【QB轻工标准】 石灰转窑能量平衡及热效率计算方法

中华人民共和国行业标准
QB/T1927.16-93
石灰转窑能量平衡及热效率计算方法主题内容与适用范围
本标准规定了制浆造纸企业生产过程的体系或设备能量平衡及热效率计算方法。本标准适用于制浆造纸企业碱回收石灰转窑的能量平衡和热效率计算。引用标准
QB/T1927.1
制浆造纸企业设备能量平衡计算方法通则能量平衡方框图
QQQnQ12Q1sQ
3.1体系边界
石灰转窑的体系是从窑头开始至引风机人口止。3.2图中符号意义
Q一燃料供给燃烧热
Q2--燃料供给显热；
Q：人窑空气显热
Q4——物料带人显热；
Q5一雾化蒸汽带入热；
中华人民共和国轻工业部1994--01--06批准0
1994—08-01实施
Q——物料中水分蒸发吸热；
QB/T1927.16-93
Q—-碳酸钙生成氧化钙反应吸热；Q：烧成石灰带出显热；
Q。—燃料含水蒸发吸热
Q10—排干烟带出显热；
Q11—排烟中水蒸汽带出显热；
Q12—燃料未完全燃烧损失热；
Q13——窑体辐射损失热；
Q14——其他损失热。
以上符号的热量单位均为吉焦/小时，GJ/h。3.3计算时的基准温度为环境温度。能量平衡及设备热效率计算
4.1计算参数
4.1.1燃料
消耗量，kg/h；
燃料应用基低位发热量，kJ/kg；人窑燃料温度，℃；
燃料比热，kJ/(kg·K）；
燃料含水量，kg/h。
4.1.2雾化蒸汽
耗用量，kg/h；
热烩，kJ/kg。
4.1.3物料
绝干物料量，kg/h；
物料比热，kJ/(kg·K）；
人窑温度，℃；
物料含水量，kg/h。
4.1.4空气
人窑的空气量，m/h：
平均比热，kJ/（m2.K）；
人窑时空气温度，℃。
4.1.5石灰
产成品灰量，kg/h；
比热，kJ/(kg·K)；
出窑温度，℃。
4.1.6排烟
于烟气量，m2/h；
干烟气平均比热，kJ/（m2·K）；排烟温度，℃；
烟气中水蒸汽量，m/h；
水蒸汽比热，kJ/（m2.K）
一氧化碳量，kg/h。
4.2输人能量计算
QB/T1927.16-93
4.2.1燃料供给燃烧热Q，GJ/h，按（1)式计算Qi=Br·QyDX10-6
式中：
一燃料消耗量，kg/h；
一燃料应用基低位发热量，kJ/kg。燃料供人显热Q2,GJ/h，按（2)式计算4.2.2
Q,=Br.c,(t,-to)X10-6
式中：c,—
燃料的比热，kJ/（kg·K）；
t.燃料入窑时的温度，℃；
一环境温度，℃。
注：摄氏温度t(C)之差等于热力学温度(K)之差。4.2.3人窑空气显热Q3，GJ/h，按（3）式计算Q-V.(t-to)X10-6
式中：V—一人窑空气量，m/h；C——空气平均比热，kJ/(m2·K)；一入窑空气温度，℃。
4.2.4物料带人显热Q4,GJ/h，按（4)式计算Q4=(G.ca+W,.c)(t,-to)X10-
式中：
Ga--人窑绝干物料量，kg/h；
一绝干物料比热，kJ/(kg·K)：Ca
W。人窑物料带水量，kg/h；
cs—-水的比热，kJ/(kg·K）；ti——入窑物料温度，℃。
4.2.5雾化蒸汽带人热Q，，GJ/h，按（5）式计算Q-D\-i)×10-
式中：D-—雾化蒸汽用量，kg/h；i\--—雾化蒸汽的热焰，kJ/h；i\环境温度下水的热恰，kJ/h。4.2.6总供给热QGG，GJ/h，按（6）式计算QGG=Q1十Q2
4.2.7总输入能量Qx，GJ/h，按（7)式计算Q=Q+Q+Q：+Q+Q：
（5）
（6）
4.3输出能量计算
QB/T1927.16-93
4.3.1物料中水分蒸发吸热Qs,GJ/h，按(8)式计算Q.=W,G\-i')x10~
