[轻工标准]-QBT 1927.2-1993 酸法蒸煮锅能量平衡及热效率计算方法.pdf
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1、QB 中华 人 民共 和 国 行 业 标 准 Q B / T 1 9 2 7 , 1 9 2 8 一9 3 制浆造纸设备能量平衡及 热 效 率 计 算 方 法 1 9 9 4 一0 1 一0 6发布 1 9 9 4 一0 8 一0 1 实施 中华人民共和国轻工业部 发布 中华人民共和国行业标准 QB / T 1 9 2 7 . 2 -9 3 酸法蒸煮锅能量平衡及热效率计算方法 1 主题内 容与适用 范围 本标准规定了制浆造纸企业酸法蒸煮锅能量平衡和热效率计算方法。 本计算方法适用于制浆造纸企业以木材和非木材( 指芦苇、 芒秆、 竹子、 蔗渣等) 为原料, 用 酸法制浆的蒸煮锅的能量平衡及热效率
2、测试计算。 2 引用 标准 Q B / T 1 9 2 7 . 1 制浆造纸企业 设备能量平衡 计算方法通则 3 能f平衡方 框图 Q: Q , Q 1 . Q。 Q” 讥认店叭讥仇 么Q.Qa 3 . 1 能量平衡方框图的体系从进人蒸煮的蒸汽流量表开始至放锅止( 以 1 个蒸煮锅为体系) 。 3 . 2 图中符号均以每蒸煮 一锅浆的热量 计, 它们是: Q , 直接加热蒸煮液供给的热量, k J ; QZ 间接加热蒸煮液供给的热量, k J ; Q3 蒸煮液带人蒸煮锅内的热量, k J ; Q ,装锅时, 原料具有的热量, k J ; Q s装锅时, 原料中 水分具有的 热量, k J ;
3、中华人民共和国轻工业部1 9 9 4 - 0 1 - 0 6 批准1 9 9 4 -0 8 -0 1 实施 一6 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 QB/ T 1 9 2 7 . 2一9 3 Qs 加热绝干原料用的热量, k J ; Q ,加热原料中水分用的热量, k J ; Q S 小放汽( 小瓦斯) 回收热量, k J ; Q s 从蒸煮锅内移出作下锅次蒸煮回 用的蒸煮液带出 的热量, k J ; Q t o 大放汽回收热量, k J ; Q 3 1 加热蒸煮液耗热量, k J ; Q 1 2蒸煮锅体加热耗用的热量, k J ; Q 1 3蒸煮锅体散热损
4、失的热量, k J ; Q 1 ,蒸煮锅管道及附属 设备热损失, k J ; Q 3 5 间接 加热 蒸煮液蒸汽 凝结水热损失, k J ; Q , 3蒸煮 锅其他热 损失, k J , 3 . 3 本方框图所标明的各项热量, 是根据一般酸法蒸煮锅设备及生产工艺划分确定, 如被测 对象与上述情况有异, 则各项热量的 划分应 按实际 情况进 行确定。 4 能A平衡及设备热效率计算 4 . 1 热效率测试数据( 根据测试数字列表) 。 4 . 2 每蒸煮一锅实际供给总热量Q G G , k J , 按( 1 ) 式计算 Q G G =Q; +Q 2 +Q 3 +Q, +Q 5 . . . . .
