磷酸浓缩装置石墨换热器能效测试方案

磷酸浓缩装置石墨换热器能效测试方案编制：日期：2015年月日审核：日期：2015年月日批准：日期：2015年月日磷酸浓缩装置石墨换热器能效测试方案一、概述分公司磷酸浓缩装置采用的工艺为强制循环真空蒸发工艺，主要产品为±45.5%PO的磷25酸，副产品为10〜13%HSiF的氟硅酸。石墨换热器是磷酸浓缩装置中的关键设备，掌握磷26酸浓缩装置石墨换热器的能源利用情况，可以为制定节能技术改造措施提供依据，有效提高磷酸生产的能源使用效率和生产技术水平。为掌握石墨换热器能源利用效率，定量分析用能情况，决定对石墨换热器进行能效测试。二、 编制的依据1、 《用能设备能量平衡通则》(GB/T2587-2009)2、《设备热效率计算通则》 (GB/T2588—2000)3、 《用能设备能量测试导则》(GB/T6422-2009)4、 《磷酸磷铵重钙技术与设计手册》5、 2014年修改的各套磷酸浓缩装置工艺、安全操作规程。三、 测试目的掌握装置石墨换热器能源利用效率情况，明确磷酸浓缩生产的节能方向，为制定节能技术改造措施提供依据，有效提高磷酸生产的能源使用效率和生产技术水平。四、 测试范围从稀磷酸进入系统、蒸汽进入石墨换热器开始至冷凝液出口、成品浓磷酸离开系统及蒸发气体离开闪蒸室之间的各种能源。五、 测试组织机构为使测试工作的顺利进行，成立测试小组，负责对测试工作的组织、协调、汇总，完成《石墨换热器能效测试报告》。领导小组：组长：副组长：组员：工作小组：组长：组员：工艺小组：负责测定进出设备各物料、能源等所需物料数据、工艺数据的收集、整理、汇总、计算、制图、制表。设备小组：提供设备参数相关性能参数。六、测试方法、要求、内容（一）测试方法本次测试采用以统计测试期间的计量和记录数据为基础进行综合计算的方法。对无计量的能源采用理论计算的方法。（二）测试要求1、测定期间测试设备应处于正常运行工况。2、测试时应记录测试的日期、开始时间与结束时间，以及环境状态——温度、湿度、大气压力等参数。（三）测试内容1、石墨换热器的热效率n有效指有效热量占总输入热量的百分比，计算公式为：有效?<100%有效、石墨换热器的有效热Q、 有效指从稀磷酸进入设备到生产出合格浓磷酸过程中理论需要的热量。包含水分蒸发利用的热量、含氟气体带走的热量、冷凝液带走的热量、氟化物分解热量、磷酸稀释热、浓磷酸带走的热量。计算公式为：Q=Q+Q+Q+Q有效5 6 7 8、石墨换热器的总输入热量（Q）总指输入石墨换热器的稀磷酸和蒸汽带入的热量以及氟化物分解反应热、稀磷酸稀释热。计算公式为：Q=Q+Q+Q+Q总1234、损失热量（Q）9指未被石墨换热器有效利用的所有热量，包括设备向外散热带走的热量以及其它测试过程中的误差。