式中：W，人窑物料带水量，kg/h。4.3.2碳酸钙生成氧化钙反应吸热QGJ/h，按（9)式计算Q,=3178×Gcao×10-6
式中：3178——生成1kg氧化钙时所吸热量，kJ/kg；Gcao~—石灰产量（以100%氧化钙计），kg/h。烧成石灰带出显热Q，GJ/h，按（10）式计算4.3.3
Q=Gcao·Ccao(t2—t)×10-
式中：
Gcao一烧成石灰量，kg/h；
一石灰比热，kJ/(kg·K）：
t2———石灰出窑温度，℃。
燃料含水蒸发吸热Qg，GJ/h，按（11)式计算4.3.4
Qg-W.(\-i')×10-6
式中：
一人窑燃料含水量，kg/h
i\-水蒸汽的热烩，kJ/kg；
一环境温度下水的热烩，kJ/kg。排干烟带出显热Q10，GJ/h，按（12）式计算4.3.5
Q10-V,.c(tp-to)X10-6
式中：V,一排出干烟气量，m/h；Cp
一干烟气平均比热，kJ/(m3.K）)；t，排烟温度，℃。
4.3.6排烟中水蒸汽带出显热Q1,GJ/h，按（13）式计算Qn-W.c(t,-to)×10-6
式中：W。一排烟中水汽量，m/h；c,—水蒸汽的比热，kJ/(m2·K）。4.3.7
燃料未完全燃烧损失热Q12，GJ/h，按（14）式计算Q12=10048·GcoX10-
式中：Gco一排出烟气中-氧化碳含量，kg/h；10048-
一氧化碳燃烧生成二氧化碳发热量，kJ/kg。4.3.8
窑体辐射损失热Q13GJ/h，按（15）式计算Q13=3.5965.Fα(t3—to)X10-
式中：F-窑体总表面积，m；
窑体外壁对周围空气的传热系数，W/（m2·K）；Q
t3-一窑体外壁的平均温度，℃。4.3.9其他损失热Q14，GJ/h，按（16）式计算124
（8）
(12）
QB/T1927.16—93
Q14=Q：一（Q+Q+Q：+Q+Q10+Q1十Q12+Q13）总有效热Qyx，GJ/h，按（17)式计算4.3.10
Qyx=Q+Q,+Q：
总输出能量Q出，GJ/h，按（18)式计算4.3.11
Q+=Q+Q，+Q：+Q：+Q10+Q1+Q12+Q13+Q14石灰转窑正平衡热效率正，%，按（19)式计算4.4
×100%
正=QG
能量平衡表
输人能量
燃料供给燃烧热Q，
燃料供给显热Q2
人窑空气显热Q3
物料带入显热Q。
雾化蒸汽带入热Qs
数量百分数
物料中水分蒸发吸热Q：
碳酸钙生成氧化钙反应吸热Q
烧成石灰带出显热Q：
燃料含水蒸发吸热Q9
排干烟带出显热Q10
排烟中水蒸汽带出显热Q1
燃料未完全燃烧损失热Q12
窑体辐射损失热Q13
其他损失热Q14
量百分数
能量流向图
Q：QQ2
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A1热量平衡计算参数
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附录A
石灰转窑能量平衡及设备热效率计算实例(参考件）
A1.1计算基准温度为20℃。
A1.2燃料油
消耗量：1227kg/h；
燃料油应用基低位发热量：41215kJ/kg；入窑燃料油比热：1.884kJ/（kg·K)；燃料油带水量：68kg/h；
燃料油入窑温度：180℃。
雾化蒸汽
耗用量：1577kg/h；
热烩：3224kJ/kg；
绝干白泥量：8032kg/h；
白泥比热：1.0467kJ/(kg·K）；人窑温度：55℃；
白泥带水量：6184kg/h；
水蒸汽的热：2676kJ/kg。
A1.5空气
入窑空气量：24326m3/h；
平均比热：1.298kJ/（kg·K）；入窑时空气温度：90℃。
