75525 多效蒸发装置能量平衡及热效率计算方法 标准 QB T 1927.13-1993.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 . 1 3 -9 3 多效蒸发装置能量平衡及热效率计算方法 主题内容与适用范围 本标准规定了多效蒸发装置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黑液多效蒸发装置的能量平衡及热效率测试与计算。 弓 1 用标准 、 Q B / T 1 9 2 7 . 1

2、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 3 . 1 能量平 衡方框图的边界 体系是以 稀黑液和加热蒸汽 进口 开始至浓 黑液出口 及各效冷凝水和末效二次蒸汽出口 为 本体系的边界。 3 . 2 能量平衡图中符号的意义 Q2 加热蒸汽带人热量; Q2 -稀黑液带人热量; “2 3 浓黑液带出热量; Q 4 1Q 4 -效至末效总的 混合污冷凝水带出 热量; Qs 末效蒸发出的二次蒸汽带出热量; 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 QB/ T 1 9 2 7 . 1 3 -9 3 Q s 加热燕汽冷凝水带走

3、热量; Q , 设备散热损失热量; Q 3 不凝气及其他损失热量。 3 . 3 图中符号单位均为 k J / h , 4 能f平衡计算 4 . 1 输人热量 4 . 1 . 1 加热蒸汽带人热量Q k j / h ， 按公式( 1 ) 计算 Q , =Gi (i “ -i ) ” ” ” ( 1 ) 式中: G, 加热蒸汽总用热量， k g / h ; i “ 加热燕汽的热给, k J / k g ; i 环境温度下水的 热熔, k J / k g , 4 . 1 . 2 稀黑液带人热量Q2 , k J / h ， 按公式( 2 ) 计算 Q 2 =G 2 C 2 ( t 2 - t ) .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ” 一 ( 2 ) 式中: G 2 进效稀黑液 总量, k g / h ; C 2 进效稀黑液比热， k J / ( k g . K ) ; t 2 进效稀黑液温度， ; t 环境温度， 。 4 . 2 输出 热量 4 . 2 . 1 浓黑液带出热量Q 3 , k j / h ， 按公式( 3 ) 计算 Q3 -G 3 C 3 ( t 3 -t ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) 式中: G 3 出效浓黑液量. k g / h ; C 3 出 效浓黑液比 热， k J / ( k g . K ) ; t 3 出效浓黑液温度， ; t 环境温度， 。 4 . 2 . 2 1 效至末效总的混合污冷凝水带出热量Q k J / h ， 按公式( 4 ) 计算 Q , = G , C 4 ( t , - t ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . “ 一 ( 4 ) 式中: G , II 效至末效总的混合污冷凝水量， k g

6、/ h ; c , - II 效至末效总的混合污冷凝水比热， k J / ( k g “ K) ; t 4 1 效至末效总的 混合污冷凝水温度， 。 4 . 2 . 3 末效蒸发出的二次蒸汽带出热量Q5 , k J / h ， 按公式( 5 ) 计算 Qs =G s ( i s rr -i r ) ， ” ” ” ” ( 5 ) 式中: G s 末效蒸发出 的二次蒸汽 量, k g / h ; i s r r末效蒸发出的二次蒸汽的热焙, k J / k g , 4 . 2 . 4 加热燕汽冷凝水带走热量Qs , k j / h ， 按公式( 6 ) 计算 Q s =Gs G s -i r )

7、( 6 ) 式中 : G s 加热蒸汽凝结水量， k g / h ; 一9 7 一 QB / T 1 9 2 7 . 1 3-9 3 丫 加热 蒸汽 凝结水的热始,kJ/kg. 4 . 2 . 5 设备散热损失热量 Q k J / h ， 按公式( 7 ) 计算 Q ， 一 艺F a ( t, - t ) ” . . . . . ( 7 ) 式中: F 每效蒸发器表面散热面积， m 2 ; a 保温层表面 放热系数, k J / ( m K h ) ; 对于表面 不超过 1 5 0 时， 其a 放热系数可以近似计算, a =8 . 4 十 。 . 0 6 ( t , - t ) X 4 . 1

8、 8 7 ; t 7 每一效蒸发器保温层外表平均温度， 。 4 . 2 -1 6 不凝气及其他损失热 量Q B , k J / h ， 按公式( 8 ) 计算 Q.- ( Q 1 +Q2 ) 一( Q 3 +Q : 十Q., +Qfi +Q7 ) ( 8 ) 5 设备热效率 计算 5 . 1 有效热量Q c , k j / h ， 按公式( 9 ) 计算 Q Y x = Q , 十 ( Q , + Q s ) - Q 2 ” ( 9 ) 5 . 2 供给热 量Q c a , k j / h ， 按公式( 1 0 ) 计算 Qc c =Q1 ( 1 0 ) 5 . 3 损失热量Q ss, k J

