ICS85-010 Y30 中华人民共和国国家标准 GB/T27718—2011 间 歇蒸煮(立锅)系统能量平衡及能量效率 计算方法 Calculationmethodofenergyequilibriumandenergyefficiencyinbatchcooking (verticaldigester)system 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、湖南泰格林纸集团有限责任公司。 本标准主要起草人:刘秉钺、陈曦、尉志苹、黎的非。 ⅠGB/T27718—2011 间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡及能量效率 计算方法 1 范围 本标准规定了间歇蒸煮(立锅)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间歇蒸煮(立锅)系统的能量平衡及能量效率的测试与计算。 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 间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡方框图见图1。 图1 间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡方框图 3.2 体系边界:从纤维原料进入蒸煮车间开始,经蒸煮、喷放至浆料除节、洗涤后,黑液送碱回收系统, 浆料送筛选、漂白系统止;包括小放汽后回收松节油和喷放汽的热回收。 3.3 图1中符号说明: Q1———纤维原料带入的热量; Q2———通入的过热蒸汽带入的热量; Q3———加入的洗涤水、冷却水、温水带入的热量; Q4———加入蒸煮药剂带入的热量; Q5———蒸煮反应热的热量; Q6———浆料(排渣)带出的热量; Q7———回收松节油带出的热量; 1GB/T27718—2011 Q8———加热蒸煮锅体(保温层)消耗的热量; Q9———排出冷凝水(温水、污冷水)带出的热量; Q10———排出黑液带出的热量; Q11———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(以生产1锅化学浆为基准) 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=(C纤·m1纤+C水·m1水)·(t1-t0)…………………………(1) 式中: C纤———纤维原料的比热容,MJ/(t·℃); C水———水的比热容,MJ/(t·℃); m1纤———绝干纤维的量,t; m1水———纤维原料中含水的量,t; t1———纤维原料的温度,℃; t0———基准温度,t0=0℃。 4.1.2 通入的过热蒸汽带入的热量Q2按式(2)计算: Q2=[C汽·(tg-tb)+γb+C水·(tb-t0)]·m2………………………(2) 式中: C汽———过热蒸汽的比热容,MJ/(t·℃); m2———通入的蒸汽的量,t; tg———过热蒸汽的温度,℃; tb———相应压力饱和蒸汽的温度,℃; γb———相应压力下的汽化潜热,MJ/t。 4.1.3 加入的洗涤水、冷却水、温水带入的热量Q3按式(3)计算: Q3=C水·m3水·(t3-t0) …………………………(3) 式中: m3水———送入水的量,t; t3———送入水的温度,℃。 4.1.4 加入蒸煮药剂带入的热量Q4按式(4)计算: Q4=(C无机·m无机+C水·m4水)·(t4-t0)…………………………(4) 式中: C无机———无机物的比热容,MJ/(t·℃); m无机———蒸煮液中无机物的用量,t; m4水———蒸煮液中水的用量,t; t4———送入蒸煮液的温度,℃。 4.1.5 蒸煮反应热的热量Q5按式(5)的计算: Q5=A·m5 …………………………(5) 式中: m5———加入原料的量,kg; 2GB/T27718—2011 A———蒸煮反应的单位发热量,MJ/kg。 4.2 输出热量 4.2.1 浆料(排渣)带出的热量Q6按式(6)计算: Q6=(C纤·m6纤+C水·m6水)·(t6-t0)…………………………(6) 式中: m6纤———绝干纤维的量,t; m6水———浆料中含水的量,t; t6———浆料的温度,℃。 4.2.2 回收松节油带出的热量Q7按式(7)计算: Q7=A油·m7油 …………………………(7) 式中: m7油———回收松节油的量,t; A油———松节油的蒸发热,MJ/t。 4.2.3 加热蒸煮锅体(保温层)消耗的热量Q8按式(8)计算: Q8=C8·m8·(t8-t0) …………………………(8) 式中: C8———蒸煮锅体(保温层)的比热容,MJ/(t·℃); m8———蒸煮锅(保温层)的质量,t; t8———蒸煮锅(保温层)的温度,℃。 4.2.4 排出冷凝水(温水、污冷水)带出的热量Q9按式(9)计算: Q9=C水·m9·(t9-t0) …………………………(9) 式中: m9———冷凝水(温水、污冷水)的质量,t; t9———冷凝水(温水、污冷水)的温度,℃。 4.2.5 排出黑液带出的热量Q10按式(10)计算: Q10=C黑·m10·(t10-t0) …………………………(10) 式中: C黑———黑液的比热容,MJ/(t·℃); m10———黑液的质量,t; t10———黑液的温度,℃。 4.2.6 散热损失的热量Q11按式(11)计算: Q11=Q入-Q出 …………………………(11) 式中: Q入———输入的热量,MJ; Q出———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(12),即: P=∑ψ·Ki·Pi=ψ·(K1P1+K2P2+…+KnPn)…………………(12) 式中: ψ———参差系数,一般取ψ=0.8~0.9; Ki———用电设备的需要系数; 3GB/T27718—2011 Pi———用电设备的装机容量,kW。 5 间歇蒸煮(立锅)系统有关效率的计算 5.1 间歇蒸煮(立锅)系统生产1t浆所需热能Q(GJ/t浆)和蒸汽量M(t/t浆),按式(13)和式(14) 计算: Q=Q2/G …………………………(13) M=m2/G(附蒸汽参数) …………………………(14) 式中: G———每锅的绝干浆产量,t。 5.2 间歇蒸煮(立锅)系统生产1t浆所消耗的电能p(kW·h/t浆)按式(15)计算: p=22.5·P/(G·b·n) …………………………(15) 式中: P ———全系统的用电负荷,kW; 22.5———每天工作的时间,h; b———同时运行蒸煮锅的数量; n———每天蒸煮次数。 5.3 间歇蒸煮(立锅)系统的热效率η按式(16)计算: η=(Q供给-Q损失)/Q供给×100%…………………………(16) 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(17)计算: Q供给=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5…………………………(17) 式中: Q1———纤维原料带入的热量,MJ; Q2———通入的过热蒸汽带入的热量,MJ; Q3———加入的洗涤水带入的热量,MJ; Q4———加入蒸煮药液带入的热量,MJ; Q5———蒸煮反应热的热量,MJ。 系统损失的热量Q损失按式(18)计算: Q损失=Q6+Q8+Q9+Q11 …………………………(18) 式中: Q6———排渣带出的热量,MJ; Q8———加热蒸煮锅体(保温层)消耗的热量,MJ; Q9———排出污冷水带出的热量,MJ; Q11———散热损失的热量,MJ。 5.4 间歇蒸煮(立锅)系统的能量效率η能按式(19)计算: η能=(Q供给+Q电-Q损失)/(Q供给+Q电)×100%……………………(19) 式中: Q电———提供给系统的电能,MJ。 注:间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡及能量效率的具体计算实例参见附录A。 4GB/T27718—2011