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 单套管预热-高压釜溶出系统.pdf

1、H 92 中华人民共和国有色金属行业标准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，部分单套管预热-高压釜溶出系统Determination and calculation method of heat balance of special equipments for alumina production Part 11 : Tube prepare-high pressure autoclave system 2005-05-18发布2005-12-01实施国家发展和改革委员会发布YS/T 119.11一2005前言本部分为首次发布。本部分为YS/T119

2、的第11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-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-高压釜溶出系统的能起水平以及不同类型蜡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j!l、黄燕。I 氧化铝生产专用设备热平衡测定与计算方法YSjT 119.11-2005 第11部分单套管预热-高压釜溶出系统1 范围本部分规

3、定了氧化铝生产单套管预热-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-高压釜榕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OOC。2.2 基准压力采用101325 Pa。2.3 卡与焦耳的换算，采用1cal=4. 186 8 J。2.4 物料平衡及热平衡均以1m3预脱硅矿浆为基准进行计算。2.5 单套管预热-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。: 二次汽冷凝水乏汽L_._._._J._.

4、_._._._._._._.l_._._._._._.町-_-_-滚出矿浆圄1单套管预热-高压釜溶出系统工艺流程固3 设备状况及流程3. 1 测试报告中的设备状况的内窑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10表1设备及生产概况厂名:车间:设备名称:项目单位数值或内容有效容积:单套管预热器m3 高压釜预热器口13高压釜加热器口13溶出闪蒸器口l设计产能m/h 蒸汽种类蒸汽消耗t/h 单位热耗k1 /m3 YS/T 119.11-2005 3.2 工艺流程示意固工艺流程

5、示意图见图1。4 热平衡测定条件4. 1 被测设备和工艺要求单套管预热高压釜潜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量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高压釜榕出系统测定项目及报告格式见表2。表2单毒曾预热-高压釜溶出系统测定项目和方法项目符号单位测点位置测定仪器测定频率取值原则测定与方法数据蒸汽量M q t/h 流量计新新蒸汽进蒸汽压力Pq Pa 入高压釜压力计蒸加热器管1小时1次算术平均值汽蒸汽

6、温度tq 。C热电偶道上蒸汽单耗mq kg/m3 mq = (Mq/Vy) X 103 矿浆量V y m3/h 流量计8小时累积算术平均值矿浆温度ty 。C温度计2小时1次算术平均值固体含量M kg/m3 化学分析2小时1次算术平均值固体密度p; kg/m3 实测或计算2小时1次算术平均值溶液密度p kg/m3 实测或计算2小时1次算术平均值预SiO, Siy 固脱体Fe, 03 Fey 硅Al, 03 A y % 预脱硅泵出化学分析2小时1次算术平均值成Ca y 口管道矿CaO 分浆总Na，ONy 溶Na, OT N Ty 液Na, O, N cy g/L 化学分析2小时1次算术平均值成Na

7、, O, N ,y 分Al, 03 Aly 固体比热C kJ/(kg. .C) 实测或计算2小时1次算术平均值溶液比热CJ kJ/(kg. C) 实测或计算2小时1次算术平均值2 YS/T 119.11-2005 表2(续)项符号单位测点位置测定仪器测定频率取值原则测定目与方法数据单套管末级预热器冷凝V yw m3/h 单套管末级流量计2小时1次算术平均值水流量预热器至沉冷降热水站之凝单套管末级间管道上水预热器冷凝tyw 。C温度计2小时1次算术平均值水温度闪蒸罐冷凝水流量V hw m3/h 闪蒸罐冷凝流量计2小时1次算术平均值闪蒸罐冷凝水温度thw 水管道上温度计2小时1次算术平均值洗液(注

8、水)流量V x m3/h 流量计2小时1次算术平均值洗洗液(注水)温度tx 。C温度计2小时1次算术平均值液洗液或洗NaZOT NTx (注水)注液NazO, Ncx g/L 管道上化学分析2小时1次算术平均值水成NazO, Nsx 分Alz03 Alx 洗液或洗液(注水)密度px kg/m3 洗液(注水)现场实测2小时1次算术平均值注水洗液(注水)比热Cx kJ/(kg .C) 管道上实测或计算2小时1次算术平均值乏汽温度tf 温度计2小时1次算术平均值乏汽乏汽管道上乏汽压力Pf MPa 压力计2小时1次算术平均值溶出矿浆 温度计1小时1次算术平均值温度t 固体含量MrcS kg/m3 化学

