ICS85-010 Y30 中华人民共和国国家标准 GB/T27720—2011 卡 米尔连续蒸煮系统能量平衡及 能量效率计算方法 CalculationmethodofenergyequilibriumandenergyefficiencyinKamyr 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、山东日照亚太森博浆纸有限公司。 本标准主要起草人:刘秉钺、张清文、张扬、邱文伦。 ⅠGB/T27720—2011 卡米尔连续蒸煮系统能量平衡及 能量效率计算方法 1 范围 本标准规定了卡米尔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卡米尔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 卡米尔连续蒸煮系统能量平衡方框图见图1。 图1 卡米尔连续蒸煮系统能量平衡图 3.2 体系边界:从纤维原料进入卡米尔连续蒸煮车间开始,至浆料喷放,准备送去洗选工段。 3.3 图1中符号说明: Q1———纤维原料(浆料)带入的热量; Q2———过热蒸汽带入的热量; Q3———洗涤液、滤液等带入的热量; Q4———加入药液带入的热量; Q5———加入冷却水带入的热量; Q6———蒸煮的化学反应热; Q7———排渣带出的热量; 1GB/T27720—2011 Q8———喷放锅放汽(闪蒸汽)带出的热量; Q9———排出冷凝水(污冷水)带出的热量; Q10———排出的废气带出的热量; Q11———排出的热水带出的热量; Q12———排出的黑液带出的热量; Q13———排出的浆料带出的热量; Q14———散热损失。 图1中符号的单位为MJ。 4 能量平衡计算公式说明(以生产1t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水·m1水+C纤·m1纤)·(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 过热蒸汽带入的热量Q2按式(2)计算: Q2=C汽·m·(tg-tb)+m·γb+C水·m·(tb-t0)……………………(2) 式中: 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,℃; γb———通入过热蒸汽在相应压力下饱和蒸汽的汽化热,MJ/t; m———通入的过热蒸汽的量,t。 4.1.3 洗涤液、滤液等带入的热量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 加入药液带入的热量Q4按式(4)计算: Q4=C无机·m无机·(t4-t0)+C水·m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; m水———蒸煮液中水的用量,t; t4———送入药液的温度,℃。 4.1.5 加入冷却水带入的热量Q5按式(5)计算: 2GB/T27720—2011 Q5=C黑·m5·(t5-t0) …………………………(5) 式中: C黑———黑液的比热容,MJ/(t·℃); m5———加入黑液的用量,t; t5———加入黑液的温度,℃。 4.1.6 蒸煮的化学反应热Q6按式(6)计算: Q6=1.2%·Qr …………………………(6) 式中: Qr———原料的燃烧热,MJ/t。 4.2 输出热量 4.2.1 排渣(浆料)带出的热量Q7按式(7)计算: Q7=(C水·m7水+C纤·m7纤)·(t7-t0)…………………………(7) 式中: m7纤———绝干纤维(渣)的量,t; m7水———纤维(渣)中含水的量,t; t7———浆料(渣)的温度,℃。 4.2.2 喷放锅放汽(闪蒸汽)带出的热量Q8按式(8)计算: Q8=G8·(i″-i0′) …………………………(8) 式中: G8———喷放浆料时放出饱和蒸汽(闪蒸汽)的量,t; i″———喷放的饱和蒸汽(闪蒸汽)的热焓值,MJ/t; i′0———0℃水的热焓值,i′0=0MJ/t。 4.2.3 排出冷凝水(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,℃。 4.2.4 排出的废气带出的热量Q10按式(10)计算: Q10=C气·m10·(t10-t0) …………………………(10) 式中: C气———废气的比热容,MJ/(t·℃); m10———排出废气的用量,t; t10———排出废气的温度,℃。 4.2.5 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·(K1·P1+K2·P2+…+Kn·Pn)……………(12) 3GB/T27720—2011 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; Pi———用电设备的装机容量,kW。 5 卡米尔连续蒸煮系统有关效率的计算 5.1 卡米尔连续蒸煮系统生产1t浆所需热能Q(GJ/t浆)和蒸汽量M(t/t浆)按式(13)、式(14)计算: Q=Q2 …………………………(13) M=m2(附蒸汽参数) …………………………(14) 5.2 卡米尔连续蒸煮系统生产1t浆所消耗的电能p(kW·h/t浆)按式(15)计算: p=22.5P/G …………………………(15) 式中: P ———全系统的用电负荷,kW·h; 22.5———每天工作的时间,h; G———卡米尔连续蒸煮系统的浆产量,t/d。 5.3 卡米尔连续蒸煮系统热效率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+Q6…………………………(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———加入黑液带入的热量,MJ; Q6———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=Q7+Q8+Q9+Q10+Q11…………………………(18) 式中: Q7———排渣带出的热量,MJ; Q8———喷放锅放汽带出的热量,MJ; Q9———排出污冷水带出的热量,MJ; Q10———排出的废气带出的热量,MJ; Q11———散热损失的热量,MJ。 5.4 卡米尔连续蒸煮系统的能量效率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:卡米尔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。 4GB/T27720—2011