摄氏度（C)。5.2.2.10热量总收入
热量总收人计算公式见式（30）：(27)
（29)
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式中：
Q=Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q：+Qa
每千克熟料热量总收入，单位为千焦每千克（kJ/kg）5.2.3支出热量
5.2.3.1熟料形成热
a）不考虑硫、碱的影响时熟料形成热用式（31)）计算Q=17.19Al,O+27.10MgO+32.01CaOh-21.40SiO±—2.47FeOhb）考虑硫、碱的影响时熟料形成热用式（32)计算(30)
（31)
Q=Q-107.90(NO-NaO)-71.09（KO-KO）+83.64（SO-SO).（32)中：
Al.Oh.MgO.CaOhSiO.FeOK,Oh.NaOSO熟料中相应成分的质量分数，以百分数表示（%）：
Na.OK2OSO——生料中相应成分的约烧基质量分数，以百分数表示（%）。注：矿渣配料时熟料形成热计算，遵照附录B的规定。5.2.3.2蒸发生料中水分耗热
蒸发生料中水分耗热计算公式见式（33）：Q=m
式中：
每千克熟料蒸发生料中的水分耗热，单位为千焦每千克（kl/kg）：水的汽化热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。5.2.3.3出冷却机熟料显热
出冷却机熟料显热计算公式见式（34）：Q=(1-mtn)XeXtt
式中：
出冷却机熟料显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）：熟料的比热，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg：C)）：出冷却机熟料温度，单位为摄氏度（C）5.2.3.4预热器出口废气显热
预热器出口废气显热计算公式见式（35）：Vt
XeyXty
式中：
每千克熟料预热器出口废气显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）；预热器出口废气比热，单位为千焦每标准立方米摄氏度（kJ/（m3·C））：预热器出口废气的温度，单位为摄氏度（C）。预热器出口废气比热计算公式见式（36）：COX.coo.+COfXc+Xc+NXc+OXcu
C,.CocO,CCHo
（36)
在0～tC内：各气体定压平均体积比热，单位为干焦每标准立方米摄氏度（kJ/(m2.℃))。
5.2.3.5预热器出口飞灰显热
预热器出口飞灰显热计算公式见式（37）Qa=maXcaXty
式中：
每千克熟料预热器出口飞灰显热，单位为千焦每千克（kI/kg）预热器出口飞灰的比热，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg：℃)）。5.2.3.6飞灰脱水及碳酸盐分解耗热飞庆脱水及碳酸盐分解耗热计算公式见式（38）：100-LmxH0
100-x0
X6690+Lmg×100L
X100-L
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x00x166（38)
mg×100
每千克熟料飞灰脱水及碳酸盐分解耗热，单位为千焦每千克（kJ/kg）；飞灰的烧失量，以百分数表示（%）；生料的烧失量，以百分数表示（%）生料中化合水含量，以百分数表示（%）；高岭土脱水热，单位为千焦每千克（kJ/kg）：生料中CO含量，以百分数表示（%）：CaCOs分解热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。生料中CO含量计算公式见式（39）：CaO44.MgOy44
式中：
分别为生料中CaO和MgO含量，以百分数表示（%）。5.2.3.7冷却机排出空气显热
冷却机排出空气显热计算公式见式（40）：Q
式中：
XcXtpe
Q每千克熟料冷却机排出空气显热：单位为千焦每千克（kJ/kg）：t
冷却机排出空气温度，单位为摄氏度（℃）。5.2.3.8冷却机出口飞灰显热
冷却机出口飞灰显热计算公式见式（41）：Qrm=maXcipXtp
式中：
每千克熟料冷却机出口飞灰显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）：冷却机出口飞灰的比热，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/（kg·C)）。5.2.3.9煤磨抽冷却机空气显热
煤磨抽冷却机空气显热计算公式见式（42）：VRXXT
式中：
每千克熟料煤磨抽冷却机空气显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）：煤磨抽冷却机空气温度，单位为摄氏度（℃）5.2.3.10化学不完全燃烧的热损失化学不完全燃烧的热损失计算公式见式（43）：Qh
式中：
X12630
（39）
（40）
JC/T730—2007
每千克熟料化学不完全燃烧热损失，单位为千焦每千克（kl/kg）：cof
5.2.3. 11
预热器出口废气中CO的体积分数，以百分数表示（%）：CO的热值，单位为千焦每标准立方米（kJ/m）机械不完全燃烧的热损失
机械不完全燃烧的热损失计算公式见式（44）：LA
X33874
式中：
每千克熟料机械不完全燃烧热损失，单位为千焦每千克（kJ/kg）：熟料的烧失量，以百分数表示（%）：碳的热值，单位为千焦每千克（kJ/kg）。5.2.3.12系统表面散热
系统表面散热计算公式见式（45）：ZQ
式中：
每千克熟料系统表面散热量，单位为千焦每千克（KJ/kg）：EQBE
每小时系统表面总散热量，单位为千焦每小时（kJ/h）。冷却水带出热
冷却水带出热计算公式见式（46）MLX(te-t)Xe.+MXqo
式中：
每千克熟料冷却水带出热量，单位为千焦每千克（kJ/kg）；每小时冷却水用量，单位为千克每小时（kg/h）；冷却水出水温度，单位为摄氏度（C）冷却水进水温度，单位为摄氏度（℃）：水的比热，4.1816，单位为千焦每千克摄氏度（kJ/(kg·C))；每小时汽化冷却水量，单位为千克每小时（kg/h）：水的汽化热，单位为干焦每干克（kJ/kg）5.2.3.14其它支出
其它热支出，Qa，单位为千焦每千克（kJ/kg）。5.2.3.15热量总支出
热量总支出计算公式见式（47）：(44)
Q=Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q.（47）式中：
每干克熟料热量总支出，单位为千焦每千克（kJ/kg）。5.2.4热平衡计算结果
热平衡计算结果见表2。
5.3回转窑系统的热效率计算
回转窑系统的热效率计算公式见式（48）：Q
T一Q#+Q款
式中：
回转密系统的热效率，以百分数表示（%）。10
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