GB T 27706-2011 PRC-APMP系统能量平衡及能量效率计算方法.pdf
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1、ICS 85-010 Y 30 中华人民=lI工/、道昌和国国家标准G/T 27706-2011 PRC-APMP系统能量平衡及能量效率计算方法Calculation method of energy equilibrium and energy efficiency of PRC-APMP system 2011-12-30发布2012-07-01实施pgyf8号江. t ,., :2间肪伪中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 27706-2011 目U吕本标准按照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
2、业标准化技术委员会CSAC/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、湖南泰格林纸集团有限责任公司。本标准主要起草人:刘秉饿、陈曦、张扬、黎的非。I 1 范围PRC-APMP系统能量平衡及能量效率计算方法本标准规定了PRC-APMP系统能量平衡及能量效率的计算方法。G/T 27706一2011本标准适用于制浆造纸企业PRC-APMP系统或APMP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/T 277
3、36-2011 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 PRC-APMP系统能量平衡方框图见图10Qs Q4 Qs Ql Q2 Q3 圄1PRC-APMP系统能量平衡方框图3.2 体系边界:从木片进入PRC-APMP车间开始,至最后成浆为止。3.3 图1中符号说明:Qj-一木片带入的热量;Qz一一送入过热蒸汽带人的热量zQ3一一清水带人的热量;Q4一加入药品带人的热量zQs一一磨浆产生的热量;Q6一一浆料带出的热量;Qr一一散热损失的热量。图1中符号的单位为MLQr G/T 27706-20门4 能量平衡计算公式说明(以生产1t绝干浆为基准)4. 1 输入热量
4、4. 1. 1 木片(浆料)带入的热量Q1按式(1)计算:Q1=(C水m1.1水+c纤m1.1纤) (t1 - to) ( 1 ) 式中zc纤一一纤维(木片)的比热容,MJ/(t.C); C水一一一水的比热容,MJ/(t.C); m1.1纤一一绝干纤维(木片的量,t; m1.1水一一一纤维中含水的量.t;t1 一一纤维(木片)的温度,C;to 一一基准温度,O.C。4.1.2 送入过热蒸汽带人的热量Q2按式(2)计算:Qz =C汽.mz.(tg-tb)+m2. (i-i)十C;l m2 (tb -tm) ( 2 ) 式中zc汽一一通人过热蒸汽的比热容,MJ/(t.C); tg 通入过热蒸汽的温
5、度,C; tb一一一通人过热蒸汽在相应压力下的饱和温度:C;tm 通人过热蒸汽在相应压力下的最终下降的温度,C; mz一一通人的过热蒸汽的量,t;iFF一一通人过热蒸汽在相应压力下饱和蒸汽的热熔值,MJ/t;t一一通入过热蒸汽在相应压力下饱和水的热熔值,MJ/t.4. 1.3 洗涤水、稀释水、清水带入的热量也按式(3)计算:Q3 =C水m3水(t3 -to) 式中:m3水一一送入水的量,t; t3 一一送入水的温度,.C。4.1.4 加入药品带入的热量Q4按式(4)计算(药品自身的热值忽略不计): Q4 =C水m4 (t4 - to ) 式中:m4一-药剂的用量,t;h一-药剂送人的温度,.C
6、。4.1.5 磨浆产生的热量Qs按式(5)计算:2 Qs =Dm/Gw 式中zDm一一盘磨机每小时转换的热能,kW.h; Gw一一盘磨机的工作能力,t/h。. ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) GB/T 27706-2011 4.2 输出热量4.2.1 浆料带出的热量也按式(6)计算:Q6=(C水m6水+c纤m6纤) (t6 - to) ( 6 ) 式中:m6纤一一一绝干纤维的量,t; m6水一一纤维中含水的量,t; h 浆料的温度,.C。4.2.2 排水带走的热量Q7按式(7)计算:Q7 =C水m7 (t7 - to) 式中:m7一一排水的量,t;t7一一排水的温度,.C。4.2.3 散热
7、损失的热量Q8按式(8)或式(9)计算:式中zA一散热损失占输入热量的百分比FQ入一一输入的热量,MJ;Q出一一输出的热量,MJ。Q8 =A. Q入Q8 =Q入-Q出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(10),即:P=r, r. K. P; =r. (K1 P1十K2 P2 + .十Kn Pn) 式中z功一一参差系数,一般取r=O.80. 9; K;一一用电设备的需要系数;P; 用电设备的装机容量,kW。5 PRC-APMP系统有关效率的计算 ( 7 ) ( 8 ) . ( 9 ) ( 10 ) 5. 1 PRC-APMP系统生产1t浆所需热能Q(GJ/t
