JC T 733-1987 水泥回转窑热平衡测定方法.pdf

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1、UDC .94.0411.2.614 Qll 中华人民共和国国家标准调整为J价7:;3斗9GB 8490-87 水泥回转窑热平衡测定方法Methods for the measuring of heat balance of cement rotary kiln 1987-12-25发布-1988-08-01实施题东标准岛发布目次1 适用范围. . . . . . . ,. 1: . . (1) 2 引用标准.(3 单位换算与符号.( 1) 4 测定前的准备及注意事项.(1 ) 5 各类物料量的测定. ( 1 ) 6 各物料成分及燃料发热量的测定.(7 物料温度的测定.(8 气体温度的测定.

2、. . (3) 9 气体压力的测定.(4) 10 气体成分的测定.(4) 11 气体含温量的测定. . . (4) 12 气体流量的测定.(4 ) 13 气体含尘浓度的测定.(6) 14 表面散热量的测定(的15 用水量的测定.(门附录A燃料的基准换算和发热量计算法补充件).(8) 附录B光学高温计与热电偶的主要参数及允许误差参考件.(9) 1 适用范围中华人民共和国国家标准水泥回转窑热平衡测定方法酌1ethodsfor the measuring of heat balance of cement rotary kiln UDC .4.041 1882.814 GB 840-17 本标准适用

3、于生产硅酸盐水泥熟料的各类型回转窑的热平衡测定，作为GB4179-84(水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法的配套标准。2 引用标准GB 176 水泥化学分析方法GB 212 煤的工业分析方法GB 213 煤的发热量测定方法GB 384 石油产品热值测定法GB 2589 综合能耗计算通则GB 2614 镰格一镶硅热电偶丝及分度表GB 2902 铀错30-铀姥6热电偶丝及分度表GB 2903 铜一康铜热电偶丝及分度表GB 4179 水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法S 单位换算与符号本标准所采用的单位换算与符号，均与GB4179相同。4 测定前的准备及注意事项4.1 根据工厂具体情

4、况，制定测定方案，要求各项测定有专人负责。4.2 对所用各类仪器仪表及计量设备进行一次全面检查与校验，要求仪器仪表达到灵活好用，计量设备可靠，校正系数准确。4.8 根据测定要求，开好测孔，搭好脚手架，准备好必要的工具和劳动保护。4.4 在进行正式测定之前，必须进行预测，以便发现问题，加以解决。4.5 备好各测量项目的数据记录表格见GB4179附录A(补充件门。4.6 按要求逐项填写并及时整理测定记录，发现有误或漏项等，必要时应尽早重测或补测。4.7 各项测定工作，必须在窑系统处于连续、正常、稳定的生产条件下进行，需要同时检测的项目，必须同时进行，以保证测定结果的准确性。5 各类物料量的测定5.

5、 1 测定项目:熟料、人窑系统生料、人窑和分解炉燃料、人窑回灰、预热器和收尘器的飞灰、增湿塔和收尘器的收灰。5.2测点位置:与测定项目对应，测点位置应分别设在冷却机熟料出口、预热器t或窑生料人口二窑和分解炉燃料人口、人窑回灰进料口，预热器和收尘器气流出口、增温塔与收尘器的收灰出料口。国家建筑材料工业局1987-叫-08批准1988-08-01实施GB 8490-87 5.3 仪器:适合粉状、粒状物料的计量装置，任何物料计量装置，均应以磅秤校对结果为准。榄体和气体燃料用容积式流量计。5.4 测定方法$5.4.1 对熟料、生料、燃料、富灰、增塑塔租收尘器收灰，均应分别安装计量设备，单独计量。暂未安

6、装计量设备的叮迸f定时检测或连烧称蠢，需至少抽测三次以上，按其平均值计算各物料量。5.4.2 出穰式冷却机的熟料量，应包括冷却机、拉链机和收尘器及二次风管收下的熟料量之和。5.4.3 预热器和收尘器飞灰量，根据各测点气体含尘浓度栅定结果觅第13章分别计算，精确空小数点后一位，公式如下:预热器飞灰;最:ll1., =t. Kr fh= .A , . (1) 1000 收尘器飞灰最:M . n , =I? KI? Fh= . (2) 1000 式中:Mfh、MFh一-分别为部热器与收尘器的飞灰量，kg/h, Vf、VF一一一分别为预热器与W，;c尘器出口废气体帜，m3 /h, Kfh、KFh一一倒

