YS T 119.11-2005 氧化铝生产专用设备热平衡测定与计算方法 第11部分.pdf

H9 2yS中华 人 民共 和 国有 色 金 属 行 业标 准Y S / T 1 1 9 . 1 1 - 2 0 0 5 氧化铝生产专用设备热平衡测定与计算方法第 1 1 部分单套管预热一 高压釜溶出系统De t e r mi n a t i o n a n d c a l c u l a t i o n me t h o d o f h e a t b a l a n c e o f s p e c i a l e q u i p m e n t s f o r a l u m i n a p r o d u c t i o n -P a r t 1 1 : T u b e p r e p a r e - h i g h p r e s s u r e a u t o c l a v e s y s t e m2 0 0 5 - 0 5 - 1 8发布2 0 0 5 - 1 2 - 0 1 实施国家发展和改革委员会发 布Y S / T 1 1 9 . 1 1 -2 0 0 5月 U胃 本部分为首次发布。 本部分为 Y S / T 1 1 9 的第 1 1 部分。 本部分根据目 前国内氧化铝行业的实际情况和发展趋势的 要求， 制定了 单套管预热一 高压釜溶出系统的热平衡测定与计算方法， 为准确量化单套管预热一 高压釜溶出系统的能耗水平以及不同类型焙烧设备之间进行能耗比较提供了依据和方法。 本部分由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口。 本部分由全国有色金属标准化技术委员会负责解释。 本部分由中国铝业股份有限公司贵州分公司负责起草。 本部分主要起草人: 裴天毅、 曾垂新、 刘四清、 张凤琴、 王奎、 狄贵华、 龚智远、 任剑、 刘贵生、 崔鲁川、黄燕 。YS / T 1 1 9 . 1 1 -2 0 0 5 氧化铝生产专用设备热平衡测定与计算方法第 n 部分单套管预热一 高压釜溶出系统范 围 本部分规定了氧化铝生产单套管预热一 高压釜溶出系统的热平衡测定与计算基准、 测定条件、 测定项目及计算方法。 本部分适用于氧化铝生产以蒸汽为供给能的单套管预热一 高压釜溶出系统的热平衡测定与计算。2 热平衡测定与计算基准2 . 1 基准温度采用 0 0c e2 . 2 基准压力采用 1 0 1 3 2 5 P a ,2 . 3 卡与焦耳的换算， 采用 1 c a l =4 . 1 8 6 8 J ,2 . 4 物料平衡及热平衡均以 1 m 预脱硅矿浆为基准进行计算。2 . 5 单套管预热一 高压釜溶出系统热平衡测定范围和计算体系包括， 单套管预热器、 高压釜预热器、 高压釜加热器、 各级闪蒸罐四部分。热平衡测定范围与计算体系如图 1 虚线所示。二次汽M a T it i v 一州* 9 * . A 旦 : I M 44 S竺些 奎 乏 汽新 燕 汽高 压 釜 加 热 器闪 燕性冷 凝 水洗 液 或 注 水闪 蒸 器 溶 出 矿 浆图 1 单套管预热一 高压釜溶出系统工艺流程图设备状况及流程3 . 1 测试报告中的设备状况的内容3 . 1 . 1 写明设备的新旧程度、 特点及存在问题， 建成投产或上次大修后投产的日 期。3 . 1 . 2 设备及生产概况表填写测定前三个月内某月的平均值， 内容及报告格式见表 t o 表 1 设备及生产概况厂名:车间:设备名称:项目一单位I数 值 或 内容有效容积: 单套管预热器 高压釜预热器 高压釜加热器 溶 出 闪 蒸 器 设 计 产 能 蒸 汽 种 类 蒸 汽 消 耗 单 位 热 耗 m3 m 3 m3 mJm3 / h c / hk I/ m Y S / T 1 1 9 . 1 1 -2 0 0 53 . 2 工艺流程示意图 工艺流程示意图见图4 热平衡测定条件4 . 1 被测设备和工艺要求 单套管预热一 高压釜溶出系统热平衡测定应在设备投产或上次大修投产后的中期进行， 测定时期溶出系统的生产工艺必须稳定正常。4 . 2 时间要求 测定应为一个连续工班， 测定次数不少于三个班次。4 , 3 测定用仪器仪表及计t器具的要求 测定用仪器仪表及计量器具的要求应在检定周期之内。5测定项 目和方法单套管预热一 高压釜溶出系统测定项目及报告格式见表 2 0 表 2 单套管预热一 高压釜溶出系统测定项目和方法YS / T 1 1 9 . 