JCT732-2009 机械化水泥立窑热工计算

Q机械化水泥立窑热工计算2009-12-04发布中华人民共和国工业和信息化部发布I---确定"氧弹仪"方法测得黑生料发热量数据在平衡计算中的应用(本版的第4章)。本标准于1996年首次发布，本次为第一次修订。JC/T732-2009机械化水泥立窑热工计算本标准规定了生产硅酸盐水泥熟料的各类型机械化立窑系统(以下简称机立窑)的热工计算方法。本标准适用于生产硅酸盐水泥熟料的各类型机械化立窑系统的热工计算。普通立窑的热工计算也下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有GB175通用硅酸盐水泥GB/T213煤的发热量测定方法GB/T2589综合能耗计算通则GB16780水泥单位产品能源消耗限额GB/T17671水泥强度检验方法msh+mel2JC/T732-20093.2计算方法3.2.1物料收入干燃料消耗量1)入磨煤消耗量入磨煤消耗量计算方法见公式(1):……W,——生料水分，%;W:——入磨煤的收到基水分，%。=[M,(100-D,)(100-L,)(10M、D,(100-W,)Aa+100M,,(100-W)A-………L,-——干白生料烧失量，%;Arm入磨煤的干燥基灰分，%;Wry入窑煤的收到基水分，%;A入窑煤的干燥基灰分，%;Lth飞灰烧失量，%;L.h——熟料烧失量，%。2)入窑煤消耗量入窑煤消耗量计算方法见公式(4):3)燃料消耗量燃料消耗量计算方法见公式(5):……………3JC/T732—2009式中：m.每千克熟料燃料总消耗量，kg/kg。①根据料球含煤量计算燃料总消耗量根据料球含煤量计算燃料总消耗量的方法见公式(6): 式中：mi每千克熟料按料球含煤量计算的燃料量，kg/kg;D.。—料球含煤量，%。②干燃料量干燃料量计算方法见公式(7):式中：…………m,,——每千克熟料干燃料总消耗量，kg/kg。干白生料消耗量1)干白生料理论消耗量干白生料理论消耗量计算方法见公式(8):式中：msb!——每千克熟料干白生料理论消耗量，kg/kg。2)干白生料实际消耗量干白生料实际消耗量计算方法见公式(9):式中：mgb——每千克熟料干白生料实际消耗量，kg/kg;m₁——每千克熟料飞灰量，kg/kg。3)白生料计算消耗量白生料计算消耗量计算方法见公式(10):………式中：mh,——每千克熟料白生料计算消耗量，kg/kg。4)白生料实测消耗量白生料实测消耗量计算方法见公式(11):式中：m.b—每千克熟料白生料实测消耗量，kg/kg。料球物理水量料球物理水量计算见公式(12):JC/T732—2009入窑空气质量入窑空气质量计算见公式(13):myk=1.293Vyk 入窑腰风质量入窑腰风质量计算见公式(14):myt=1.293V, V,:——每千克熟料实测入窑腰风空气量，m³/kg。窑罩门漏入空气质量1)由烟囱废气和窑面废气成分计算漏风系数①根据氧气平衡计算no₂—按氧平衡计算的漏风系数；O——干烟气中的氧气含量；OY$—-窑面干废气中的氧气含量。②根据二氧化碳平衡计算…………nco₂----按二氧化碳平衡计算的漏风系数；CO窑面干废气中的二氧化碳含量；CO——干烟气中的二氧化碳含量。以公式(15)和(16)分别计算的漏风系数的绝对值，两者相差不能大于0.10。③漏风系数n——窑罩看火门漏风系数。…………2)窑罩门漏入空气量窑罩门漏入空气量计算见公式(18): 4建筑321---标准查询下载网5JC/T732—2009式中：V--窑罩门漏入空气量，m³/kg;V;——烟囱废气量每千克熟料；H₂Of—烟囱湿废气中的水汽含量。3)窑罩门漏入空气质量(kg/kg)窑罩门漏入空气质量计算见公式(19):m₁=1.293V: 式中：m----每千克熟料窑罩门漏入空气质量，m³/kg。