7、IJ为部热器与收尘器出口废气中含尘滚度，g/m3。6 各物料成分及燃料发热量的测定6. 1 洒j定项目:熟料、生料、富灰、飞灰和燃料的成分及燃料发热量06.2 测点位置:同5.2条。6.3 栅定方法t6.3.1 熟科成分z按GB176的规定分析。6.3.2 生料、窑灰、飞灰的成分:按水呢化学分析方法一书脐述方法分析。注1(水泥化学分析方法一书由建筑材料科学研究院编，中国建筑工业出版社1982年出版。6.3.3 燃料成分t6.3.3.1 燃料成分必须有明确的基礁，各基准之间的换算关系。见附录A(补充件中Al条。6.3.3.2 自体燃料z按GB212的规定分析。其项目有z水分WY，挥发分户，灰分A

8、Y，固定碳FCY。6.3.3.3 国体或接体燃料，必要时也可进行元素分轩，其项目有:C、H、0、N、S、A、Wo6.3.3.4 气体燃料z成分分析，其项目有:CO、H2CmHn , H2S、O2，N2, COh S02，H20。6.3.4 燃料发热量z6.3.4.1 固体燃料发热量按GB213的规定栅定。6.3.4.2 搜体燃料发热量按GB384的规定测定。6.3.4.3 企业无法直接测定燃料发热量时，可根据元素分析或成分分析数据计算发热量。计算公式见附录A(补充件中A2条。6.3.4.4 煤炭发热量不能实拥1芦才，按GB2589附录的娟定，暂以工业分析为基础肃经验公式计算求得煤炭保住发热量。

9、7 物料温度的测定7.1 测定项自z生料、燃料、窑灰、飞灰、收灰和出窑熟料或出冷都机熟料。7.2 测定位置s罔5.2条。2 GB 8490-87 7.3 仪器z玻璃水银温度计、半导体点温计、光学高温计、红夕阳1温仪和快速热电偶。使用时，应分别符合下列要求:7.3.1 玻璃水银温度计测量的温度范围为0500C，使用时应将温度计的刻度部分全部插人被测物料或介质中，以免产生测量误差。7.3.2 光学高温计:7.3.2.1 辐射体与高温计之间的距离，不小子O.7m和不大于3.0m。7.3.2.2 光学高温计的物镜，应不受其他光源的影响。7.3.2.3 不允许灯泡长时间过热。7.3.2.4 尽量避免测量

10、孔的玻璃和中间介质(如粉尘、煤粒、烟粒等)对测量精度的影响。7.3.2.5 光学高温计的主要参数及允许误差，见附录B(参考件)中B1条。7.3.3 快速热电偶应采用铀钱的热电偶。7.4 测定方法:7.4.1 生料、燃料、窑灰、收灰的温度，可用玻璃水银温度计测定。7.4.2 飞灰的温度，视同各测点废气温度一致。7.4.3 出窑熟料温度，用光学高温计或红外测温仪测定。7.4.4 出冷却机熟料温度，用水量热法测定。测定方法如下:自制一只带盖密封保温容器(筒)，容器中盛有一定量(一般不应少于2okg)的冷水，从冷却机出口取出一定量(一般不应少于10kg)具有代表性的熟料，迅速倒入容器内并加盖。分别用秤

11、称出冷水和熟料的量，并用水银温度计测出冷水和料水混合后的热水温度，可根据熟料和水的不同比热，计算出冷却机的熟料温度，公式如下EM1. S (tRs-fLS) xCw sh - MSh C钳RS式中:t Sh 一一出冷却机熟料的温度，CJ MI.S一一-冷水的重量，kg J tRS一一热水的温度，C J ts一一冷水的温度，CJ Cw一一水的比热，k J / (kg C) J CSh一一熟料的比热，k J / (kg C) J MSh一一熟料的重量，kg。. (3) 使用水量热法测定，应重复测量三次以上，以其平均值作为测定结果，精确至小数点后一位。8 气体温度的测定8.1 测定项目E人窑和分解炉

12、的一次空气，二次空气，冷却机的中压、高压风机鼓人的空气，生料提升泵带人的空气、窑尾、分解炉、增湿塔及各级预热器的进、出口烟气，排风机及收尘器进、出口废气。8.2 测点位置t应在各自进、出口风管中测定。环境空气温度，应在不受热设备辐射影响处测定。8.3 仪器t8.3.1 玻璃水银温度计E见7.3.1条的规定。8.3.2 热电偶及二次仪表毫伏计或电子电位差计组合的热电偶高温计s热电偶应符合GB2614、GB 2902、GB2903的规定和相应的热电偶基本参数及允许误差，见附录B(参考件中B2条。热电偶高温计使用时，应进行冷端温度的补偿。8.3.3 抽气热电偶专门用于人窑二次空气温度的测定，使用时须

