[轻工标准]-QBT 1927.15-1993 苛化设备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 . 1 5 -9 3 苛化设备能量平衡及热效率计算方法 主题内容与适用范围 本标准规定了苛化设备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苛化设备的能量平衡及热效率测试与计算。 引用标准 Q B / T 1 9 2 7 . 1 制浆造纸企业设备能量平衡

2、计算 方法通则 能t平衡方框图 Q . Q , Q a 3 . 1 能量 平衡方 框图说明 体系是以苛化乳液和加蒸汽进口 开始至苛化乳液和蒸汽冷凝水( 间接加热) 出口 为本体系 的边界 。 3 . 2 图中符号意义 Q , 加热蒸汽带人热量; Q 2 苛化乳液( 水和碱及固体物) 带人热量; Q3 加热苛化乳液中水和碱及固体物至最高苛化反应温度时所需的热量; Q4 加热蒸汽冷凝水带出热量; 中华人民共和国轻工业部1 9 9 4 -0 1 一0批准1 9 9 4 -0 8 一0 1 实施 11 4 QB / T 1 9 2 7 . 1 5 -9 3 Qs 设备散热损失热量; Q s 排汽及其他

3、损失热量。 3 . 3 图中符号单位均为k J / h o 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 , =G3 ( i “ -i ) ， ，. ， ， ， ，. .( 1 ) 式中: G , 加热蒸汽用 量， k g / h ; i“ 加热蒸汽的热熔, k J / k g ; i 环境温度下水的 热焙, k J / k g , 4 . 1 . 2 苛化乳液( 水和碱及固体物) 带人热量Q 2 , k J / h ， 按公式( 2 ) 计算 Qz = ( G s c , +G, . c l ) ( t : 一

4、t ) ， ( 2 ) 式中: G S 进人苛化器 苛化乳液中水分量， k g / h ; C S 水的比热， k J / ( k g “ K ) ; G , 进人苛化器苛化乳液中 碱及固 体物量, k g / h ; c ,碱和固体物比热， c , =1 . 4 6 5 k J / ( k g “ K ) ; t 2 进人苛化器苛化乳液温度， ; t 环境温度， 。 注: 摄氏温度 t ( 0c) 之差等于热力学温度( K) 之差。 4 . 2 输出热量 4 . 2 . 1 加热苛化乳液中 水和碱及固 体物至最高苛化反应温度时 所需要的热量Q k J / h ， 按公 式( 3 ) 计算 Q

5、3 - ( G s h ch +G y h C j,h ) ( t 。 一t ) ( 3 ) 式中: G s c h 出苛化器苛化乳液中水分量， k g / h ; c c h 水的比热， k J 八k g “ K ) ; G t h 出苛化器苛化乳液中碱和固体物量， k g / h ; c k h 碱和固体物比 热， c i. h =1 . 4 6 5 , k j / ( k g “ K ) ; t 3 出苛化器苛化乳液温度， 。 4 . 2 . 2 加热蒸汽冷凝水带出热量 Q 4 , k j / h ， 按公式( 4 ) 计算 Q 4 = G 4 ( i 。 一i ). . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 4 ) 式中: G 4 加热蒸汽冷 凝水量, k g / h ; 1 4 加热蒸汽冷凝水的热焙, k J / k g ; i 环 境温度下水的 热焙, k J / k g , 4 . 2 . 3 设备散热损失热量 Q , , k j / h ， 按公式( 5 ) 计算 Q , 一 艺F . a l t s 一 t ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 5 ) 1 =7 式中: F每一个苛化

7、器散热面积， mZ ; 1 1 5 QB/ T 1 9 2 7 . 1 5 一9 3 。 苛化器保温层表面放热系数; 对于表面不超过 1 5 0 时， 其放热系数可以近似计算: a =C 8 . 4 +0 . 0 6 ( t 5 一t ) ) X4 . 1 8 7 k J / ( m l “ K， h ) i s 苛化器保温层表面温度， ; n 苛化器的个数。 4 . 2 . 4 排汽及其他损失热量Q, , k J / h ， 按公式( 6 ) 计算 Q6 - ( Q1 +Q2 ) 一( Q, +Q; 十QS ) ， ， ( 6 ) 5 设备热效率计算 5 . 2 5.3 5. 4 有效热量Q

