【QB轻工标准】 碱回收炉能量平衡及热效率计算方法

中华人民共和国行业标准
QB/T1927.14-93
碱回收炉能量平衡及热效率计算方法主题内容与适用范围
本标准规定了碱回收炉能量平衡及热效率的计算方法。本标准适用于制浆造纸企业碱回收炉的能量平衡及热效率测试与计算。2引用标准
制浆造纸企业设备能量平衡计算方法通则QB/T1927.1
3能量平衡方框图
Q2~Qxb
3.1能量平衡方框图说明
体系是以入炉的浓黑液和外来给水进口开始至产出蒸汽、排出碱（熔融物）及排烟机人口排出烟气等为体系的边界。
3.2图中符号意义
Q1补充燃料供入热量
Q2——黑液固形物供人热量；
Qxb一一芒硝还原反应耗用热量；Q3入炉浓黑液蒸汽加热后带人热量；中华人民共和国轻工业部1994一01一06批准1994-08—01实施
QB/T1927.14-93
Q一一助燃热风带人热量（本炉热量自供热风可不计)；Qs一-锅炉产汽带出热量；
Q——熔融物带出热量；
Q——黑液中水分在本体系蒸发耗用热量；Q：—设备散热损失热量；
Q。——排烟及不完全燃烧等损失热量。3.3图中符号单位均为kJ/h
4能量平衡计算
4.1输人热量
补充燃料供入热量Q1，kJ/h，按公式（1）计算Q,=G:[Qbw+c,(t,-t)]
式中：Gi一一补充燃料耗用量，kg/h；Qpw
燃料应用基低位发热量，kJ/kg；cr—燃料比热，kJ/(kg·K)
ti~—补充燃料人炉时的温度，℃；t
一环境温度，℃。
注：摄氏温度t（℃）之差等于热力学温度（k）之差。4.1.2黑液固形物供人热量Q2，kJ/h，按公式（2)计算Q2=G·[Qw+c2(t—t)].
式中：Gz—黑液固形物量，kg/h；Qbw-一黑液固形物应用基低位发热量，kJ/kg；C2——黑液固形物比热，kJ/(kg·K)；t?—一黑液固形物人炉时的温度，℃。芒硝还原反应耗用热量Qxh，kJ/h，按公式（3）计算4.1.3
Qxh=6971.k·β.Gxh
式中：6971-—每公斤芒硝还原反应吸热量，kJ/kg；k一-芒硝纯度，%；
β-一芒硝还原率，%；
Gh—补充芒硝量，kg/h。
4.1.4人炉浓黑液蒸汽加热后带入热量Q3，kJ/h，按公式（4）计算Q-G3·c(t3-try)
式中：G~浓黑液消耗量，kg/h
C3——浓黑液比热，kJ/(kg·K)：ts-浓黑液人炉温度，℃；
try—蒸发来的浓黑液温度，℃。4.1.5助燃热风带人热量（本炉热量自供热风可不计）Q4，kJ/h，按公式（5）计算106
（2）
（3）
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Q=V,.c(t-t).
式中：V4-人炉燃烧用热风量，m/h；C4——空气比热，kJ/(m2.K）；t4一入炉热风温度，℃。
4.2输出热量
4.2.1锅炉产汽带出热量Qs，kJ/h，按公式（6)计算Q=G,(\-i)
式中：Gs锅炉产汽量，kg/h；
i\-锅炉产汽的热烩，kJ/kg;
i'—锅炉给水温度下水的热烩，kJ/kg。4.2.2熔融物带出热量Qs，kJ/h，按公式（7)计算Q-G.1237+c.（800-t)
式中：1237——每公斤熔融物在850℃时的熔化热，kJ/kg；Cg-——熔融物比热，kJ/(kg·K)；Gg-熔融物量；kg/h;
一熔融物流出温度，℃。
4.2.3浓黑液中水分在本体系内蒸发耗用热量Qz，kJ/h，按公式（8）计算Q,=Gc(100-t）+r+cchi（tpy100)）式中：G,-—蒸发来的黑液中水分量，kg/h；Cr-水的比热，kJ/(kgK)；
try——蒸发来的黑液温度，℃；Iz——水的汽化潜热，kJ/kg；
过热水蒸气比热；kJ/(kg·K)；Cehi
排烟温度，℃。
4.2.4设备散热损失热量Q：，kJ/h，按公式（9）计算Q:-ZF ·α(t2-t)
ZF-—各部分设备散热面积，m；式中：
保温层表面放热系数；对表面不超过50℃时，其放热系数可以近似计算：α=[8.4+0.06(tz-t)J×4.1868,kJ/(m2.K.h)t2—保温层表面温度，℃。
若设备散热损失热量测定有困难，可参照设计值取用或也可以按公式(10)估算黑（Q:+Q：+Q+Q：+Q）
Q：=qH·
式中：9H-
一一额定负荷时散热损失率，其数值可按下表取用：107
（6）
（7）
（8）
（9）
锅炉蒸发量(Gm)t/h
散热损失
率（qH）%
无尾部受热面
有尾部受热面
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GH——额定负荷蒸发量，t/h；
G一实际平均负荷蒸发量，t/h。6
4.2.5排烟及未完全燃烧等损失热量Qg，kJ/h，按公式（11）计算15
Q=（Q1+Q2Q+Q+Q）-（Q+Q+Q+Q）5设备热效率计算
5.1有效热量Qy，kJ/h，按公式（12）计算QyQ
5.2供给热量QGG，kJ/h，按公式（13)计算QGG=Q1+Q-Q+Q3+Q4
5.3损失热量Qs，kJ/h，按公式（14）计算Q=Q+Q，+Q：+Q
5.4碱回收炉正平衡热效率n正，%，按公式(15)计算×100%-a+&+Q+×10%
碱回收炉反平衡热效率，%，按公式（16）计算板=（1
能量平衡表
Q=)×100%=(1-0
Q.+Q+Q:+Q:
)×100%
Q+Q2-Q+Q:+Q
输入能量
补充燃料供人热量Q：
黑液固形物供人热量Q
人炉浓黑液蒸汽加热后带人热
量Q：
助燃热风带人热量Q
量百分数
锅炉产汽带出热量Q：
熔融物带出热量Q；
（13)
数量百分数
浓黑液中水分在本体系内蒸发
耗用热量Q：
能量流向图