13、根据隔热罩的层数及抽气速度，对所测的温度进行校正，见附录8.(参考件中B3条。3 GB 8490-87 8.4 测定方法28.4.1 气体温度低于500C时，用玻璃水银温度计测定。8.4.2 对烟气或高温气体的测定用热电偶高温计。测定中应根据测点的大致温度、烟道或炉壁的厚度以及需插入的深度(设备条件允许时，一般应插入300-500mm)，选用不同型号和长度的热电偶。测量1000C以上的高温时，须用铀错一柏热电偶。热电偶应垂直安放，对安装热电偶的部位要考虑防止热辐射的影响。8.4.3 热电偶的感温元件应插人流动气流中间，不得插在死角区域，并要有足够的深度，应尽量减少外露部分，以避免热损失。8.4

14、.4 人窑二次空气的温度，用抽气热电偶测定。使用前，除应对热电偶校正外，尚需对抽气速度做空白试验。9 气体压力的测定9.1 测定项目:与8.1条相同。9.2 测点位置:与8.2条相同。9.3 仪器:U型管压力计、倾斜式微压计和测压管。9.4 测定方法:测定时测压管与气流方向要保持垂直，避开涡流和漏风的影响。10 气体成分的测定10.1 测定项目:窑尾烟气，预热器和分解炉进、出口气体，增湿塔及收尘器的进、出口废气以及人窑一次空气当一次空气使用煤磨的放风时。10.2 测点位置z应在各自的风管中抽取气体样。10.3 仪器:10.3.1 取气管:一般选用不锈钢管(用于高温气体或铜管(用于低温气体制成。

15、管外径应不大于10mm，管壁厚度1.5-2.0mm。10.3.2 吸气器z一般采用双联球吸气器或电磁抽气泵和真空泵。10.3.3 贮气球胆z用篮、排球的内胆。10.3.4 气体分析仪t主要采用奥氏气体分析仪，采用其他气体分析仪时，均要以奥氏气体分析仪分析结果为准，进行校对。11 气体含湿量的测定11.1 测定项目:一次空气、预热器、增温塔和收尘器出口废气。11.2 测点位置z在其各自气体管道中测定。11 .3.仪器211 .3.1 干湿球温度计z由二支相同的玻璃温度计和一个采用透明管材玻璃或有机玻璃制成的U型管组成。11.3.2 抽气泵z一般用真空泵或压缩但在气。11.4 测定方法s11 .4

16、.1 一般情况采用干湿球温度计测定。11 .4.2遇到气体温度过低和温法窑或立波尔窑废气中含温量大时，干湿球温度计不易测定准确，则可用冷凝法或其他适应的方法测定。n .4.3 对测定结果有疑问或无法测定时，可根据物料平衡计算进行校核或求得。12 气体流量的测定12.1 测定项目E与8.1条相同。4 GB 8490-87 12.2 测点位置z与8.2条相同，应符合下列要求:a. 气体管道上的测孔，应尽量避免选在靠弯曲、变形和布闸门的地方，避开涡流和漏风的影响。b. 测孔位置的选择原则，测孔上游直线管道要大于7.5D，测孔下游直线管道要大于3D(D为管道直径)。12.3 仪器:流量测定仪:孔板流量

17、计、靶式流量计等。动压测定管与倾斜式微压计组合。热球式电风速计、叶轮式或转杯式风速计。12.4 测定方法:12.4.1 除人窑二次空气及系统漏人唱气外，真他各管道气体流量用流量测定仪测定。12.4.2 如无流量测定仪时，用动压测定管与倾斜式微压计组合测定气体管道横断面的气流平均速度，然后，根据测点处管道面积计算气体流量。12.4.3 在管道内测量气体平均流速，按不同管道断面形状和流动状态而选择不同的测点位置和测点数，方法如下:12.4.3.1 圆形管道a. 在圆形管道中流动呈层流状态时，断面上的平均流速点，应在距离管道内壁的0.293R(R为圆管内半径处测定。b. 在圆形管道中流动已达到充分发

18、展的紊流状态时，断面上的平均流速点，应在距离管道内壁的0.238R处测定。C. 在圆形管道中的流动处于上述两种状态之间，则应在断面上多测几点的流速，以便求得平均流速，可按目前国际标准规定，采用对数一线性法求平均流速的测点位置。取法如下E在半径上取三个测点时zr / R = 0.3586士0.0100.0.7302士0.0100.0.9358土0.0032在半径上取五个测点时zr / R = 0.2776 :t 0.0100. 0.5658士0.0100.0.6950士0.0100.0.8470士0.0075.0.9622士0.0018上列测点应在相距90。的四个半径上取。对参加求平均的各点测值

