【其他行业标准】 炭素制品生产炉窑 热平衡测定与计算方法 第1部分:回转窑

ICS 59. 100.20
中华人民共和国有色金属行业标准YS/T 124.1—2010
部分代替YS/T124—1994
炭素制品生产炉窑
热平衡测定与计算方法
第1部分：回转窑
Methods of determination and calculation ofheat balancein metallurgical furnaces forproduction of carbonproducts-Part 1:Gyration cave
2010-11-22 发布
中华人民共和国工业和信息化部发布
2011-03-01实施
YS/T 124.1—2010
YS/T124《炭素制品生产炉窑热平衡测定与计算方法》分成5部分：第1部分：回转窑；
第2部分：罐式熳烧炉；
第3部分：电气燈烧炉；
第4部分：焙烧炉；
第5部分：石墨化电阻炉。
本部分为YS/T124的第1部分。
本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243)归口。本部分是对YS/T124一1994《炭
与YS/T124—1994相比，主要变化如下：规范了计量单位、符号等，突出了标准的严谨性；对炉体表面温度的测试更符合实际要求。本部分由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口。本部分由中国铝业股份有限公司贵州分公司负责起草。本部分主要起草人：裴天毅、项阳、刘贵生、王强。374
1范围
炭素制品生产炉窑
热平衡测定与计算方法
第1部分：回转窑
YS/T124.1—2010
YS/T124的本部分规定了炭素制品生产的各种类型回转窑热平衡测定与计算基准、测定条件、测定项目及计算方法。
本部分适用于炭素制品生产的各种类型回转窑热平衡测定与计算方法。2热平衡测定与计算基准及测定体系2.1基准温度采用环境温度。
2.2基准压力采用101325Pa。
2.3燃料的发热值按应用基低（位）发热量计算；卡与焦耳的换算采用1cal=4.1868J。2.4回转窑热平衡测定与计算方法体系，包括窑身、窑头罩、窑尾罩及沉降室（或燃烧室），不包括冷却机。
3测定要求及时间
3.1在热平衡测定周期时间内，回转窑必须处在正常运行工况情况下测定，根据生产条件在满足最大产能时组织测定。
3.2测定时间规定连续测定6h，每个项目的测定次数不少于3次，然后取算术平均值。4测定项目及方法
4.1进入窑内的物料
4.1.1利用人窑处的皮带和容积电子秤计量，测定出在规定周期内的累计量。4.1.2物料理化分析：测定物料入窑温度、物料水分、物料应用基低（位）发热量及比热。4.2进入窑的燃料测定
4.2.1燃料的计量
以重油为燃料时，测点设在入窑的油罐处，用流量计或容积法计量：管道煤气为燃料时，测点设在入窑前，用煤气流量计计量，测定出在规定测定周期内的燃料累计量。4.2.2燃料的理化分析
燃料的含水量或煤气燃料的含湿量、化学成分组成、燃料的应用基低（位）发热量，或根据成分计算出燃料的应用基低（位)发热量以及入窑时的温度、压力。375
YS/T 124.1—2010
4.3雾化蒸汽测定
采用重油为燃料时需测定雾化蒸汽。4.3.1测定雾化蒸汽量时，测点设在窑头罩重油喷嘴附近，用蒸汽流量计测量，在无法测量时可以采用重油：蒸汽=1：0.8质量比计算。4.3.2测定雾化蒸汽的压力、温度、饱和含水量。4.4燃烧焦测定
燈烧焦计量：在冷却机出料处，用电子秤指示累计量或称量法进行测定。4.4.1