9、 / h ， 按公式( 1 1 ) 计算 、 Q s s = ( Q s + Q 7 + Q e ) ( 1 1 ) 5 . 4 多效燕发装置正平衡热效率l iF , k j / h ， 按公式( 1 2 ) 计算 Qn c 、 _ _ n ， Q, +( Q 十Q, ) -Q_ _ _ 刀 正 =六 竺X1 0 0 肠=二=认一=-X1 0 0 % ( 1 2 ) 1 一 Q c c , 、 1 V ” , “ 一Q , , . . 5 . 5 多效蒸发装置反平衡热效率+ 7f , k J / h ， 按公式( 1 3 ) 计算 Q . 、 _ _，Q。 +Q , +Qw . 、 _ _ n

10、 n . =( 1 一若巴) X1 0 0%= ( 1-一一) X1 0 0% . ， . ( 1 3 ) 限 、 工 Q c c 一/ ” 、 Q , 一9 8 一 QB / T 1 9 2 7 . 1 3-9 3 6 能，平衡表 序 号 输人能量输出能 、 量 项目 k J / h, 5 Ms/ o 项目 IA J/ Ik J /h百 贫 数 1 加热蒸汽带入热量Q, 2 浓黑液带出热量Qs 3 D 效至末效总混合污冷凝水带出热量Q; 4 末效蒸发出的二次蒸汽带出热量% -Qz 5 加热蒸汽冷凝水带走热量Qs 6 设备散热损失热量Q7 7 不凝气及其他损失热量Qa 合计 1 0 0 合计

11、1 0 0 7 能f流向图 Q . Q .Q . 仇认Q. ， ，. ， ， 一， -一. 100.0y. Qs 一9 9 一 QB/ T 1 9 2 7 . 1 3 -9 3 附录 A 多 效蒸发装it能f平 衡及热效率计算实 例 ( 参考件) A 1 五 效燕发装t能f平衡测试数 据 项目 实测数据换 算 与 查 表 数 据 流量 m / h或t / hf jJM P aV 浓度 ( B e 直测)-A mk J /k g t /m 比热 k J / ( k g. K) 固形物 % 加热燕汽 1 2 . 80 . 2 82 7 3 9. 1 7 2 进效稀黑液 8 08 7(7 . 8 )

12、1 . 0 8 73 . 8 0 61 6 . 5 2 出V效半浓液 4 27 4. 5( 1 7 . 0 ) 11只夕 3 . 5 0 02 9 . 8 3 进 I 效半浓液 4 27 4( 1 7 . 0 )1 . 1 6 23 . 5 0 02 9 . 8 3 出I 效 浓 熏 滋 1 02( 3 0 . 5 ) 1_又?11191 2 . 9 5 253 .6 9 加热蒸汽冷凝水 0 . 1 2 61 2 45 1 9 . 1 6 I 效至V 效总的棍合污冷凝水 7 0 末效二次蒸汽 0 . 0 22 5 9 1 . 1 6 环境温度 2 5 A 2 kf平衡方框图( 参见第3章) 能

13、t平衡针算 1 输人热量 1 . 1 加热蒸汽带人热量 Q , A3A3A3 Q , = G , ( i “ - i ) Q, =1 2 . 8 X 1 0 3 X ( 2 7 3 9 . 1 7 一1 0 4 . 6 7 ) =3 3 7 2 1 . 6 X 1 0 3 k J / h A 3 . 1 . 2 稀黑液带人热量 Q z Q 2 =G z . c 2 ( t 2 一t ) 式中进效稀黑液总质量 G : 的换算: G 3 =V d =8 0 t h / h X 1 . 0 8 7 t / t n 3 =8 6 . 9 6 t / h Q : 一8 6 . 9 6 X 1 0 3 X

14、 3 . 8 0 6 X ( 8 7 一2 5 ) =2 0 5 2 0 . 1 3 X1 0 3 k J / h A 4 输出能 f A 4 . 1 浓黑液带出 热量Q 3 Q 3 =G 3 ， C 3 ( t 3 一t ) 式中出II 效浓黑液质量 G : 的计算: G 3一 V a do 瓮 1 0 0 Q B / T 1 9 2 7 . 1 3 -9 3 式中: V o 进I 效半浓液流量， 4 2 m / h ; d o 半 浓 液 密 度， 1 . 1 6 2 t / m ; b H 进工 效半浓液浓度， 2 9 . 8 3 Y o ; b k 出II 效浓液浓度， 5 3 . 6