19、其权均取1。在不具备此法测定条件的地方，可采用等面积同心圆环法测定。12.4.3.2 矩形管道矩形管道内截面的宽乘高为L H，则各测点坐标位置及每个测点测值的权如表1所列z表1丁?与L0.0340 0.0920 0.2500 0.3675 0.5000 0.6325 0.7500 0.9080 。.96600.0920 2 2 5 一6 5 2 2 0.3675 3 一3 6 一6 3 3 0.6325 3 一3 6 一6 3 一3 0.9080 2 2 5 一6 一5 2 2 用动压测定管测定气流速度时，应使动压测定管的测量部分和管道中的流向平行，最大允许偏差角不得大于12.0。用管道气体平

20、均速度计算气体流量，计算公式如下E5 6 GB 80-157 v = 3600 x F. pJ = 3600 x F Krl I七一_2_x . pPJ .(4) 飞/t士JKPl + fl歹;+.+.j古Pnn ( 5 ) .GB 8碍908714.2 用热球式电风速计、叶轮式或转杯式风速计测定环境风速井确定空气冲击角。14.3 用热流计测出各热设备的表面散热量。14. 无热流计时，用红外测温仪、表团热电偶温度计和半导体点温计等测定热设备的表面温度，计算散热量。测定方法如下:将各种需要测定的热设备，按其本身的结构特点和表面温度的不同，划分成若干个区域，计算出每一区域表面积的大小;分别在每一区

21、域里测出若干点的表面温度，同时测出周围环境温度、环堵，风速和空气冲击角F根据测定结果在相应表中查出散热系数，按下式计算每一区域的表面散热量:Qfji =Bi (tp i - tk) x FB i .( 6 ) 热设备的表面散热量即为各区域散热量之和2QB = Ql iJ=立Ili(t6 i tk)xFBi) . (7) 式中IQB一一一表面散热量，k J /hJ QBi一一被测某区域的表面散热量，kJ /hJ tB i-一一被测某区域的表面温甫平均值，CJ tk一一环境空气温度，CJ FBi一一被测某区域的表面积，m2J Oi-一表面散热系数，它与温差(tBi 一tk)和环境风速及空气冲击角有

22、关(见GB4179附录E (参考件中表E8，表E9)。15 用水量的测定15.1 测定项目z在窑系统凡采用水冷却的如一次风营，窑头、窑尾密封圈s烧成带月同体，冷却机恫体F冷却机熟料出口，增湿塔和托轮轴承、风机轴承等处，均应测定。15.2 测点位置E应在各自的进水管和出7.k口测定。15.3 仪器:水流量计(水表或盛水容器和磅抨，玻璃温度计。15. 测定方法z用玻璃温度计分别测定进、出水的温度。采用水冷却的地方，应测出冷却水量，.包括变成水蒸汽的汽化水量，和水温升高后排出的水量。对进水量的测定，应在进水管上安装水表计量，若无水表的测点，可与出水同样的方法测定，即在一定时间里用容器接取一定水量、称

23、量测定。需至少抽测三次以上，按英平均值，计算进、出水量，二者之差即为蒸发汽化水量。少量的蒸发汽化水量，可以估算为占冷却水量的百分数计算。7 GB 8490-87 附录A燃料的基准换算和发热量计算法(补充件)A 1 燃料成分基准之间的换算关系A 1.1 燃料成分必须有明确的基准，对朋体及液体燃料有应用基户，分析基f气|二燥基g气可燃基r，将角标写在主题符号的右上角。各基准之间的换算关系如表Al。表Al燃料基准的换算换算后的2在准已知燃料基准应用基分析基燥基划.应用基100 - Wf 100 100 - WY 100 - WY 分析基100 -协y100 100 -协lf100 - Wf 100

24、-WY 100 -Wf 干燥基1 100 100 可燃基100- wY -AY 100 _Wf - Af 100 - Ag 100 100 100 一一一一一一一一一一一一A2 燃料发热量的计算法A 2.1 根据元素分析或成分分析数据，计算发热量，公式如下ta. 固体或液体燃料:可燃基100 100由WY- AY j 100 100-Wf_ Af l 100 100 - Ag l Qlw=3390+1030HY-109(一SY)- 25WY . (Al) 式中IQw一-燃料低位发热量，kJ/kg; CY、HY、()y、SY、WY-一一燃料中各成分的重量百分含量，%。b. 气体燃料zQw = 1