5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 4 . 2 . 1 每锅直接加热蒸煮液供给的热量Q k J , 按( 2 ) 式计算 Q, =D , ( i ; 一i 2 ) “ ( 2 ) 式中: D , 直接加热蒸煮液所耗用的蒸汽量, k g ; i i - 蒸汽的烩值, k J / k g ; 1 : 环境温度下水的烩, k J / k g . 4 . 2 . 2 每锅间接加热蒸煮液供给的热量Q2 , k J , 按( 3 ) 式计算 Q2 =D2 ( i , 一i 2 ) , , ( 3 ) 式中:
6、 D 2 间接加热蒸煮液所耗用的蒸汽量, k g 。 4 . 2 . 3 每锅由蒸煮液带人蒸煮锅内的热量Q3 . k j , 按( 4 ) 式计算 Qa 0 G t C , ( T , -t o ) , , , ( 4 ) 式中: G, 装锅时加人蒸煮锅的总蒸煮液重量, k g ; c t蒸煮液的比 热, k J / ( k g “ K ) ; t ,蒸煮 液开始温度( 人锅前未加热蒸煮液温度) , ; t o 周围 环境温度, 。 4 . 2 . 4 装锅时由一锅纤维原料带入的热量Q k J , 按( 5 ) 式计算 Q4 -G z C , ( t Z -t o ) . . . . . .
7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) 式中: G Z 每锅次装绝干原料的重量, k g ; C Z 原料的比热, k Y( k g “ K) ; t , 装锅时原料具有的温度, 。 一7 一 Q B / T 1 9 2 7 . 2 -9 3 4 . 2 . 5 装锅时一锅原料中水分具有的热量QS , k J , 按( 6 ) 式计算 QS -G3 C g ( t 3 一t , ) , ( 6 ) 式中:G 3 每锅 原料中所含 水分的 重量, k g ; C 3 水的比 热, k J /
8、( k g - K ) 4 . 3 每蒸煮 一锅有效耗 热总量Q , 二 , k J , 按( 7 ) 式计算 Q , x =Q 。 十Q, +Q 8 +Q s +Q, 。 十Q ( 7 ) 4 . 3 . 1 加热绝干原料一锅用的热量Q, k J , 按( 8 ) 式计算 Qs -G z . C 2 ( t 3 一t 2 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 8 ) 式中: t , -蒸煮最高温度, 。 4 . 3 . 2 加热一锅原 料中 水分用的热量Q , , k
9、 J , 按( 9 ) 式计算 Q, =G 3 . C 3 ( t , -t , ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 9 ) 4 . 3 . 3 一锅小放汽回收热量Q3 , k J , 按( 1 0 ) 式计算 Q8 -G 4 C 4 ( t 4 -t 5 ) “r . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 0 ) 式中: G 4 小放汽( / 1 、
10、 瓦斯) 回收量, k g ; “ ; 小瓦斯的比 热, k J / ( k g “ K ) t 4 放小瓦斯前后锅内的平均温度, ; t 5高压回收锅内的实际温度, 。 4 . 3 . 4 从一锅内移出作下锅次蒸煮回用的蒸煮液带出的热量 Q k J , 按( 1 1 ) 式计算 Qs -G s C , ( t , -t 5 ) ( 1 1 ) 式中: G , 从蒸煮锅内移出作下锅次蒸煮回用的蒸煮液量, k g ; i s 回收蒸煮液的平均温度, 。 4 . 3 . 5 每锅大放汽回收热最Q, o , k J , 按( 1 2 ) 式计算 Q1 0 -G 6 ( 4 3 一 4 ) ” , (