8、浆)和蒸汽量M(t/t浆)按式(11)、式(12)计算:Q=Q2 ( 11 ) M=m2(附蒸汽参数). . . . . . . . . ( 12 ) 5. 2 PRC-APMP系统生产1t浆所消耗的电能P(kW h/t浆)按式(13)计算z式中:P 一一全系统的用电负荷,kW;22.5一一-每天工作的时间,h;=22.5 P/G G -PRC-APMP系统的浆产量,t/d o 注:PRC-APMP系统能量平衡及能量效率的具体计算实例参见附录A. ( 13 ) 3 GB/T 27706-2011 6 能量平衡表PRC-APMP系统能量平衡表见表1。表1PRC-APMP系统能量平衡表输入能量输出
9、能量序号数量项目项目MJ 1 木片带入的热量Q,2 送入过热蒸汽带人的热量也3 清水带入的热量Q34 加入药品带人的热量Q,5 磨浆产生的热量Qs6 浆料带出的热量也7 散热损失的热量Q7合计合计7 能量流向国按照GB/T27736-2011中5.3.5的要求绘制PRC-APMP系统能量平衡流向图。4 G/T 27706-2011 附录A(资料性附录)PRC-APMP系统能量平衡及能量效率计算实例A.1 能量平衡有关数据A.1.1 水的比热容4.187MJ/(t. .C),纤维(木片)的比热容1.465 MJ/(t .C)。A. 1.2 生产吨P-RCAPMP用绝干木片1.27 t,木片温度2
10、5.C,干度45%;日产量330t/do A. 1.3 加热蒸汽的参数:温度230.C,压力0.5MPa,查0.5MPa饱和蒸汽表得:t = 15 1. 7 .C , i=2 752.8 MJ/t,i =639.59 MJ/t,C汽=1.926 MJ/(t .C)。A. 1.4 1 #预蒸仓的反应温度为80oC,散热损失为送出热量的5%;洗涤木片的用水量为3.5t,水温50 c ,单螺旋脱水机出料的干度为35%,温度为60.C。A. 1. 5 2#预蒸仓的反应温度为85.C,散热损失为送出热量的5%;木片挤压机出料的干度为40%,温度为75oC。A. 1.6 反应仓的反应温度为90.C,散热损
11、失为送出热量的5%。A. 1.7 加入化学药品H2O2 80 kg/t浆,浓度300kg/m3,温度25.C ;NaOH 60 kg/t浆,浓度50kg/m3,温度25.C。A. 1.8 旋风分离器稀释浆料白水用量为2.2t水/t浆,水温50.C。浆料离开中间浆池的温度为85 .C;脱水压榨后浆料浓度35%,消潜池浆浓4.0%,温度75.C。A. 1.9 盘磨机磨浆过程,装机容量的64%转化为热能,1kW. h=3. 596 MJ. A. 1. 10 P-RC APMP系统电器设备的需要系数(K)和装机容量(P)见表A.1.A.2 能量平衡方框图PRC-APMP系统能量平衡方框图见图A.1。5
12、 GB/T 27706-2011 Ql.4 Q1. 2 Q2.1 +I-L也E三也总Q2.4 -.胃唱唱.,.,、.VQ2.3 Q7.3 图A.1 PRC-APMP系统能量平衡方框图6 图中符号说明:Ql.l一一木片带人的热量;Q1.2一一送入俨预蒸仓的蒸汽带人的热量;Q1.3一-1#预蒸仓浆料带出的热量;Q1.4 散热损失的热量;Q2.1 木片洗涤水送入的热量;Q9.l 分气缸 G/T 27706-2011 Qz.z一一单螺旋脱水机出料带出的热量zQZ.3一一单螺旋脱水机排水带出的热量zQZ.4一一沉渣及散热损失热量EQ3.1一一蒸汽送入俨预蒸仓的热量FQ3.Z一一木片挤压机出料带走的热量;
13、Q3.3一一一排水带走的热量;Q3.4一一一散热损失的热量;Q4.1一一反应仓加入药品带入的热量;Q4.Z一一一蒸汽送人反应仓的热量;Q4.3一一反应仓送料带出的热量pQ4.4一一反应仓散热损失热量;QS.l一一俨盘磨机磨浆产生的热量;Qs.z -1#盘磨机稀释自水带入的热量;QS.3 中间浆池送往脱水压榨机出浆带走的热量;QS.4一-1#旋风分离器分离出蒸汽的热量;QS.l一一脱水压榨机进浆带入的热量;Qs.z 脱水压榨机排水带走的热量pQ7.1一-2#盘磨机磨浆产生的热量;Q7.2十一-2#旋风分离器稀释白水带入的热量;Q7.3 消潜池送浆带走的热量;Q7.4一一一俨旋风分离器分离出蒸汽的
14、热量;QS.l一一补加清水带入的热量;Qs.z 加热白水池的蒸汽带人的热量;Q9.l 散热损失的热量。图中符号的单位为MLA.3 能量平衡计算(以生产1t PRC-APMP绝干浆为基准,基准温度为oOC) 生蒸汽送入系统带入的水量和生产过程蒸发损失的水量均忽略不计,在生产流程中药品在1#反应仓、俨反应仓和中间浆池分三次加入;为简化起见,药品按在反应仓一次加入计,在反应仓前的木片(或浆料)均按照加入的木片计(1.27t),在反应仓后的浆料均按照最后的成浆计(1.0 t)。A. 3.1 111预蒸仓能量平衡计算A. 3.1. 1 木片带入的热量Ql.lml.l水=1.27-;-45%-1. 27=