熟料冷却风质量熟料冷却风质量计算见公式(20):式中：mq——每千克熟料熟料冷却风空气质量，kg/kg;Vig——每千克熟料实测熟料冷却风量，m³/kg。物料总收入物料总收入计算见公式(21):m..=mg:+mgb+mw,+myk+m+my:+miq…………式中：m.——每千克熟料物料平衡中的物料总收入量，kg/kg。3.2.2物料支出熟料量(msn),1kg/kg烟囱废气质量烟囱废气质量计算见公式(22):式中：mr——每千克熟料烟囱废气质量，kg/kg;p烟囱废气的密度，kg/m³。飞灰量飞灰量计算见公式(23):式中：K;-—干废气含干尘量，kg/m³。出料器漏风量1)根据燃料的收到基低(位)发热量Qnet,计算燃料完全燃烧时理论空气需要量，计算见公式(24): 式中：Vix---每千克熟料燃料完全燃烧时理论空气需要量，m³/kg;Qea——燃料收到基低(位)发热量，kcal/kg。2)实际空气需要量(m³/kg)实际空气需要量计算见公式(25):V,k=Vixayt 式中：V、k——燃料完全燃烧时实际空气需要量每千克熟料；ay!——窑面废气过剩空气系数。3)出料器漏风量(m³/kg)出料器漏风量计算见公式(26):Va=Vyk-V,k 式中：V。—--出料器漏风量。4)出料器漏风质量出料器漏风质量计算见公式(27):m.i=1.293V 式中：me₁……出料器漏风质量每千克熟料。其他项注：其他项值应为正值，占总收入值的比例应≤3%,否则本测量与计算结果无效。式中：ma—-每千克熟料物料平衡中的物料其他支出量，kg/kg。3.3物料平衡计算结果物料平衡计算结果见表1。数值/(kg/kg)%干燃料消耗量mg,干白生料消耗tmgh料球物理水量m…鼓入窑空气质量myk熟料冷却风质量mIat总计m..出窑熟料量m,h烟囱废气质量m;飞灰量m(h出料器漏风质量mei其他m,总计m.4热平衡计算4.1平衡范围出料器熟料出口至烟囱测孔，见图2。6建筑321--标准查询下载网7JC/T732—2009图2热平衡图4.2计算方法4.2.1收入热量燃料燃烧热燃料燃烧热计算方法见公式(29):Q,k=Qne,am, 干燃料显热干燃料显热计算方法见公式(30):式中：…………………W..燃料的收到基水分，%。干白生料显热干白生料显热计算方法见公式(31):Q₈b=C,mgbha 式中：JC/T732—2009料球物理水显热料球物理水显热计算方法见公式(32);Qw=C,mt 式中：Q------料球物理水显热，kJ/kg;入窑空气显热入窑空气显热计算方法见公式(33):Qyk=CVytyk 式中：Q,x-入窑空气显热，kJ/kg;tyx——入窑空气温度，K。窑罩门漏入空气显热窑罩门漏入空气显热计算方法见公式(34); 式中：Q--窑罩门漏入空气显热，kJ/kg;t—窑罩门漏入空气温度，K。热量总收入热量总收入计算方法见公式(35):式中：Q,k—-燃料燃烧热。4.2.2支出热量理论热耗1)熟料形成中放出热量①熟料矿物形成时放出的热量熟料矿物形成时放出的热量计算方法见公式(36):②熟料由1400℃冷却到0℃放出的热量熟料由1400℃冷却到0℃放出的热量计算方法见公式(37): ③生料化合水由450℃冷却到0℃放出的热量生料化合水由450℃冷却到0℃放出的热量计算方法见公式(38):q₃=11.91mgbiAl₂OS(kJ/kg) 式中：Al₂OS—干白生料的三氧化二铝含量，%;Al₂O干生料的三氧化二铝含量，%;89JC/T732—2009 2)熟料形成中吸收热量(kJ/kg)①干生料由0℃加热到450℃所需热量 ③脱水后的物料由450℃加热到900℃所需热量 ④物料中的碳酸盐分解所需热量q₁=(29.57CaO⁵³+17.06MgO⁵*)mgb ⑤碳酸盐分解后物料由900℃加热到1400℃所需热量碳酸盐分解后物料由900℃加热到1400℃所需热量计算方法见公式(45): 3)理论热耗Q.h=(q₁+q2+q3+q+qs+qs)-(q₁+q₂+q₃+q₄+qs) 蒸发料球物理水耗热蒸发料球物理水耗热计算方法见公式(48):式中：Q---蒸发料球物理水耗热量，kJ/kg。