8、v x , k J / h ， 按公式( 7 ) 计算 Qm=Q3 一Q2 ， ( 7 ) 供给热量Qa c , k j / h ， 按公式( 8 ) 计算 Qc c =Q , ， 。 ( 8 ) 损失热量Q ss , k j / h ， 按公式( 9 ) 计算 Q s s =Qa +Qs +Q e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 9 ) 苛化器正平衡热效率I F ， 按公式( 1 0 ) 计算 Qv x ， ， _ _ n ， Q: 一Q, 、 ，_ _

9、 7 I ff : - 一A I V VX 0= n一 X i vu X 0 . . . . . . 。 。 。 l 1 U) 、 记c X:叱 i 5 . 5 苛化器反平衡热效率 9 a ， 按公式( 1 1 ) 计算 、 一 ( 卜 毙 ) X 1 0 0 % 一 ( 卜 坠号 井 Q 6 ) X 1 0 0 0 o ， 一 ( 1 1 ) 能母平衡表 序 号 一 k量输出能量 项目 a J/ IAk J / h 百分数 肠 项目 k 1/ h 百分数 % 1 加热蒸汽带人热量 QI 1 0 0 2 加热苛化乳液中水和碱及固体物至最 高苛化温度反应时所需热量Q a -Qz 3 厂 加热蒸汽

10、冷凝水带出热量Q 4 设备散热损失热量 Q s 5 排汽及其他损失热量Qs 合计 1 0 0 合计 1 0 0 QB/ T 1 9 2 7 . 1 5 -9 3 7 能t流向图 Q :一Q P 1 0 0. 0 % 1 17一 QB / T 1 9 2 7 . 1 5 -9 3 附录A 苛化设备能t平衡及热效率计算实例 ( 参考件) A l 苛化器热平衡测试数据( 平均 值) A l . 1 .进苛化器: 蒸汽 量l l o o k g / h ; 热熔2 7 1 0 . 5 1 3 k j / k g A l . 2 绿液: 流量 4 0 m 3 / h ; 温度 7 8 0C Al . 3

11、 绿液总碱浓度: 1 1 6 . 6 2 g / L A l . 4 苛化乳液含泥量( 绝干) : 1 3 6 . 8 3 g / L Al . 5 苛化乳液进苛化器时的温度: 9 1 0C A l . 6 苛化乳液最高苛化温度: 1 0 2 C Al . 7 蒸汽冷凝水温度: 1 3 2 G Al . 8 苛化器保温层外表温度: 4 8 C Al . ， 环境温度: 2 5 C A 2 能，平衡方框图( 参见第三章) 能.平衡计算 1 输人热量 J3 AA A 3 . 1 . 1 加热蒸汽带人热量Q , Q , = G , ( i， 一i, ) =1 . 1 X1 0 X( 2 7 1 0

12、. 5 1 3 一1 0 4 . 6 7 ) 二2 8 6 6 . 4 2 7 X 1 0 3 k J / h A 3 . 1 . 2 苛化乳液( 水和碱及固体物) 带人热量Q 2 Q2 = ( Gs. C s +G,. C , ).( t 2 一t ) =C 4 0 X 4 . 1 8 7 +( 0 . 1 1 6 6 +0 . 1 3 6 8 3 ) X 4 0 X 1 . 4 6 5 J X ( 9 1 一2 5 ) X1 0 3 =1 2 0 3 3 . 9 1 2 X 1 0 3 k j / h A 3 . 2 输出热量 A 3 . 2 . 1 加热苛化乳液中 水和碱及固 体物至最高

13、 苛化反应温度时 所需要的热量Q 3 K3 = ( G r h C . h +G;en ， C x h ) ( t , -t ) Q3 = C 4 0 X 4 . 1 8 7 + ( 0 . 1 1 6 6 1 - 0 . 1 3 6 8 3 ) X 4 0 x1 . 4 6 5 ) X ( 1 0 2 一2 5 ) X1 0 3 =1 4 0 3 9 . 5 6 4 X 1 0 k j / h A 3 . 2 . 2 加热蒸汽冷凝水带出热 量Q , Q =C , ( i ; 一， ) =1 . 1 X 1 0 X ( 5 5 2 . 6 5 8 一1 0 4 . 6 7 ) =4 9 2 .

