JC T 428-1991 砖瓦工业隧道窑热平衡、热效率测定与计算方法.pdf

1、共和JC 428 91 计法1991-03-22发布1991-12-01实、d国家建筑材发布L一-J 1 ( 次主题内容与适用范围. 自) 1 ( 引用标准. 2 ) 1 ( 符号. 3 ) 1 l 2 Fb2 +qbln Fbn q = Fbl + F + F (22) 式中gq一一第z次测得的全窑表面平均散热流量，/(m.的sall abi2. ab!n一一分别表示第z次测得的各个测点的窑体表面综合传热系数，kJ/(m.hC); ttrih tbl2h一一分别表示第t次测得的各个测点的窑体表面温度，C; h、tkin一分别表示第2次测得的与各个测点相对应的空间温度，c ; Fbl.FbZ.

2、Fbn一一分别表示各个测点所在矩形面的面积，m2; qbil . qbi2 .qbin一一分别表示第z次用热流计测得的各个测点的热流值，kJ/(m.的。8.2.9.3 窑体表面散热损失Q, =去EEqNi式中z仇一一相应于每万块砖的窑体表面散热损失，kJ;a一测定次数5F, 窑体总表面积，m。8.2.10 送排风机散热损失Q, EtZF 式中2仇一一相应于每万块砖的风机散热损失，kJ;q.，一一第$次测得的风机表团平均散热流量，kJ/(mh); F.一一风机散热面积，m2.8. 2. 11 其他热损失Q, = Qm一(Q+ Q却+Q由+Q, + Q, + Q + Q., + Q十Q.+ Q,)

3、 式中:QE 烧成每万块砖的其他热损失，kJo8. 2. 12 总支出热量=+ 式中:Qn一一烧成每万块砖总支出热量，kJ 9 热效率计算方法, (23) ,(24) . .(25) . (26) 本标准热效率的计算只限于由隧道窑单个设备构成的体系，需要向干燥室供热的隧道窑，还需按照GB 6054同时对干燥室进行测定，然后按照JC429计算出有关参数，才能对不同窑的热工性能进行比8 较-9. 1 供给热量, JC 428-91 Q. = Q. + Q. 式中，Q.一一烧成一万块砖供给隧道窑的热茧，kJ. (27) 入窑砖坯和外燃烧若用外热源从基准温度加热到入窑温度时，供给热量应加上砖坯和外燃料

4、的显热。9.2 有效热量Q,. = Q.十QxyHH-. . . . . . .(28) 式中:QJx一一烧成一万块砖消耗的有效热量，kJ;你一一排除每万块砖坯内水分消耗的显、潜热，kJ，按下式计算2Q =市叫Wp俨+c (1，一式中:Cps 按砖坯温度和烟气温度的平均值确定的水蒸气质量比热，kJ/(kgC)o9.3 热效率式中z吁一一热效率，%0 =争X100 、引回10 热平衡、热效率计算结果汇总表(见下表)热平衡、热效率计算结果汇总表热量收入序数值同纠号项目项热量支出目.(29) . . (30) 数值情分数10 kJ/ 1川阻l% 10 kJ lQ k四1% l 内燃料的燃烧反应热Q.

5、蒸发砖坯水分消耗的汽化潜热仇2 外燃料的燃烧反应热Q.砖坯倍烧反应热Q嚣，3 外燃料带入的显热Q.输出热风的显热Qd4 砖坯带入的显热Q，烟气出窑热损失Q，5 窑车带入的显热Q.砖出窑热损失Q.6 窑车出窑热损失Q.7 固体不完全燃烧热损失Q8 气体不完全燃烧热损失Q 9 窑体表面散热损失Q10 风机散热损失Q.11 其他热损失Q，12 合计100 合计100 有效热量Qyx，10tkJ(lOk国1)热效率1，%注B上述各项收支热量均以一万块普通砖的质量为计算基数.9 A a JC 428-91 附录A符号说明(补充件)以万块普通砖为计量单位的窑的小时产量;系数(用于换算燃料发热量); A12