产成品灰量：4476kg/h；
比热：1.047kJ/(m2·K）：
出案温度：234℃。
干烟气量：24976m2/h；
干烟气平均比热：1.386kJ/（m2.K）；排烟温度：165C；
烟气中水蒸汽量：11486m2/h；
水蒸汽比热：1.507kJ/（m3.K）：一氧化碳量：168kg/h。
A1.8输人输出的能量Q单位均以GJ/h计。27
A2，输入能量计算
A2.1燃料油供给燃烧热Q
QB/T1927.16-93
Q,=1227×41215×10-6=50.571
A2.2燃料油供给显热Q2
Q2=1227×1.884×(180—20)×10-6=0.370A2.3人窑空气显热Q3
Q,=24326X1.298X(90-20)X10-2.210A2.4物料（白泥）带入显热Q
Q=［（8032X1.0467X（55-20)+6184×4.1868X（55—20)))X10-6=1.200A2.5雾化蒸汽带入热Q5
Qs1577×（3224-84)X10-6=4.952A2.6总供给热QGG
QGG=50.571+0.370=50.941
A2.7总输人能量Q
Q:=50.571+0.370+2.210+1.200+4.952=59.303A3输出能量计算
A3.1物料（白泥）中水分蒸发吸热Q。Q。=6184X（2676-84)X10-616.029A3.2碳酸钙生成氧化钙反应吸热QQ,=3178×4476×0.82×10-6=11.664A3.3烧成石灰带出显热Q：
Q：=4476×1.047×(234-20)×10-6-1.003A3.4燃料油含水蒸发吸热Q
Q.=68X(2676-84)X10-6-0.176
A3.5排干烟带出显热Q10
Q=24976X1.386X(165-20)X10-=5.019A3.6排烟中水蒸汽带出显热Q11
Qu11486X1.507X(165-20)X10-6=2.510A3.7燃料油未完全燃烧损失热Q12Q12=168×10048×10-6=1.688
A3.8窑体辐射损失热Q13
Q13-3.5965×612×（102-20）X12.44X10-6-2.245A3.9其他损失热Q14
Q14-59.303-（16.029+11.664+1.003+0.176+5.019+2.510+1.668+2.245=18.969
A3.10总有效热Qx
QB/T1927.16-93
Qx=16.029+11.664+1.003=28.696A3.11总输出能量Q出
Q±=16.029+11.664+1.003+0.176+5.019+2.510+1.688+2.245+18.969=59.303
A4石灰转窑正平衡热效率（n正）计算±16.029+0:664±1 003×100%=56.3%50.941
能量平衡表
输人能量
燃料供给燃烧热Q：
燃料供给显热Q2
入窑空气显热Q：
物料带入显热Q
雾化蒸汽带人热Q：
百分数
输出能量
物料中水分蒸发吸热Q5
碳酸钙生成氧化钙反应吸热Q
燃成石灰带出显热Q：
燃料含水蒸发吸热Q
排干烟带出显热Q10
排烟中水蒸汽带出显热Q11
燃料未完全燃烧损失热Q12
窑体辐射损失热Q13
其他损失热Q14
百分数
A6能量流向图
附加说明：免费标准bzxz.net
QB/T1927.16-93
8.4%2.0%3.7%0.6%
本标准由轻工业部造纸工业司提出。本标准由全国造纸标准化中心归口。85.3%
本标准由佳木斯造纸厂、轻工业部造纸工业科学研究所负责起草。本标准主要起草人：董祥、赵贵清、刘江毅、张少玲。130
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