熟料带走显热熟料带走显热计算方法见公式(49):Qysh=Cshtysh式中：烟气带走显热烟气带走显热计算方法见公式(50): 其中：式中：CO2--烟气中二氧化碳的百分含量，%;O——烟气中氧气的百分含量，%;CO'--烟气中一氧化碳的百分含量，%;N!-—烟气中氮气的百分含量，%;H!——烟气中氢气的百分含量，%;CH{——烟气中甲烷气的百分含量，%;窑系统表面散热损失(Q,)Q.通过实测并换算成每千克熟料表面散热损失，kJ/kg。机械不完全燃烧热损失机械不完全燃烧热损失计算方法见公式(51):Qb=338.71D,h式中：………Qb——机械不完全燃烧热损失，kJ/kg;化学不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失计算方法见公式(52):Qnb=12733Vco+10747VH₂+36VcH式中：Ve烟囱废气中CO的含量，%;Vm₂——烟囱废气中H₂的含量，%;水冷却热损失水冷却热损失计算方法见公式(53):式中：mj,—冷却水实际消耗量，kg/kg;出料器漏风热损失出料器漏风热损失计算方法见公式(54): 0其他项其他项计算方法见公式(55):Q=Q,-(Q+Q+Q,h+Q+Q+Q+Q+Q,+Q)式中：4.3热平衡计算结果热平衡计算结果见表2。JC/T732—2009表2热平衡表%国际单位kJ/kg工程单位kcal/kg收入燃料燃烧热Q,R干燃料显热Qs,干白生料显热Qsb料球物理水显热Q.入窑空气显热Qyx窑罩门漏入空气显热Q入窑腰风显热Qy熟料冷却风显热Q总计Q,支出理论热耗Qh蒸发料球物理水耗热Q.,熟料带走显热Q,,h烟气带走显热Q₁窑系统表面散热损失Q。机械不完全燃烧热损失Qb化学不完全燃烧热损失Qn₆水冷却热损失Q,出料器漏风热损失Qc其他Q总计Q.,5热效率计算机立窑热效率计算应按公式(56)计算： 式中：—-热效率，%。6可比熟料综合标准煤耗计算6.1熟料综合标准煤耗熟料综合标准煤耗应按公式(57)计算： e——熟料综合标准煤耗，单位为千克每吨(kg/t);建筑321---标准查询下载网JC/T732-2009P.测量期内用于烧成熟料的入窑实物煤总量，单位为千克(kg);Qmm---测量期内入窑实物煤的加权平均低位发热量，单位为千焦每千克(kJ/kg);Qm--每千克标准煤发热量，见GB/T2589,单位为千焦每千克(kJ/kg);P.测量期内的熟料总产量，单位为吨(t);--测量期内余热发电折算的单位熟料标准煤量，单位为千克每吨(kg/t),本项数据为回转窑工艺所用，立窑工艺本项数据记为0;----测量期内余热利用的热量折算的单位熟料标准煤量，单位为千克每吨(kg/t),项数据为回转窑工艺所用，立窑工艺本项数据记为0。6.2可比熟料综合标准煤耗(kg/t)可比熟料综合标准煤耗Q计算方法见公式(58):式中： 熟料强度等级修正系数；K--—海拔修正系数，水泥企业所在地海拔高度超过1000m时进行海拔修正；A--统计期内熟料平均28d抗压强度，单位为兆帕(MPa);52.5-一统计期内熟料平均抗压强度修正到52.5MPa;P。--海平面环境大气压，101325帕(Pa);P---当地环境大气压，单位为帕(Pa)。