4.4.2燈烧焦温度，在窑头出料处用热电偶测定。4.4.3测定搬烧焦成分、发热量及比热。4.5对回料量或沉渣测定
返回料量或沉渣计量，在规定测定周期内称量出返回料量或沉渣量。返回料或沉渣在出料时测定其温度。对返回料或沉渣取样，测定成分、发热量及比热。对燃烧室或沉降室的烟气及烟尘测定4.6
烟尘浓度采用粉尘采样仪测定。测定粉尘的组成、应用基低(位)发热量及比热。烟气量在出口总烟道采用皮托管测定。烟气温度由回转窑出口距烟道人口1m处用热电偶测定。4.6.4
烟气取样，测定其烟气中水分及成分组成。表面温度的测定
表面温度测点的确定：将回转窑分成若干段，每段视为同一个温度，每段长度根据窑的大小，可取3m～5m为一段；其他部分，每1m2~2m2选一个测点。4.7.2
表面温度测定采用红外线测温仪或吸附式表面温度计测定。4.8
风速测定
距窑体表面1.0m处用风速仪测定。4.9环境温度的测定
在距窑体表面1.0m处用水银温度计测定。一般取厂房环境温度。5热平衡计算
5.1热收入项计算
5.1.1燃料燃烧热
按式（1)计算燃料燃烧热：
·（1）
式中：
燃料应用基低（位）发热量，单位为千焦每千克（kJ/kg）。燃料带入物理热
按式（2)计算燃料带人物理热：Q2 = M,
式中：
每小时燃料带进的物理热，单位为千焦每小时（kJ/h）；YS/T124.1—2010
（2）
燃料在t与t的平均比热，单位为干焦每千克每摄氏度[kJ/（kg·℃)]；为燃料的入窑时温度，单位为摄氏度（℃）；为环境空气温度，单位为摄氏度(℃)。石油焦带入的化学反应热
按式（3）计算石油焦带人的化学反应热：QMQ
QsidwQaid
每小时原料焦带进的化学反应热，单位为千焦每小时（kJ/h）；（3
分别为原料焦（或无烟煤）和熳烧焦（或无烟煤）每小时投人量和出料量，单位为干克每小时（kg/h）；
分别为原料焦和缎烧焦的应用基低（位）发热量：单位为千焦每千克（kJ/kg）。采用燃料油时雾化蒸汽带入的热量5.1.4
按式（4）计算燃料油时雾化蒸汽带人的热量Q,=M,[Hz-Hzi—（·Xz/100)]
式中：
每小时雾化重油蒸汽所带人热量，单位为千焦每小时(kJ/h）；每小时雾化蒸汽量，单位为千克每小时（kg/h）；蒸汽人窑时的热恰，单位为千焦每千克（kJ/kg)；在环境温度时水的热恰，单位为干焦每干克（kJ/kg）：蒸汽人窑时的汽化潜热，单位为干焦每千克（kJ/kg）；蒸汽的湿度，数值以百分数表示（%）。收入项总热量
按式(5)计算收入项总热量：
5.2热支出项计算
搬烧焦带走的物理热
按式（6）计算搬烧焦带走的物理热：377
（4）
（5）
YS/T 124.1—2010
式中：
Q'=M, · C(t2- th)
熳烧焦带走物理热，单位为干焦每小时（kJ/h）；燈烧焦在t2与th之间的平均比热，单位为千焦每千克每摄氏度[kJ/（kg·℃）]：熳烧焦出窑时的温度，单位为摄氏度（℃）。5.2.2烟气带走物理热
烟气带走物理热按式（7)计算：Q2
式中：
每小时烟气带走物理热，单位为千焦每小时（kJ/h）：（6)
每小时烟道出口（测点）处排出湿烟气（标准状况下）流量，单位为立方米每小时（m\/h）；湿烟气在t3
排烟道出口（测点）处的烟气温度，单位为摄氏度（℃）。烟气带走的化学热
按式（8)计算烟气带走的化学热：Q3
式中：
CO\,H2\,CH4\
烟尘带走的物理热
每小时烟气带走化学热，单位为干焦每小时（kJ/h）；烟气中的湿含量，数值以百分数表示（%）；干烟气可燃气成分体积，数值以百分数表示（%）。按式（9)计算烟尘带走物理热：Q：
式中：