11、 1 2 ) 式中: G 6 大放汽回收量, k g ; l 3 大放汽在平均压力、 温度下的热焙, k J / k g ; 4 回 收完后低压回 收锅内 液体的 焙, k J / k g , 4 . 3 . 6 加热 每锅燕煮液耗热量Q , k J , 按( 1 3 ) 式计算 Q u = ( G I -G 4 -G 5 ) c , ( t 。 一t , ) + ( G , -G ; 一G, -G , ) c , ( t 3 - t 6 ) ( 1 3 ) 4 . 4 每蒸煮一锅总热损失 Q , k J , 按( 1 4 ) 式计算 Q .- =Q, a +Q,3 +Q , 4 +Qs +Q
12、。 , 一( 1 4 ) 4 . 4 . 1 每蒸煮锅体加热 耗用的热量Q , 2 , k J , 按( 1 5 ) 式计算 Q 1 2 - Q l 2, + Q , 2 b 十 Q i z= ( 1 5 ) 式中: Q, 2 .锅体钢板加热耗用的热量, k J ; Q 1 2 b锅体保温层加热耗用的热 量, k J ; Q.锅体砖衬加热耗用的热量, k J 4 . 4 . L1 Q , z = G , C , ( t ,m 一 t im ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13、. . . . ( 1 5 a ) 式中: G, 锅体钢板的总重量, k g ; 一s 一 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 QB/ T 1 9 2 7 . 2-9 3 c ,钢板的比热, k J / ( k g “ K) ; t 钢 钢板在蒸煮过程中 达到的 最高温度, ; t jm钢板在蒸煮过程中达到的最低温度, 。 4 . 4 . 1 . 2 Q l z b =G 8 C s ( t 层 一t 层 ) ( 1 5 6 ) 式中: Gg 锅体保温层的总重量, k g ; c 6 保温层材料的比 热, k J / ( k g “ K ) ; t 层 保温层
14、在蒸煮过程中达到的最高温度, ; t jR 保温层在蒸煮过程中达到的最低温度, 。 4 . 4 . 1 . 3 Q 1 3 e =G s e 7 ( t fl - t O ) ” ( 1 5 c ) 式中: G,锅体砖衬的总重量, k g ; c , 砖衬材料的 比热 , k J / ( k g K) ; t , 砖 砖衬在蒸煮过程中达到的 最高温度, ; t a g 砖衬在 蒸煮过程中达 到的 最低温度, 。 每个蒸煮锅体散热损失的热量Q 1 3 , k j , 按( 1 6 ) 式计算 Q1 3 -Q1 3e +Ql 3 b +Q- Q1 3. 一 一 蒸煮升温阶段锅体散热损失热量, k
15、J ; Q 1 3 6蒸煮保温阶段锅体散热损失热量, k J ; Q1 3c蒸煮最高保持温度后至放锅前锅体散热损失热量, k J . ( 16 ) Q13 . =F F - 蒸煮锅体总表面积, M 2 ; K传热系数, k J / ( m 3 . h . K) . , ,t 3 +t l t n k 2 - 一 t o 少 . ( 1 6a ) 氏 ,创:,召: 4.中屯中 朱式屯式 注 为便于计算本标准的 传热系 数, 没有用“ S i “ 单位, 即W/ ( m “ h “ K ) , 如有要求, 可按1 W=3 . 5 9 6 5 k j / h进行换算 Z .蒸煮升温时间, h , 传
16、热系数 K的计算如下: k J / ( m3 h. K) 1-吸 + 银一峡 十 阮蝙 十 脸味 + 1一al 式中:a m锅体钢板的厚度, m; a ,2锅体保温层的厚度, m; 8 0 - 锅体砖衬的厚度, M; 蝙 锅体钢板的导热系数, k J / ( m h K ) ; 嵘 锅体保温层的导热系数, k J / ( m h K ) ; 味 锅体砖衬的导热系数, k J / ( m h K ) ; a , 锅内蒸煮物对锅内壁的换热系数, k J / ( m “ h “ K ) ; a , 锅外壁对外界的换热系数且有a z -4 +a r 式中: 4 对流换热系数; 一9 一 QB/ T 1
17、 9 2 7 . 2 -9 3 a y 辐射换热系数。 计 算 公 式 :a , = 9 . 2 1 1 X 瓶瓦 k J / ( m “ h “ K ) ; 式中: 0 2锅外壁的平均温度, 。 计算公 式:a r = 4 . 1 8 6 8 X C X C , k J / ( m h K ) ; 式中: C -温度系数; C- 2 7 3 + 0 2) 4( 1 0 0一 (蠕t- ) 4 0 2 一t o C 辐射系数。 1 一1 + 1 + 17 7 - 七场 A灿 B七 n 式中: C A 无光泽铁板的辐射系数4 . 4 ; C B 砖衬的辐射系数 4 . 3 ; C o 完全黑体辐
