ICS85-010 Y30 中华人民共和国国家标准 GB/T27716—2011 横 管式连续蒸煮系统能量平衡及 能量效率计算方法 Calculationmethodofenergyequilibriumandenergyefficiencyinhorizontal-tube continuouscookingsystem 2011-12-30发布 2012-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国轻工业联合会提出。 本标准由全国造纸工业标准化技术委员会(SAC/TC141)归口。 本标准起草单位:中国制浆造纸研究院、大连工业大学、银鸽实业有限公司。 本标准主要起草人:刘秉钺、张清文、张楠、邱文伦。 ⅠGB/T27716—2011 横管式连续蒸煮系统能量平衡及 能量效率计算方法 1 范围 本标准规定了横管式连续蒸煮系统能量平衡及能量效率的计算方法。 本标准适用于制浆造纸企业横管式连续蒸煮系统的能量平衡及能量效率测试与计算。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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。 GB/T27736—2011 制浆造纸企业生产过程的系统能量平衡计算方法通则 3 能量平衡方框图 3.1 横管式连续蒸煮系统能量平衡方框图见图1。 图1 横管式连续蒸煮系统能量平衡方框图 3.2 系统边界:横管式连续蒸煮系统是以纤维原料送入销鼓计量器开始,至喷放锅排出为本体系的 边界。 3.3 图1中符号说明: Q1———纤维原料带入的热量; Q2———稀黑液带入的热量; Q3———过热蒸汽带入的热量; Q4———蒸煮药液带入的热量; Q5———蒸煮的化学反应热; Q6———浆料带出的热量; 1GB/T27716—2011 Q7———连续蒸煮器蒸煮管散热损失; Q8———排放的废水带出的热量; Q9———散热损失的热量。 图1中符号的单位为MJ。 4 能量平衡计算公式说明(以喷放1t绝干浆为计算基准,基准温度设为0℃) 4.1 输入热量 4.1.1 纤维原料(浆料)带入的热量Q1按式(1)计算: Q1=(m1浆·C浆+m1水·C水)·(t1-t0)…………………………(1) 式中: m1浆———进入的绝干浆量,t; m1水———进入的浆料含水量,t; C浆———纤维的比热容,MJ/(t·℃); C水———水的比热容,MJ/(t·℃); t1———进入的浆料温度,℃; t0———基准温度,0℃。 4.1.2 稀黑液带入的热量Q2按式(2)计算,稀黑液的比热C2按式(3)计算: Q2=m2·C2·(t2-t0) …………………………(2) C2=(0.98-0.52b)×4.187 …………………………(3) 式中: m2———稀黑液的量,t; C2———稀黑液的比热容,MJ/(t·℃); t2———稀黑液的温度,℃; b———黑液固形物的浓度,%。 4.1.3 过热蒸汽带入的热量Q3按式(4)计算: Q3=m3·(ib″-i0′)+m3·C汽·(tg-tb)…………………………(4) 式中: m3———通入过热蒸汽的量,t; C汽———通入过热蒸汽的比热容,MJ/(t·℃); tg———通入过热蒸汽的温度,℃; tb———通入过热蒸汽在相应压力下的饱和温度,℃; ib″———通入过热蒸汽在相应压力下饱和蒸汽的焓值,MJ/t; i0′———基准焓值,MJ/t;若设为0℃,则为0。 4.1.4 蒸煮药液带入的热量Q4按式(5)计算: Q4=(m4碱·C碱+m4水·C水)·(t4-t0)…………………………(5) 式中: m4碱———蒸煮药液含碱量,t; m4水———蒸煮药液含水量,t; C碱———碱的比热容,MJ/t·℃; t4———蒸煮药液的温度,℃。 2GB/T27716—2011 4.1.5 蒸煮的化学反应热Q5按式(6)计算: Q5=A·G5·R …………………………(6) 式中: A———反应热相当于燃烧热的比例系数; G5———进入T型管的绝干纤维原料的量,t; R———纤维原料的燃烧热,MJ/t。 4.2 输出热量 4.2.1 浆料带出的热量Q6按式(7)计算: Q6=(m6浆·C浆+m6水·C水)·(t6-t0)…………………………(7) 式中: m6浆———出喷放锅的绝干浆量,t; m6水———出喷放锅浆料的含水量,t; t6———出喷放锅浆料的温度,℃。 4.2.2 连续蒸煮器蒸煮管散热损失Q7按式(8)计算: Q7=m7·C7·(t7内-t7外) …………………………(8) 式中: m7———锅体(保温层)的质量,t; C7———锅体(保温层)的比热容,MJ/(t·℃); t7内———锅体(保温层)内壁温度,℃; t7外———锅体(保温层)外壁温度,℃。 4.2.3 出预蒸螺旋、螺旋喂料器的污水带出的热量Q8按式(9)计算: Q8=m8·C8·(t8-t0) …………………………(9) 式中: m8———污水的量,t; C8———水的比热容,MJ/(t·℃); t8———污水的温度,℃。 4.2.4 散热损失的热量Q9按式(10)计算: Q9=Q输入-Q输出 …………………………(10) 式中: Q输入———系统输入的热量,MJ; Q输出———系统输出的热量,MJ。 4.3 电能计算(计算全系统的总用电负荷P) 计算全系统的总用电负荷P见式(11),即: P=∑φ·Ki·Pi=φ·(K1·P1+K2·P2+…+Kn·Pn)…………(11) 式中: φ———参差系数,一般取φ=0.8~0.9; Ki———用电设备的需要系数; Pi———用电设备的装机容量,kW。 3GB/T27716—2011 5 横管式连续蒸煮系统能量效率计算 5.1 横管式连续蒸煮系统生产1t浆所需热能Q(MJ/t浆)和蒸汽量M(t/t浆)按式(12)、式(13) 计算: Q=Q3 …………………………(12) M=m3(附蒸汽参数) …………………………(13) 5.2 横管式连续蒸煮系统生产1t浆所消耗的电能p(kW·h/t浆)按式(14)计算: p=22.5·P/G …………………………(14) 式中: P ———全系统的用电负荷,kW; 22.5———每天工作的时间,h; G———横管式连续蒸煮系统每天的浆产量,t/d。 5.3 横管式连续蒸煮系统的热效率η按式(15)计算: η=(Q供给-Q损失)/Q供给×100%…………………………(15) 式中: Q供给———提供给系统的热量,MJ; Q损失———系统损失的热量,MJ。 提供给系统的热量Q供给按式(16)计算: Q供给=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5…………………………(16) 式中 Q1———纤维原料带入的热量,MJ; Q2———稀黑液带入的热量,MJ; Q3———过热蒸汽带入的热量,MJ; Q4———蒸煮药液带入的热量,MJ; Q5———蒸煮的化学反应热,MJ。 系统损失的热量Q损失按式(17)计算: Q损失=Q7+Q8+Q9 …………………………(17) 式中: Q7———连续蒸煮器蒸煮管散热损失,MJ; Q8———排放的废水带出的热量,MJ; Q9———散热损失的热量,MJ。 5.4 横管式连续蒸煮系统的能量效率η能按式(18)计算: η能=(Q供给+Q电-Q损失)/(Q供给+Q电)×100%…………………(18) 式中: Q电———提供给系统的电能,MJ。 注:横管式连续蒸煮系统能量平衡及能量效率的具体计算实例参见附录A。 6 能量平衡表 横管式连续蒸煮系统能量平衡表见表1。 4GB/T27716—2011