6、03 砖坯原料中氧化铝的含量，%; B 以万块普通砖为计量单位的每辆窑车装载量sc c C, c, c, C CPL Cps C. 分析基燃料含碳率，%; 灰渣含碳率，%; 砖内残余含碳率，%; 窑车中非金属耐火衬料的比热，kJ/(kgC) , 窑车金属材料的比热，kJ/(kgC);内燃料的比热，kJ/(kgC);砖坯内原料的比热，kJ/(kgC); 按照干坯温度与烟气温度的平均值确定的水蒸气的比热，kJ/(kgC); 外燃料的比热，kJ/(kgC);C, 砖的比热，kJ/(kgC);c! (C02)c (CO)、。(N、C(02)、C(20) (m C); 分别为二氧化碳，一氧化碳，氮，氧和

7、水蒸气的平均内容积比热，kJ/Cgr! C IY d恤4 d, 干热风的平均容积比热，kJ!.(m C); 干烟气的平均容积比热，kJ/(m C); 气体的饱和绝对湿度，g/ml;气体在出冷凝器温度下的饱和绝对湿度，g/m3; 实际温度下气体的绝对湿度，g/m3; F, 窑体总表面积，m2; 儿，Fb2，F63儿分别表示各个测点所在矩形面的面积，m29F, 管道横截面积，m25F. g , K 何m, 风机散热面积，m23重力加速度，m/s2; 分析煤样中氢含量，%; 决定于散热面位置的对流传热系数;每辆窑车中非金属耐火材料的质量，kg;生产一万块砖产生的灰渣量，kg;m 灰渣试祥灼烧后的质量

8、，&; 嗣同灰渣试样灼烧前的质量，g;m, S m; 每辆窑车中金属材料的质量，kg;每万块砖坯的内燃料(干燥基)掺配量，kg;二m, 每万块砖坯的质量，地m,l 每万块砖坯中粘土质原料的质量，kg;m, 冷凝器中凝结出来的水量，趴m 每万块砖坯外燃料(应用基)消耗量，kg;10 428-91l JC m, 每万块砖的质量，kg;测点数;测定次数sPdl. Pd2 Pdn 管道横裁面上各个测点的动压值，Pa;大气压力，Pa;实际温度气体的静压力，pa;相应于每万块砖的窑体表面散热损失，kJ;qbl1 ,qtiZ qbin 分别表示第s次用热流计如得的名个测点的热流值，kJ/(m.h) , 第a

9、次测得的全窑表面平均散热流茧，kJ/(m2的g相应于每万块砖窑车带出的显热，kJ;相应于每万块砖窑车带入的显热，kJ;分析煤样弹简发热量，kJ/kg(k四!/kgJ，分析煤祥低位发热量占J/k包(kca!/kgJ，干燥基煤样低位发热量，kJ/kg(kca!/kgJ，分析基煤祥高位发热量，kJ/kg(kca!/kgJ , 相应于每万块砖的固体不完全燃烧热损失，kJ;烧成一万块砖坯供给隧道窑的热量，kJ;相应于每万块砖坯的风机散热损失，kJ;h 第s次测得的风机表面乎均散热i流茧，kJ/(m2, h) , Q, 每万块砖内掺燃料的燃烧反应热，kJ;DW 内燃料干燥基低位发热量，kJ/kg，Q, 每

10、万块砖坯带入的显热，kJ;Q 排除万块砖坯内水分消耗的显潜热，kJ;Q 相应于每万块砖坯的气体不完全燃烧热损失，kJ;Q 蒸发每万块砖坯水分消耗的汽化潜热，kJ;Q巾相应于每万块砖输出热风的显热，kJ;Q, 烧成每万块砖的其他热损失，kJ;Q. 每万块砖所消耗外燃料Ql.DW 外燃料应用基低位发热量.kJ/kg，Q. 每万块砖所消耗外燃料带入的显热，kJ;Q粟，每万块砖的熔烧反应热，kJ;Q, 相应于每万块砖排出烟气的显热，kJ;Q,. 烧成一万块砖所消挠的有效热量，kJ;Q, 每万块砖带出窑外的显热.kJ，Qu 烧成每万块砖总支出热量，kJ;b 烧成每万块砖总收入热量，kJ;T 水在入窑砖坯

11、平均温度下的汽化潜热.kJ/kg，4町LY】分析煤样的弹筒洗液硫与分析煤样的硫酸盐硫之差值，向环境温度，C; 气体的实际温度，c ; 如第2次测得的窑体表团温度.c , 11 . tbl2 4.in 分别表示第z次测得的各个测点的窑体表面温度，C ; c 窑车出窑时非金属耐火衬料的温度，C ; ， 窑毛入窑时非金周耐火衬料的温度tC ; n P Qm MUUF町dwqQQQQ 饼WQw 品肝脏庐门U门W门Yp, ,kJ; t 11 428-91 JC 窑车出窑时金属材料的温度，C I 窑车入窑时金属材料的温度，c ; 第5次测得的与测点相对应的空间温度，C j tu 4.12tlj, 分别表示