14、 7 9 X 1 0 3 k j / h A3 . 2 . 3 i 9各散执棍lk执量 Q Q 3 一 E F a ( t 5 一 t ) 11 8 QB/ T 1 9 2 7 . 1 5 一， 3 全 F ;=( 3 卫 4 毕 X 3 . 2 2 +3 . 1 4X3 . 2 X3 . 2 ) X3 =1 2 0 . 5 7 6 .2 。= C 8 . 4 +0 . 0 6 ( t , -t ) J X4 . 1 8 7 =C 8 . 4 +0 . 0 6X ( 4 8 一2 5 ) ) X4 . 1 8 7 =4 0 . 9 4 9 k J / ( m K h ) QS =1 2 0 .

15、 5 7 6 X 4 0 . 9 4 9 X ( 4 8 一2 5 ) =1 1 3 . 5 6 2 X 1 0 k j / h A 3 . 2 . 4 排汽及其他损失热量Q 6 Q6 =( Ql +Q 2 ) 一( Q3 +Q4 +Q 5 ) 二( 2 8 6 6 . 4 2 7 +1 2 0 3 3 . 9 1 2 ) X 1 0 3 一( 1 4 0 3 9 . 5 6 4 十4 9 2 . 7 9 +1 1 3 . 5 6 2 ) X 1 0 = 2 5 4 . 4 2 3 X 1 0 k J / h 苛化器设备热效率计算 1 有效热量QY x QY % -Q 3 -Q3 =1 4 0

16、 3 9 . 5 6 4 X 1 0 一1 2 0 3 3 . 2 供给热量Q Q.=Q , =2 8 6 6 . 4 2 7 X 1 0 k j / h 3 损失热量 Q s s Qa s =Qa +Qs +Q6 二( 4 9 2 . 7 9 +1 1 3 . 5 6 2 +2 5 4 . 口 44 AA 9 1 2 X 1 0 3 二2 0 0 5 . 6 5 2 k J / h 口 口 44 AA 4 2 3 ) X 1 0 3 =8 6 0 . 7 7 5 X 1 0 3 k J / h A 4 . 4 苛化器正平衡热效率 肚 ， 正 一 瓮X 1 0 0 % 一 坠 氨 坠 X 1

17、0 0 % ( 1 4 0 3 9 . 5 6 4 一1 2 0 3 3 . 9 1 2 ) X 1 0 3 2 8 6 6 . 4 2 7 X 1 0 3 A 4 . 5 苛化器反平衡热效率I z X1 0 0 %=6 9 . 9 7 6/ o ， 反 一 ( 卜 坠 士 鲁 土 ,)X100% ( 4 9 2 . 7 9 +1 1 3 . 5 6 2 +2 5 4 . 4 2 3 ) X 1 0 3 ， 。 。n = 1 一 一 一 一一 天下二 了甲几 石不 二下万 石一 一一一 一一 一一 =oa . ai 淘 乙a oo .件 乙 i n 11 9 QB / T 1 9 2 7 .

18、1 5 -9 3 A 5 能f平衡表 序 号 输人能量输出能量 项目 k J / h 百分数 % 项目 k J / h 百分数 % 1 加热热汽带人热量Q2 8 6 6 . 4 2 7 X 1 0 3 1 0 0 2 加热苛化乳液中水和碱及固 体物至最高苛化温度反应时 所需热量 Q 3 -Q2 2 00 5 . 6 5 2 又1 036 9 . 9 7 3 加热蒸汽冷凝水带出热量Qa4 9 2 . 7 9 只1 0 3 1 7 . 1 9 4 设备散热损失热量Q, 1 1 3 . 5 6 2只1 0 33 . 96 5 排汽及其他损失热量Q, 2 5 4 . 4 2 3X 1 0 38 . 8 8 合计 2 8 6 6 . 4 2 7只1 0 31 0 0 合计 2 86 6 . 42 7 X 1 0 31 0 0 A 7 能f流向图 6 9. 9 5九 Q。一Q s 少 Q , 1 7 . 1 9 % Q , 3 . 9 6 % Q e 8 . 8 8 % 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 20