(资料性附录)系统设备概况和热工测量数据汇总表表A.1系统设备概况厂名厂址窑的编号设备名称单位立窑规格m喇叭口规格m直简部分规格m立窑外部尺寸喇叭口m直简部分m烟囱规格m窑罩规格m看火门数量个尺寸(上底×下底×高)m出料器进料口规格m规格mm与水平线夹角度控制方式卸料篦子形式运转速度摆(转)动次数摆动角度度油泵(电机)规格型号鼓风机型号台数台铭牌风量m³/min铭牌风压电动机功率转数送风方式JC/T732--2009厂名厂址窑的编号煅烧工艺设备名称单位成球盘直径m边高m斜度度转数电动机功率转数喂料机规格mm转数电动机功率转数煤料混合方法生料计量形式计量设备规格流量调节范围煤计量形式计量设备规格流量调节范围*×x煅烧工艺是指采用的白生料法、半黑生料法、全黑生料法、包壳料球法、差热煅烧法或非差热煅烧法。表A.2热工测量数据汇总测量单位与参加人员天气情况气候气压/Pa(mmHg)风速/(m/s)室外温度/℃空气湿度/%测量项目单位熟料化学成分%Al₂O;°%测量单位与参加人员天气情况气候气压/Pa(mmHg)风速/(m/s)室外温度/℃空气湿度/%测量项目单位熟料化学成分Fe₂O;h%CaO,h%Mg(O)*h%%含碳量D,h%石灰饱和系数KH/KH硅酸率n铝氧率p出窑熟料温度ty,hK矿物组成C₃SC₂S物理强度抗折MPaMPa抗压MPaMPa生料用量M,水分W,%化学成分L.L%%Al₂O;%Fe₂O;%CaO)*%MgO'%%Na₂O'%建筑321---标准查询下载网表A.2(续)测量单位与参加人员天气情况气候气压/Pa(mmHg)风速/(m/s)室外温度/℃空气湿度/%测量项目单位料球含煤量D,%水分Wia%K含煤量D。%燃料种类入磨煤入窑煤产地工业分析全水分Wr%水分Wi%灰分A'%%固定碳C%应用基低(位)发热量QowkJ/kg煤灰化学成分%Al₂Osh%Fc₂OJh%%MgO)mh%用量入磨煤m;mkg/kg入窑煤m:ykg/kg合计m,kg/kg进人系统空气鼓风机入窑空气容量V,km³/kg温度tykK压力Pyk漏入空气窑罩门m³/kg温度tKJC/T732-2009测量单位与参加人员天气情况气候气压/Pa(mmHg)风速/(m/s)室外温度/℃空气湿度/%测量项目单位烟囱废气容量Vm³/kgK成分%O%%N?%%H%过剩空气系数as烟气飞灰质量mthkg/kg烧失量L%窑面废气成分%%%NY*%过剩空气系数ayt备注建筑321---标准查询下载网JC/T732--2009(资料性附录)常用数据表表B.1主要气体的常数分子式分子量kg/m'kJ/m¹计算值实测值空气氧氛H₂H?0.089940.08994氮N:氧化碳二氧化碳水蒸气H₂O甲烷0.71520.716339729.035802.1表B.2主要气体的平均比热H₂(空气N₂NO₂OH₂HCH;04002.0072.0072.129JC/T732--2009表B.3煤的平均比热挥发分/%t/℃比热煤的挥发分/%0表B.4熟料的平均比热温度t/℃比热温度t/℃比热00.7360.8950.7360.9160.7820.9370.8240.9530.8610.970散热系数α风速m/s0温差45.1661.4766.9284.4793.2547.6763.9869.4287.4096.1861.4766.9181.4289.9098.6964.4069.8384.0592.8361.0566.9186.5695.3463.5669.4289.0797.8566.0782.8092.00JC/T732—2009(资料性附录)原始数据记录表表C.1煤的工业分析结果与发热量编号煤种产地工业分析结果/%发热量/(kJ/kg)或(kcal/kg)Wyw'A'A*C表C.2煤灰化学成分%编号SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃Ca(O)Mg()其他总和表C.3煤消耗量抽测记录时间h;min抽测秒数煤质量平均流量/(kg/s)备注表C.4生料化学成分%编号烧失量SiO₂Al₂O₂Fe₂O₃CaOMgO其他总和建筑321---标准查询下载网