15、1. 552 2(t) Ql.l = (C水.ml.l水+C纤.ml.l纤).(tl.l -to)=(4. 187X 1. 552 2+1.465X1.27)X(25一0)= 208.990 (MJ) A. 3. 1. 2 111预蒸仓浆料带出的热量Ql.3m1.3水=ml.l水=1.5522(t)Q1.3 = (C水m1.3水十C纤m1.3纤) (t1.3一to)= (4.187 X 1. 552 2+ 1. 465 X 1. 27) X (80一0)=668. 769(MJ) 7 G/T 27706-2011 A. 3. 1. 3 1 #预蒸仓散热损失的热量Q1.4Q1.4 =5%Q1.3
16、 =668. 769XO.05=33.438 (MJ) A. 3.1.4 送入1#预蒸仓蒸汽的热量Ql.2Q1.2 =Q1.3 +Q1.4 -Ql.l =668.769+33.438-208.990=493.217 (MJ) A.3.2 木片洗涤和单螺旋脱水机能量平衡计算A. 3. 2. 1 1 #预蒸仓浆料带出的热量Q1.3=668.769 (MJ) A.3.2.2 洗涤水带入的热量Q2.1Q2.1=C水.m 2.1. (t2.1-to)=4.187X3.5X(50一0)=732.725 (MJ) A.3.2.3 单螺旋脱水机出料带出的热量Q2.2m2.2* =1. 27-:-35% -1.
17、 27=2. 358 6 (t) Q2.2 = (C纤m2.2纤十C水mZ.2水).(t2.2-tO)=(1.465X1.27十4.187X 2.358 6) X (60一0)=704.160 (MJ) A. 3. 2. 4 单螺旋脱水机排水带走的热量Q2.3m2.3水=m1.3水+m2.1水m2.2水=1.5522十3.5一2.3586=2.6936(t) Q2.3 =C水m2.3水(t2.3-to)=4.187X2.693 6X(60一0)= 676.686 (MJ) A.3.2.5 沉渣及散热损失热量Q2.4Q2.4=Q1.3 +Q2.1 -Q2.2-Q2.3=668. 769+732.
18、 725一704.160-676.686=20.648(MJ) A. 3. 3 2#预蒸仓和木片挤压机能量平衡计算A. 3. 3.1 单螺旋脱水机出料带出的热量Q2.2=704.160 (MJ) A. 3. 3. 2 木片挤压机出料带走的热量Q3.2m3.2水=1.27-:-40%-1. 27= 1. 905 (t) Q3.2 =(C纤m3.2纤+C水m3.2水) (t3.2 -to) = (1. 27X 1. 465+4. 187 X 1. 905) X (75一0)=737.759 (MJ) A. 3. 3. 3 散热损失的热量Q3.4Q3.4 =5 %Q3.2 = 737.759 X 0
19、.05=36.888 (MJ) A.3.3.4 排水带走的热量也Jm3.3水=m2.2水一m3.2水=2.3586-1.905=0. 453 6 (t) Q3.3=C水m3.3水(t3.3-to)=4.187XO.453 6X(75一0)= 142.442 (MJ) A.3.3.5 蒸汽送入的热量Q3.1Q3.1 =Q3.2 +Q3.3 +Q3.4 -Q2.2 =737.759+142.442+36.888一704.160=212.929(MJ) A.3.4 反应仓能量平衡计算A. 3. 4.1 木片挤压机出料带走的热量毡.2=737.759(MJ) A. 3. 4. 2 加入药品带人的热量Q
20、4.1m4.1 =80-:-300+60-:-50=1. 466 7 (t) Q4.1=C水.m4.1 (t4.1 -to) =4.187 X 1. 466 7 X (25一0)=153.523(MJ) A. 3. 4. 3 反应仓送料带出的热量Q4.38 m4.3水=m3.2水+m4.1水=1.905十1.466 7=3.371 7 (t) Q4.3 =(C纤m4.3纤+C水m4.3水) (t4.3 -to)=(1. 27X 1. 465十4.187X 3.371 7) X (90一0)= 1 438. 007 (MJ) GB/T 27706-2011 A. 3. 4. 4 反应仓散热损失热
21、量Q4.4Qu=5%Qu=1438.007XO.0臼5=7门1.90o (MJ) ) A. 3. 4. 5 蒸汽送人的热量Q4.-Qu = Qu + Qu一Q3.2-Q4.1 = 1 439.007+7孔1.9OO一737.759一153.523=618.625(MJ) ) 折合低压蒸汽(23o.C ,0.5 MPa)的量m叽44.Zz川(提供热量至9o.C): : m4.Z =Q4.Z/C汽(t23Ot1sz)+(i-i)十C水(t152- t90) J =618.62571. 926X (230-152)十(2752-639.59)+4. 187X 052-90)J =0.2453 (t)
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