9、分析2小时1次算术平均值固体密度Prc8 kg/m3 实测2小时1次算术平均值溶液密度Prc1 kg/m3 实测2小时1次算术平均值固SiOz Sirc 溶体FeZ 03 Fe 出成Alz03 A % 末级问蒸器化学分析2小时1次算术平均值矿分CaO Ca 出口管道浆总NazON 溶Naz, Ntrc 液NazO, Ncrc g/L 化学分析2小时1次算术平均值成NazO, Nsrc 分Alz 0 3 Al 固体比热CrcS kJ/ (kg .C) 实测或计算2小时1次算术平均值溶液比热Crc1 kJ/(kg .C) 实测或计算2小时1次算术平均值3 YS/T 119.11-2005 表2(续

10、)项目符号单位测点位置测定仪器测定频率取值原则测定与方法数据表面温度tbi 。C各设备及管路红外测温仪不少于2次算术平均值一环境温度。C距设备或水银温度计不少于2次算术平均值tei 表管路1米面距设备或热球式散环境风速WFi m/s 管路1米风速仪不少于2次算术平均值热散热表面积损Fi 口l实测失平均表面kJ/(m h) 根据各区段的tbi、t创热流qi 等计算测定各区段表面散热量Qi kJ/h Qi=qiXFi 总散热量Qb kJ/h 计算Q=:kqiXFi 6 物料平衡计算6. 1 物料平衡计算表及报告格式见表30表3物料平衡计算表序号项目符号单位算式或依据数值物料收入(1)预脱硅矿浆固体

11、量M，.kg/m3; 进料预脱硅M，=M(即预脱硅矿浆固含量)1 M) kg/m3 (2)预脱硅矿浆溶液量Lkg/m3; 矿浆量L,=V, Xp= (1一M，/OXp(3) MJ =M, 十L，2 新蒸汽量M, kg/m3 M2 =Mq/Vy X 103 3 洗液(注水)量儿13kg/m3 M3 = (vx Xpx)/Vy 4 合汁丁2.Mkg/m3 :k品1=晶1J十M，十品也物料支出(1)溶出矿浆固体量M，kg/m3; Mrc=mrcS(即溶出矿浆固含量)(2)溶出矿浆溶液量L.kg/时;L = (1 - M / p ) X p J 溶出矿浆量M; kg/m3 (3)溶出矿浆液固比L/S;

12、1 L/S=L，/M眈(4) 1 m3预脱硅矿浆溶出后固体量M.kg/旷;M=M X (Cay/Ca,) (5)折合为1旷预脱硅矿浆的量G，kg/m3。M; = (L/S+ l) XM 4 YS/T 119. 11-2005 表3(续)序号项目符号单位算式或依据M;=VywXp(tPJ/Vy 2 单套管末级预热器冷M; kg/m 式中:凝水量p(tPJ一一在对应温度为t，压力为P的条件下冷凝水的密度kg/m3。M;=V，wXp(t的/Vy问蒸罐冷凝水量M; kg/m3 式中23 p(，PJ一一在对应温度为t，压力为P的条件下，冷凝水的密度kg/时。4 问蒸罐乏汽量M kg/m3 M=M2-M;

13、 5 差值t.M kg/m3 t.M=!，M一CM;+M;十M;+M)6 合计!,M kg/m3 三M=M;+M;+M;十M+t.M6.2 物料平衡表及报告格式见表4。表4物料平衡表收人支出数值数符号项目符号项目kg/m3 % kg/m3 M, 进料预脱硅矿浆量M; 溶出矿浆量M二新蒸汽量M; 单套管末级预热器冷凝水量M3 洗液(注水)量M; 闪蒸罐冷凝水量M 闪蒸罐乏汽量t.M 差值!,M l口h 计100 !,M A 口计-6.3 物料平衡允许相对误差为士5%，即It,M/!,MI X 100%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自符号单位依据