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量百分数
设备散热损失热量Q：
排烟及未完全燃烧等损失热量
数量百分数
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附录A
碱回收炉能量平衡及热效率计算方法实例(参考件）
碱回收炉热平衡测试数据【150t木浆（硬浆）碱回收炉A1
A1.1蒸发来浓黑液：耗用量18m/h，浓度51.01%，密度1.32t/m，温度90℃，人炉温度101℃；
A1.2黑液固形物：比热2.973kJ/（kg·K），低位发热量13206.124kJ/kg；A1.3外供给水：流量32.4t/h，温度138℃，热557.778kJ/h；A1.4外供热热风：风量38571Nm2/h，温度140℃，比热1.2979kJ/（kg·K）；A1.5产汽量：过热蒸汽量32.4t/h，压力3.7MPa，温度437.5℃，热烩3307.991kJ/kg；A1.6补充芒硝：加入量721kJ/h，纯度83.86%，还原率98.95%；A1.7
绿液产量：总碱产量4.656t/h（以全碱量计）；排烟：排烟温度180℃。
能量平衡方框图（参见第3章）
A3能量平衡计算
A3.1输入热量
A3.1.1补充燃料供人热量Q
本炉正常运行时不加补充燃料，本例无计算。A3.1.2黑液固形物供入热量Q2
Q2=G,[Qw+c(t2—t)
=（18×1.32×0.5101)×103×[13206.124+2.973×（101—25)）=162796.390X103kJ/h
A3.1.3芒硝还原反应耗用热量QxQxh=6971·k·β.Gxh
=6971X0.8386X0.9895X721
=4170.624X103kJ/h
A3.1.4人炉浓黑液蒸汽加热后带入热量Q3Q, =G: C(t-try)
=（18×1.32)×103×2.8621×（101-90)=748.038X103kJ/h
A3.1.5助燃热风带入热量（本炉热量自供热风可不计)QQ=Vc(t4-t)
=38571×1.298×（140-25）
=5757.493×10\kJ/h
A3.2输出热量
A3.2.1锅炉产汽带出热量Q
Qs=Gs(i\-i')
QB/T1927.14—93
=32.4X103×(3307.991—577.7784)=88458.888×103kJ/h
A3.2.2熔融物带出热量Q
Q。=G［1237+C（800—t))
=4.656×103×[1237+1.13×（800-25)）=9836.964X103
A3.2.3浓黑液中水分在本体系内蒸发耗用热量Q：Q，=G,c(100try）+r+Ceai(tpy—100)）=(18×1.32X0.4899X103×(4.187X(100-90)+2256.685+1.926×(180-100))=28548.730X103kJ/h
A3.2.4设备散热损失热量Q：
(Q+Q-Q+Q:+Q:)
X（0+162796.390-4170.624+748.038+5757.493)×10332.4
=2120.204X103kJ/h
A3.2.5排烟及未完全燃烧等损失热量Q。Q=（Q+Q2-Qx+Q+Q)→（Q+Q+Q+Q）=(0+162796.390-4170.624+748.038+5757.493)X103-(88458.888+9836.964+28548.730+2120.204)X103
=36166.511X103kJ/h
A4碱回收炉设备热效率计算
A4.1有效热量Qyx
Qyx=Qs
Qs=88458.888X103kJ/h
A4.2供给热量QGG
Qc=Q+Q2-Q+Q：+Q
=(0+162796.309-4170.624+748.038+5757.493)X103=165131.216X103kJ/h
A4.3损失热量Q
Q=Q：+Q十Q：+Q：
=（9836.964+28548.730+2120.204+36166.511)X103=76672.409X103
A4.4碱回收炉正平衡热效率正
Q×100%=可
M正一
Q:+Q,-Q+Q.+Q×100%
QB/T1927.14-93
88458.888
×100%=53.57%
165131.216
碱回收炉反平衡热效率饭
饭—（1
—（1
）×100%=（1
76672.409
165131.216
能量平衡表Www.bzxZ.net
Q+Q:+Q：+Q
)×100%
Q:+Q2-Q+Q+Q
)X100%=53.57%
人能量
补充燃料供入热量
黑液固形物供入热
入炉浓黑液蒸汽加
热后带入热量Q：
助燃热风带入热量
158625.77X103
748.038X103
5757.493×103
佰分数
出能量
锅炉产汽带出热量
熔融物带出热量Q
浓黑液中水分在本
体系内蒸发耗用热
设备散热损失热量
排烟及未完全燃烧
等损失热量Q：
88458.888X103
9836.964X103
28548.730X103
2120.208X103
36166.511×103
百分数
A6能量流向图
QB/T1927.14-93
3.49%0.45%
附加说明：
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。96.06%
本标准由福建省青州造纸厂、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：魏启光、刘江毅、张少玲。113
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