每小时烟尘带走物理热，单位为千焦每小时（kJ/h）；每小时烟气中烟尘量，单位为千克每小时（kg/h）；烟尘出口温度，单位为摄氏度（℃）。5.2.5烟尘带走的化学反应热
按式（10)计算烟尘带走的化学反应热：Q=33871XM;·Dcl
式中：
33871-
碳的热值，单位为干焦每干克（kJ/kg）；每小时烟尘带走化学热，单位为千焦每小时（kJ/h）；烟尘中的残碳量，数值以百分数表示（%）。5.2.6沉降室或燃烧室留下物所带走的物理热按式（11)计算沉降室或燃烧室留下物所带走的物理热：378
℃)：
（10）
式中：
Me·C,(ts-th）
每小时留下物的物理热，单位为千焦每千克（kJ/h）：每小时所带走物料量，单位为千克每小时（kg/h）；物料在te与thi之间的平均
沉降室或燃烧室温度，单位为摄氏度（℃）。沉降室或燃烧室留下物的化学热按式（12）计算沉降室或燃烧室留下物的化学热：Q,'=33871×De2·M
式中：
每小时留下物的化学热，单位为千焦每干克（kJ/h）；为燃烧室留下物的残碳量，数值以百分数表示（%）。回转密测定体系的表面散热损失5.2.8［
按式（13)计算回转窑测定体系的表面散热损失：Q：
式中：
某分段的表面面积，单位为平方米（m\）；YS/T124.1—2010
测定体系某分段平均表面热流量，单位为千焦每平方米每小时[kJ/（m2·h）]当不能直接测出热流值时，可测定炉体表面温度，按式(14)计算表面热流量：q:=20.41·E·([(273+t)/100]4-［(273+th)/100]4)+α,·（t,-lh）式中：
被测物表面辐射系数。
α.与该
当环境无风时WF，=0
α；二A。散热面位置系数，决定于测定体系散热面所处位置。散热面在侧部测温时，A。1=9.20；散热面在上部测温时，A2=11.71；散热面在下部测温时，A3=6.27；当环境空气风速WF2≤5m/s时，按式（15)计算：b）
当环境空气风速WF>5m/s时，按式（16）计算：α,=27.06×WF2
式中：WF,
其他热损失
按式（17)计算其他热损失：
（11)
（12）
·（13）
.·(14)
（15）
·（16）
YS/T124.1—2010
AQ=Q-（Q'+Q\+Q\+Q'+Q'+Q+Q+Q）支出项热总量
按式(18)计算支出项热总量：
熳烧焦单位能耗
按式（19)计算熳烧焦单位能耗：A=(Q ×1000)/M3
熳烧焦单位热耗
按式（20）计算燈烧焦单位热耗：Q=[(Q+Q2+Q+Q,)/M］×1000
8热效率计算
体系供给热量
按式（21)计算体系供给热量：
Q=Q+Q2+Q：+Q
8.2熳烧焦的有效热量
按式（22)计算燈烧焦的有效热量：Q, =M,. Cs.(t6-th)
式中：wwW.bzxz.Net
合格产品有效热，单位为千焦每千克（kJ/h）；石油焦在t6与
石油焦在t6与
8.3热效率㎡
按式(23)计算热效率：
热平衡测定计算结果汇总表
热平衡测定计算结果汇总表见表1。380
n/%=(Q,/Qc）·100
/(kg·℃)]：
·（17）
·（18）
（19）
.（20）
（21)
（22）
（23）
收人项热量
燃料燃烧热量
燃料带人物理热量
原料焦带进的化学反应热量
雾化蒸汽带人热量
单位产品能耗A：
单位产品热耗Q：
表1热平衡计算结果汇总表
支出项热量
焕烧焦带走物理热量
烟气带走物理热量
烟气带走化学反应热量
烟尘带走物理热量
烟尘带走化学反应热量
沉降室物料带走热量
沉降室物料化学反应热量
体系表面散热损失热量
其他损失热量
热效率市
YS/T124.1—2010
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