15、 9 % . G, =4 2 X 1 . 1 6 2 X2 _ 9 . 8 35 3 . 6 9 =2 7 . 1 1 5 t / h Q3 二2 7 . 1 1 5 X1 0 X2 . 9 5 2 X( 1 0 2 一2 5 ) =6 1 6 3 . 3 4 8 X 1 0 k J / h A 4 . 2 II 效至末效总的 混合污冷凝水带出热量Q Q a =Ga C 4 ( t ; 一t ) 式中I 效至v效总的混合污冷凝水量G ; 的计算: 若因由工 效至末效的各效蒸发出来的二次蒸汽( 或水) 量测定暂时有困难， 可按进出 效浓 度变化进行计算。 考虑到 蒸发流程系混流式; 稀黑液主 要

16、先 进II 效， 部分稀黑液按比 例补充进 N 效和v 效， 原设计意图保持后三效蒸发量相同; 由v 效出来的半浓液再转人前两效( 工 、 I 效) ， 故分两段计算。 A4 . 2 . 1 II v扮每教平均落 发水量 G. _, 场-坑 一 目.土 了.、 G G . - = 3 式中: G 进效稀黑液量， 8 0 m / h ; b H 进效稀黑液浓度， 1 6 . 5 2 0 0 ; b k 出v效半浓液浓度， 2 9 - 8 3 %. 8 0 X1 . 0 8 7 X1 0 3 X( 1 一0 . 1 6 5 2 0 . 2 9 8 3 A4 . 2 . 2 3 I 至 I 效每效平

17、均燕发水G、 一 1 二1 2 . 9 3 4 X 1 0 k g / h G , _, = V o d o -G 3 2 式中: V o 进效半浓液流量， 4 2 m / h ; d o 半 浓 液 密 度， 1 . 1 6 2 t / m 3 ; G 3 出I效浓黑液量， 2 7 . I t / h , G, _, = A 4 . 2 . 3 G ( 4 2 X 1 . 1 6 2 一2 7 . 1 ) X1 0 3 =1 0 . 8 4 4 X 1 0 掩/ h Q, =G, +G， 十G H +G = ( 1 0 . 8 4 4 +1 2 . 9 3 4 +1 2 . 9 3 4 十1

18、 2 . 9 3 4 ) X 1 0 3 =4 9 . 6 4 6 X 1 0 k g / h =G 4 . C ( t 4 -t ) =4 9 . 6 4 6 X 1 0 X 4 . 1 8 7 X ( 7 0 -2 5 ) =9 3 5 4 . 0 5 1 X l o k J / h A 4 . 3 末效( V 效) 蒸发出的二次燕发带出 热量Q 。 Qs =G, ( i s 0 -i ) =1 2 . 9 3 4 X 1 0 3 X ( 2 5 9 1 . 1 6 一1 0 4 . 6 7 0 ) =3 2 1 6 0 . 2 6 2 X 1 0 3 k J / h A 4 . 4加执葱

19、汽冷想太带击热量 Q。 1 0 1 QB/ T 1 9 2 7 . 1 3 -9 3 Q s =G s ( I C rr -fi r ) 二1 2 . 8 X I 0 3 X ( 5 1 9 . 1 6 -1 0 4 . 6 7 0 ) =5 3 0 5 . 4 7 2 X1 0 k J / h A 4 . 5 设备散热损失热量 Q ? Q ; 一 E , F . a ( t， 一 t ) Q 7 此项设 备散热 损失， 如果现场测试暂时 有困 难， 也可以 取设计参数计算。 因 多效蒸发装 置运行状况较稳定， 如果保温良 好， 根据绝 热质量不同， 此项热损失可以选取1 o -3 %， 本例

20、 取2 . 。 % 计算。 Q 7 二2 . 0 % X ( Q, +Q 2 ) =0 . 0 2 X ( 3 3 7 2 1 . 6 +2 0 5 2 0 . 1 3 ) X 1 0 =1 0 8 4 . 8 3 5 X 1 0 3 k J / h A 4 . 6 不凝气及 其他损失热量Q e Q B - ( Ql +Q2 ) 一( Q3 +Q 4 +Q5 ) 一( Q6 +Q 7 ) Q e = ( 3 3 7 2 1 . 6 +2 0 5 2 0 . I 3 ) X 1 0 一( 6 1 6 3 . 3 4 8 +9 3 5 4 . 0 5 1 +3 2 1 6 0 . 2 6 2 )