14、或算式一热收入预脱硅矿浆带入物理显热Q，=龟十0;式中:q 预脱硅矿浆固体带入物理显热.kl/m3 ; Q, kl/m3 Q 预脱硅矿浆溶液带入物理显热，kl/m3o Q; = My X C X ty Q; = Ly X C; X ty 数值值% 100 数值5 四月119.11一2005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Qz=MzXiq Qz kJ/m 式中:iq一一新蒸汽热熔，kJ/kg。3 洗液(注水)带人的物理显热Q kJ/m =M, XCx Xtx 4 合计Q kJ /m Q=Ql +Qz +Q, 热支出1 F寄出矿浆带走物理显热Q=Q，十Q式中:Q，一一溶出矿

15、浆团体带走显热，Q; kJ/m ; kJ/m Q一一溶出矿浆溶液带走显热，kJ/m。Q，=岛1XC:，Xt Q=(M; -M) XC!, Xt 2 单套管末级预热器冷凝水带Q; =M; XCw1 Xtyw 走热式中:Q; kJ /m Cw1一一水在O-tywC之间的平均比热，kJ /(kg. C)。3 闪蒸罐冷凝水带走热Q; = M; X Cwz X thw 式中:Q; kJ/m Cwz一一水在OC-thwC之间的平均比热，kJ/(kg.C)。4 闪蒸罐乏汽带走热Q;=M; Xif 式中:Q; kJ /m lf一一乏汽热烛，kJ/kg。5 化学反应热Q; kJ /m Q; =640Xm XAy

16、 X可A预脱硅矿浆中AIzO，的溶出率市A% 平IA=1一(AI Ay) X (Sy / S,) X 100 式中:A、S分别为溶出矿浆固体中AlzO，和SiOz的含量，%;Ay、Sy分别为预脱硅矿浆的AIzO，和SiOz的含量，%。一水硬铝石溶解吸热w kJ/kg w=640 6 体系散热Q kJ/m Q = (qi X Fi)/Vy 7 差值t,.Q kJ /m t，.Q=Q一(Q;+Q;十Q;十Q:+Q十Q)8 合计三QkJ/m Q = Q; +Q; + Q; +Q; + Q; + Q + t,.Q 6 YS/T 119. 11一20057.2 热平衡表及报告格式见表6。表6热平衡表收人

17、支出数值数值符号项目符号项目k1 /m3 % kJ/m3 % Q飞预脱硅矿浆带入Q; 溶出矿浆带走物理显热物理显热Q 单套管末级预热器冷凝水带走热Q, 新蒸汽供给热Q; Q3 洗液(注水)带人的物理显热Q Q; Q t:.Q Q 合计100 Q 7.3 热平衡允许相对误差为士5%，即It.Q/QI X 100%5%。8 热效率及主要技术指标8. 1 系统热效率q按公式(1)计算t闪蒸罐冷凝水带走热闪蒸罐乏汽带走热化学反应热体系散热差值合计可=( Q + Q - Ql ) / Q2 X 100 % 式中:Q一一化学反应热，单位为千焦每立方米(kJ/旷); Q;一溶出矿浆带走物理显热，单位为千焦每

18、立方米(kJ/旷); Ql一一预脱硅矿浆带入物理显热，单位为千焦每立方米比J/旷hQ2一-新蒸汽供给热，单位为千焦每立方米(kJ/m3)。8.2 主要技术指标及报告格式见表7。表7主要技术指标序号名称符号或算式1 产能V y 2 蒸汽单耗M, = Mq/Vy X 103 3 单位热耗Q, 4 系统热效率可9 热平衡测定分析与改进建议9.1 对设备结构、操作及工艺制度的分析。9.2 对热效率及主要技术指标的评价。9.3 提出节能途径及改进建议。单位m3/h kg/m3 kJ/m % ( 1 ) 数值由OON|=.FFH白中华人民共和国有色金属行业标准氧化铝生产专用设备热平衡测定与计算方法第11部分单套曾预热，高压釜溶出系统YS/T 119.11一2005峙中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张O.75 字数15千字2005年8月第一次印刷开本880X12301/16 2005年8月第一版9峰定价10.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066 2-16366 YS/T 119.11-2005