18、射系数4 . 7 . 4 . 4 . 2 . 2 Q1 3 b =F K ( t 7 一t o ) . Z b ” ( 1 6 b ) 式中:t 7蒸煮 保温阶段 平均 温度, ; Z b 保持保温时间, h , 4 . 4 . 2 . 3 Q1 二 二F -, K( t 8 -t o ) Z , ( 1 6 c ) 式中: t g 大放汽期间蒸煮锅内的平均温度, ; Z 大放汽用的时间, h 。 4 . 4 . 3 蒸煮锅管道及附属设备热损失Q 14 r k J , 按( 1 7 ) 式计算 Q 1 4 =0 . 0 4 Q ( 1 7 ) Q 1 为蒸煮锅管道及附属设备( 如循环泵、 加热
19、器、 预热器等) 热损失, 亦包括加热损失和散 热损失两部分, 可分别进行计算, 计算困难时, 可进行估算, 取该项热损失为蒸煮有效热总量 Q , . 的4 %. 4 . 4 . 4 间接加热一锅蒸煮液蒸汽凝结水热损失Q , k J , 按( 1 8 ) 式计算 Q is =D 2 (i 。 一 i 2 ) ( 1 8 ) 式中:i s 间接加热 蒸汽 凝结水的 焙值, k J / k g , 4 . 4 . 5 Q i s 蒸煮锅其他热损失, 包括蒸汽的泄漏损失, 大放汽、 小放汽时的热损失, 蒸煮液移 出 热损失等, 可视具体情况进 行计算或估算, 亦可用反算法求得, 按( 1 9 ) 式
20、计算 Q i s -Qc c -Q , 二 一( Q , a +Q +Q +Q i s ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 9 ) 5 燕煮 锅热效率 5 . 1 正 平衡热 效率 1 F , %, 按( 2 0 ) 式计算 Q. _ _ _ 。 , 刀 于=于 不入土U U为 一、 K G G ( 20) 5 . 2 反平衡热效率 服, %, 按( 2 1 ) 式计算 Q.、 、 , . _ _ 、 = 气 土一 不一 少入l uu羚 K C . ( 21) 一10一 标准分享网 w w w .b z f x
21、 w .c o m 免费下载 Q B / T 1 9 2 7 . 2 -9 3 5 . 3 燕 煮有效单位( 千克浆) 耗热量Q , , 二 Q r二 一 鲁 , k J / k g 风 干 浆 ( 2 2 ) 式中: G 每锅浆实际收获量, k g风干浆。 5 能,平衡表( 表格式) 能量平衡表( 根据测试及计算结果画表) 序 号 输人能量翰出能量 项目数量%项目 数量 肠 1 2 3 合计 1 0 0 合计 1 0 0 7 能t流向图 Q . Q Q . Q.Q . . Q , 讥叽 么叽 Q . Q . Q . QB/ T 1 9 2 7 . 2 -9 3 附录 A 燕煮锅能t平衡及设备
22、热效率计算实例 ( 参考件) 某纸厂对具有耐酸砖衬里的蒸煮锅( 亚硫酸钙盐蒸煮马尾松木浆) 进行能量平衡测试取得 数据, 并计算如下。 A l 每燕煮一锅0 ; vs供给Is 热f Q c c , k J QG G -Q 1 +% +Q3 +Q4 +Q$ k J A l . l Q , =D , . “ ( i , -i , ) k J 式中:D , 直接加 热燕煮液所耗用的 蒸汽量, 因 无直接加热用汽, 故D , = O . . Q , =O A l . 2 Q2 =D2 ( i i -i 2 ) k J 式中:D 2 间接加热燕煮液所耗用的燕汽量, k g ; a . 药液加热期间, 供
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- 轻工标准 轻工标准-QBT 1927.2-1993 酸法蒸煮锅能量平衡及热效率计算方法 轻工 标准 QBT 1927.2 1993 酸法蒸煮锅 能量 平衡 热效率 计算方法
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