1 1 -2 0 0 5表 2( 续)项目符 号单位测 点 位 置侧 定 仪 器 与 方 法测定频率取值原则侧 定数 据冷凝水单套管末级预 热 器 冷 凝 水 流 量V ，m / h单 套 管 末 级预 热 器 至 沉降热水站之 间 管 道 上流 量 计2小时1次算术平均值单套管末级预 热 器 冷 凝 水温度t , .温 度 计2小时1次算 术 平 均 值闪燕灌冷凝水流量V 卜 、m / h闪 蒸 雄 冷 凝水 管 道 上流量 计2小时1次算术平均值温 度 计2小时1次算 术 平 均 值闪燕堆冷凝水温度t 卜 w洗液或注水洗液( 注水) 流量Vm / h 洗 液( 注水)管道上流 量 计2 小时1次算术平均值温度 计2小时1次算术平均值洗液( 注水)温度t洗液成分N a , O rN a , ON a , O,A I , O ,N r ,N Ns xA I ,g / L化学分析2小时1次算术平均值洗 液 或 注 水洗液( 注水) 密度P .k g / m洗液( 注水) 管 道 上现 场 实 测2 小时1 次算术平均值洗液( 注水) 比热C ,k l / ( k g )实测或计算2小时1次算术平均值乏 汽乏汽温度t ,乏汽管道上温 度 计2 小时1次算术平均值乏 汽 压 力尸 1M P a压 力 计2 小时1次算术平均值溶出矿浆溶 出矿 浆 温 度t末 级 闪 蒸 器出 口管 道温 度 计1 小时 1 次算术平均值固体 含 量M n 3掩/ m3化学分析2小时 1 次算术平均值固体 密 度P . .、k g / m 实 测2 小时1 次算术平均值溶液密度P 2 k g / m实 测2 小时 1 次算术平均值固体成分 S io,F e , O,A l , 认 Ca 0总 Na 2 OS i tF eA 二C a nN二%化 学 分 析2小时 1 次算 术 平 均 值溶液成分N a , 0N a t O ,N a , O ,Al, O ,N 二N二N:二A lg / L化学分析2小时 1 次算术平均值固 体 比热C , .k J / ( k g)实 测 或 计 算2小时 1 次算术平均值溶 液 比热C r lk J / ( k g )实测或计算2小时 1 次算术平均值Y S / T 1 1 9 . 1 1 -2 0 0 5表 2( 续)项目符 号单位测 点 位 置测 定 仪 器与 方 法测 定 频 率取值 原 则测 定数 据表面散热损失侧定表 面 温 度t h .各 设 备 及 管 侧红外测温仪不少于 2 次算术平均值环境温度t , ;距 设 备 或管 路 1 米水 银 温 度 计不 少 于 2 次算术平均值环 境 风 速W r .m / s距 设 备 或管 路 1 米热 球 式风 速 仪不 少 于 2 次算 术 平 均 值散 热 表 面 积F .x实 测平均表面 热 流9 .k 1 / ( m . h )根据各区段的t n . 、 t . 等 计 算各区段表面散 热 量Qk l / hQ = q . X F .总散热量Qhk l / h计算Q二E y . X F .6 物料平衡计算6 . 1 物料平衡计算表及报告格式见表 3 eF; s 长 赢 m H- tlv v n物料平衡计算表符 号算 式 或 依 据数 值进 料 预 脱 硅矿 浆 量M I k g / m新 蒸 汽 量洗液( 注水) 量合计物 料 支 出E八1k g / mk g / mk g / m3( 1 )预脱硅矿浆固体量Mk g / m , M, 一M; ( 即预脱硅矿浆固含量)( 2 )预脱硅矿浆溶液量L , , k g / m , L , =V , X p , =( 1 一 从 / A) X 从( 3 ) 从 =M, +L ,呱 =城 / V . X 1 0 3从 =( V, X p , ) / V乏 M= M, + M, + M,喊一从溶 出矿 浆 量M 一k g / m( 1 )溶出矿浆固体量MR , k g / m“ , M, 二，TC ( 即溶出矿浆固含量)( 2 )溶出矿浆溶液量L , k g / m , L 二二( 1 -M- . / p . : ) X p( 3 ) 溶出矿浆液固比L I S ; L I S=L _ 邝 1 .