21、X 1 0 一( 5 3 0 5 . 4 7 2 + 1 0 8 4 . 8 3 5 ) 只1 0 =5 4 2 4 1 . 7 3 1 X 1 0 3 一4 7 6 7 7 . 6 6 1 X 1 0 一6 3 9 0 . 3 0 7 X 1 0 3 =1 7 3 . 7 6 2 X 1 0 k J / h A 5 多效( 五效) 燕发装置热效率计算 A 5 . 1 有效热量Qm Qn c =Q, + ( Q4 +Q5 ) 一Q2 = ( 6 1 6 3 . 3 4 8 十9 3 5 4 . 0 5 1 + 3 2 1 6 0 : 2 6 2 一2 0 5 2 0 . 1 3 ) X 1 0

22、 =2 7 1 5 . 5 3 1 X 1 0 k J / h A 5 . 2 供给热量Q G G Q =Q, =3 3 7 2 1 . 6 X 1 0 k J / h A 5 . 3 损失热量Q Q s s =Q6 +Q 7 +Qe = ( 5 3 0 5 . 4 7 2 十1 0 8 4 . 8 3 5 +1 7 3 . 7 6 2 ) X 1 0 =6 5 6 4 . 0 6 9 X 1 0 k J / h A 5 . 4 多效( 五效) 蒸发装置正平衡热效率、 、 ， 一 黔X 1 0 0 % 一 Q 3 + ( Q 4 Q S ) - Q 2 X 1 0 0 GG、 咬 1 _ (

23、6 1 6 3 . 3 4 8 土 丝5 4 . 0 5 1 土3 2 1 6 0 . 2 6 2 - 2 0 5 2 0 . 1 3 ) X 1 0 X 1 0 0 一3 3 7 2 1 . 6 X 1 0 =8 0 . 5 3 0 0 A 5 . 5 多效( 五效) 蒸发装置反平衡热效率7 h 、 一 (卜 (Q 6+ Q i+ Q S) ) X 100 %Q , ( 5 3 0 5 . 4 7 2 十1 0 8 4 . 8 3 5 +1 7 3 . 7 6 2 ) X 1 0 3 , 、 。 、 n 一 k 1一- . 一一 二 二 二二 二 丁 - 二 丫 下 丁 二 下 - - -

24、一 - 一/K IV VA 3 37 21 .bX l u, = ( 1 一0 . 1 9 4 6 0 ) X 1 0 0 % 二8 0 . 5 4 0 0 1 0 2 一 QB / T 1 9 2 7 . 1 3 -9 3 A 6 多效( 五效) 燕发装皿能t平衡表 序 号 输人能量 输出能量 项目 k J / h 百分数 % 项目 整 J/ Ak J /h 百分数 肠 1 加热蒸汽带人热量Q, 3 3 7 2 1 . 6 X 1 0 31 0 0 2 浓黑液带出热量Q3 6 1 6 3 . 3 4 8 X 1 0 1 8. 2 8 3 【效至末效总混合污冷 凝水带出热量Q4 9 3 5 4

25、 . 0 5 1 又 1 0 2 7. 7 4 4 末效蒸发出的二次蒸汽 带出热量Q5 -Q2 1 1 6 4 0 . 1 3 2 又1 0 33 4 . 5 2 5 加热蒸汽冷凝水带走热 量 Qs 5 3 0 5 . 4 7 2 X 1 0 1 5 . 7 2 6 设备散热损失热量Qv 1 0 8 4 . 8 3 5 只 1 0 3 . 2 2 7 不凝气及其他损失热量 Qe 1 7 3 . 7 6 2 X 1 0 0 . 5 1 合计 3 3 7 21 . 6 00 只 1 0 1 0 0 合计 3 3 7 2 1 . 6 0 0 X 1 0 1 0 0 A 7 能f流向图 2 7 . 7

26、 4 % Qz 0, 3 5 . 5 2 纬 ( Qs -Q z ) 0 . 5 1 % 3 . 2 2 % Q.夺 伪1 5 . 7 2 1 0 3 0B/ T 1 9 2 7 . 1 3 -9 3 关于比 热、 密度、 固形物换算等有关参数可 查阅 造纸工作者手册 、 碱回收技术参考资 、 造纸工业碱回收 等资料， 均有草浆、 木浆、 竹浆等各种原料的黑液不同性质的有关参数. 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 。 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. 1 0 4