25、26.3CO +肌9H2+3比OCH4+590.5C2H4 +231. 3H2S . (A2) 式中zQLw一一-燃料低位发热量，kJ /kg, CO、HhCH4- C2Hh H2S一一燃料中各成分的体职百分含量，%。8 GB 8490-87 附录B光学高温计与热电偶的主要参数及允许误差(参考件)B 1 光学高温计主要参数及允许误差，见表B10 表Bl光学高温计主要参数及允许误差源。量范围量程型号量程号 700 - 1500 WGG 2 - 202 700 - 2000 2 1200 - 2000 WGG2 - 302 700 -1500 700 - 3000 2 1200 - 3000 B

26、2 国内常用的三种热电偶的基本参数及允许误差，见表B2。允许误羞 士13.:t 20 .:t 13 .:t 47 9 . GB 8490 87 表B2常用热电偶的一化学成分使用最高温度0 -0 偶丝直径(C) 热电偶名称偶丝极性代号(mm) 长期短期铀钱O正极Bp Pr Rh 合金丝70 30 铀铐0.5 1600 1800 铀铐e负极BN 94 6 合金丝一Cr 9 -10 锦络10Si 0.6 合金丝正极Kp Co 1.2 0, 3 700 800 其他0.39 0.5 800 900 Ni 余量0.8 1. 0 900 1000 镶格-镶硅1. 2 1. 5 1000 1100 Si 2

27、 - 3 2.0 2.5 1100 1200 镶硅s负极KN Co 0.6 3.2 1200 1300 合金丝其他0.29 Ni 余量、，Ni Cu 0.2 150 200 铜正极TP 一100 0.3 0.5 200 250 铜-康铜1. 0 250 300 、1. 6 350 400 康铜负极TN 45 55 L_一一一一一注I1) t为被测温度(C)。2 )参比端温度为0C。10 GB 8410-87 主要参数和允许误差测量温度允许偏差热电势允许偏差2)热电偶等级测量端温度热电势标准值( C) 允许偏差(mV) ( C) 允许偏差(C) 600 1. 782 -1. 800 n 600-

28、1700 :t 0.25%tl) 1200 6.752-6.814 600 1. 791 1700 12.377-12.476 1200 6.783 600 - 800 :t 4 C 1700 12.426 600 1. 767-1. 815 回800 - 1700 士0.5%11200 6.721-6.845 1700 12.327 -12.525 产一-100 4.029-4.161 100 - 400 :t1. 6C 600 24.800 - 25.004 500-1100 士0.4%1 1000 41. 112-41. 425 100 4.095 一600 24.902 啕1000 4

29、1.269 100 3.971-4.219 100 - 400 土3C 1300 52.398 600 24.711- 25.093 H 500 - 1300 :t 0.75%1 1000 40.977 - 41. 561 1300 52.058-52.738 100 4.253-4.301 - 40 - 350 :t0.5C或200 9.243-9.329 土0.4%1100 4.277 300 14.790-14.930 200 9.286 :t 1 C或300 14.860 100 4.170-4.324 H - 40 - 350 :t 0.75%1 200 9.206-9.366 30

30、0 14.730-14.990 :t 1 C或- 79 -2.757 - 79 -2.720-2.794 - 200 - 40 士1.5 % I - 196 - 5.539 - 196 - 5.491- - 5.587 11 GB 8490 87 B 3 使用抽气热电偶应根据商热罩的窟数及抽气速度，对所测温度的校正值，见表B30 表B3抽气热电偶温度较正测量温度档板层数最低抽气速度 mjs 400 一层40 500 . 一嚣60 600 应80 . 6号。工层40 700 二层60 800 二思70 900 二恩80 1000 二层100 尉加说明t本标准由中国建筑材科科学研究院水泥研究所负责

31、起草。本标准主要起草人谢泽、刘旦。自本际准实施之日是9GB4179-84的附录D(参考件作废。12 最低速磨时校正值。C十10-: 15 + 17 - 25 + 25 - 36 + 10-15 + 10 - 15 + 15 - 25 + 30-46 + 50-70 =-emzmo 华人民共和国家标准水泥回转窑热平衡测定方法GB 8490-87 国中中国标准出版社出版北京复外三里河中国标准出版社北京印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印* 开本880X12301/16 印张1字数23 000 1988年7月第一版1988年7月第一次印刷印数1-3500 * 书号I155066.1- 5689 定价0.60元* 标目94-22