( 4 ) 1 m 预脱硅矿浆溶出后固体量M, k g / m 0 ; M=城 X ( C a , / C a)( 5 ) 折合为1 m“ 预脱硅矿浆的量G k g / m oM; -( L / S +1 ) XMYS / Tl l 9 . 1 1 一2 0 0 5表 3( 续)序 号项目符 号单 位算 式 或 依 据数 值2单 套 管 末 级 预 热 器 冷凝 水 量喇k g / m 3斌 =v y ， 又队 tP / v式 中 : P(tP ) 在对应温度为t ， 压力为 P的条件下， 冷 凝水的密度k g / m 3 。3闪 蒸 罐 冷 凝 水 量斌k g / m 3斌 二认， x外P ) / 矶式 中 : P(tP在对应温度为t ， 压力为 P的条件下， 冷 凝水的密度k g / m “ 。4闪蒸罐乏汽量叫k g / m 3M卜 从 一M;5差 值入7k g / m 3 M=乏 八 1 一( M; +M; +洲 +洲 )6合计芝 Mk g / m 3艺 M =M; 十叫 +喊 +M; + M6 . 2 物料平衡表及报告格式见表 4 。表 4 物料平衡表收人一符号项目数值一项目数值k g / m3%k g / m 己%从从从进料预脱硅矿浆量 新 蒸 汽 量 洗液( 注水) 量一一 “ 一 赞 M 匆 溶 出 矿 浆 量单套管末级预热器冷凝水量 闪燕罐冷凝水量 闪蒸罐乏汽量 差 值艺 M合计1 0 0一 : M 合计1 0 06 . 3 物料平衡允许相对误差为士5 环， 即 M/ 乏 M一 x1 00%(5 %。7 热平衡计算7 . 1 热平衡计算表及报告格式见表5 。 表 5 热平衡计算表序 号项目符 号单 位依 据 或 算 式数 值热 收人l预脱硅矿浆带入物理显热QkJ/ m3Q : =叱+嗽式 中 : q- 一 预脱硅矿浆固体带人物理显热. k J / m J ; 研预脱硅矿浆溶液带人物理显热， k J / 耐 。叱一城火C 纂 只 tQ 牛 二L y xc 卜 只Y S / T 1 1 9 . 1 1 -2 0 0 5表 5( 续)序 号项目符 号单 位依据或算式数 值2新蒸汽供给热Q zk l / m Q i =M, X i ,式中: 几 新蒸汽热烙, k l / k g ,3洗液( 注水) 带人的物理显热Q 3k J / m Q 3 =M, XC , Xt4合 计艺 Qk J / m 3艺 Q= q +q +Q 3热 支 出1溶出矿浆带走物理显热Q ;k 3 / m3Q i =Q . +吼式 中 : Q R溶出 矿 浆 固 体 带 走 显 热， k l / m ; Q F 溶 出 矿 浆 溶 液 带 走 显热， k J / m 嗽 =MX嵘 X t嗽 =( M; 一叻 X嵘 X t2单套管末 级预热器冷凝 水带走 热Q 盆k J / - Q i =斌X C, X t ,式 中 : C ,. , 水在。 一t, 之间的平均比热， k J / ( k g) 。3闪蒸镶冷凝水带走热Q 3k J / mQ 3 二 斌 X C . , X t 式 中 : C ，水在 。 . t h e 之间的平均比 热， k J / ( k g)4闪蒸罐乏汽带走热Q ;k J / m3Q二 =M; X i ,式 中 : 粉 乏汽热烙, k J / k g .5化 学 反 应 热预脱硅矿浆中 A l , O: 的溶出率一水硬铝石溶解吸热Q ;7 at口k ) / m %k J / k gQ , - 6 4 0 X 二 ; X A , X 9 nv a = i 一( A, / A, ) X( S , / S , ) X1 0 0式 中 A 、 S 分别为溶出矿浆 固体 中 A 1 2 0 ， 和S i 0 : 的 含量， %; A S , 分 别 为 预脱 硅 矿浆 的 Al, O ，和S i 0 :的含量， %-6 4 06体 系 散 热Q,k J / mlQ s - ( 2 q . X F . ) / V7差值0 Qk / mA Q = E Q -( Q i + Q z + Q , + Q , + Q s + Q s )8合 计E Q ,k l / mW =Q i +Q s +Q s +Q 二 +Q; +Q; + QY S / T 1 1 9 . 1 1 -2 0 0 57 . 2 热平衡表及报告格式见表 6 ,表 6 热平衡表收人一符 号项目数值一项目数值k J / m%k J / m %Q ,Q zQ , 预脱硅矿浆带人 物 理 显 热 新蒸