水分蒸发消耗热量Q5稀磷酸带入热量Q1 稀磷酸带入热量Q1含氟气体带走热量Q6蒸汽带入热量Q2石墨换热器 蒸汽带入热量Q2石墨换热器浓磷酸带走热量Q7磷酸稀释热量Q3 磷酸稀释热量Q3冷凝水带走热量Q8氟化物分解热量Q4 氟化物分解热量Q4损失热量Q9 ►七、测试计算（一） 总输入热量Q=Q+Q+Q+Q总12341、 稀磷酸带入热量Q=稀酸流量计值X稀酸比重X稀磷酸比热X稀磷酸温度1进入系统的稀磷酸流量直接从DCS系统上读取，比重取样分析得出。磷酸比热容：Cp=4.184-4.978x+0.388x2（60〜90°C）《磷酸磷铵重钙技术与设计手册》P235式中：x——磷酸P0浓度，%（15〜30%）252、 蒸汽提供的热量0=蒸汽用量X汽化潜热2若蒸汽用量采用流量计记录数据时，在计算结果显示出出浓缩热量大于带入浓缩蒸发部份热量，不符合能量守衡定律，则蒸汽用量采用蒸发气体量X1.34的经验数据而得。根据进石墨换热器蒸汽温度、压力查出汽化潜热。3、 磷酸稀释热量Q二稀酸流量计值X稀酸比重X稀酸酸浓％乂（稀酸稀释热-浓酸稀释热）3磷酸稀释热根据酸浓度查表得出。4、 氟化物分解热Q二蒸发F含量/144X1000X1000X标准分解热4蒸发F含量=稀磷酸中F量-浓磷酸中F量稀磷酸中F量二稀酸流量计值X稀酸比重X稀酸中F含量％浓磷酸中F量二浓磷酸量X浓酸中F含量％二稀酸PO量X（1-0.5%）/浓磷酸中PO含量％X浓酸中F含量％TOC\o"1-5"\h\z25 25氟化物分解热主要指闪蒸室蒸发出的（HF+SiF）生成的HSiF逆向分解，其分解热为可4 2 6查表得出。（二） 石墨换热器的有效热Q=Q+Q+Q+Q有效5 6 7 81、闪蒸室蒸发HO气体Q二蒸发水量X蒸发水蒸汽焓25蒸发水量二蒸发水量二稀磷酸中PO量X（1/稀酸浓度-1/浓酸浓度）25二流量计值X稀酸比重X稀酸酸浓％X（1/稀酸浓度-1/浓酸浓度）蒸发水蒸汽焓值根据闪蒸室出口气体温度查表得出。2、 闪蒸室蒸发含F气体带出的热量Q=HF带出热量+SiF带出热量64HF带出热量二蒸发HF量XHF比热SiF带出热量二蒸发SiF量XSiF比热444蒸发HF量二蒸发F量X2X20/144蒸发SiF量二蒸发F量X104/1444HF比热和SiF比热可查表得出。43、 浓磷酸带出热Q二浓磷酸量X浓磷酸比热X浓磷酸温度7浓磷酸产出量直接在DCS系统上采集，若浓缩磷收率大于1%,会出现与实际收率不相符的客观事实，则浓缩磷酸产量可按磷损失为0.5%的经验数据计算而得，即：浓磷酸量二稀酸PO量X（1-0.5%）/浓磷酸中PO含量％25 25磷酸比热容：Cp=4.184-4.978x+0.388x2 （60〜90°C）式中：x——磷酸PO浓度25浓磷酸温度人工测量得出。4、 冷凝水带走热量Q=冷凝液量X冷凝液焓值8冷凝液量若现场安装有流量计的，可以直接读取，若没有流量计计量的，可以根据经验计算得出：冷凝液量二蒸汽用量X0.773。在手册中查得对应温度下冷凝液焓值，冷凝液温度人工测量得出。5、 热损失Q二输入热量-输出热量=0+Q+Q+Q-Q-Q-Q-Q9 1 2 3 4 5 6 7 8八、测试报告1、概况说明进行能效测试的目的，企业用能系统和用能设备基本情况，包括用能设备主要技术参数和运行周期等；用能系统和用能设备的运行状态和采用的测试方法等。2、主要原始数据主要原始数据包括测试期间的工况、原料、工艺等相关数据。3、能量平衡表：石墨换热器能量平衡表输入输出

输入项目输入项目KJ/hX106稀磷酸蒸汽氟化物分解热磷酸稀释热合计输出项目KJ/hX106蒸发H2O含氟气体浓磷酸冷凝液热损失合计4、分析根据用能设备能量平衡结果找出造成能源利用率低和设备耗能高的原因，对能量损失进行分类，对测算结果和指标进行评价，从设备、操作技术和管理制度等方面找出浪费的因素提出改进的办法。九、测试附表1、分项项目一览表稀酸质量数据统计表组分DPO25S°3ssCaOMgOAlO23FeO23F%分析频次1次/24h浓酸质量数据统计表组分DPO25S°3ssCaOMg