12、第，次被!得的与各个测点相对应的空间温度，C ; 岛砖坯的平均温度，C I 热风的平均温度，c ; 外燃料的平均温度，C I 烟气的平均温度，C; 砖出窑时的平均温度，C ; 10 标准状态下气体的平均流量，m3/h; 1一燃料分析基挥友开育茧，%; 1 燃料可燃基挥发分含量，%; 输出热风的流量，m/h , 通过流量计的气体体积，m3; 工作状态下气体的平均流量，m/h , 出窑烟气的流量，m3-/h; 气体的平均流速，m/s;煤样分析基含水率，%; 车下采取强制通风时的风速，m/s;干坯的残余含水率，%e外燃料应用基含水率，%; 第s次测得的窑体表面综合传热系数，kJ/ (m h C);

13、Qbil QbI2.啕n分别表示第s次测得的各个测点的窑体表面综合传热系数，kJ/(m h C) I 窑体表面黑度g热效率，%; 气体的相对湿度，%; 标准状态下气体的密度，kg/m3*; 工作状态下气体的密度，kg/时, 分别为二氧化碳、一氧化碳、氮、氧和水蒸气在标准状态下的密度，kg/ W H飞W, L俨1 V叮Wahl V. ， 民。tpku ttt t. 冉 e p 分别为被测气体中二氧化碳、一氧化碳、氮、氧和水蒸气的容积百分。(C02)，。(co)，PO(N，时O2), POCH20) mh; 1.46X10kJ/同时，S田m可用分析煤样全硫含量(s(, )代替s对于S4%或伪T三三

14、1.46 X 10kJ/kg的各种煤，项目LY)可用弹筒洗液硫(8bT);对硫酸盐硫(sy )含量大于16 , 428-91 或等于0.5%的煤样，必须采用S町川JC C2 由分析基高位发热量，换算为分析基低位发热量., . (C2) C1.图C2查出H.再经过换算求:0 Qbw = Qbw - 25(W + 9H) 式中:的w一一分析煤样低位绞热量.kJ/kg，IJ一一分析煤样中氢含量%0可由W一-分析基煤样中水分含量.%。5 4 3 2 : ZJR 0 15 V飞归煤的挥发分和氢含量曲线(用于V三三20%的煤)60 55 50 45 40 35 25 10 5 4.0 20 图C16. 9

15、 6.5 6.0 5.5 4.5 5.0 Z M Z口vr, yo 煤的挥发分和氢含量曲线(用于v20%的煤)图C2由分析基低位发热量，换算为干燥基低位发热量c3 . ( C3 ) 100 4吊w= (Qbw + 25W) X一一一, 100 - W 17 式中!Qbw一一干燥媒样低位发热量.kJ/kgoJC 428-91 附录D灰渣含碳率的确定方法(补充件)/ 将现场所取得的灰渣试样粗碎后，用四分法缩分留取试样50g左右，然后再将其粉碎至0.2mg(80 日)，称取此样1士0.2g(称准到O.002 g)，先放入预先灼烧，并称出质量(称准到O.002 g)的长瓷碟中，再将此碟放入事先已经升到

16、IJ850土20C的马弗炉中进行灼烧，灼烧2h NP可取出，放在石棉板上冷却5 min后，再移到干燥器中，冷却至室温(约30min) ，进行称样，然后再进行一次检查性试验，在同样条件下灼烧30min即可。直到质量变化不大于0.01g为止.灰渣含碳率按式(01)计算确定.mb.!Q - mlWl M=-4二旦旦X100 m, 式中:Cbz一一灰渣含碳率，%; El m，鸡一一灰渣试祥灼烧前的质量，g;mhzh _，_一灰渣试样灼烧后的质量， 附录E气体中水蒸气的容积百分数的计算方法(补充件)根据干湿球温度计测量结果计算时g何时=包二2左王土1804 273 式中，r叫。一一气体中水蒸气的容积百分

17、数，%sE2 也气体的饱和和绝对湿度，g!m根据干球温度查表确定;一一气体的相对湿雯，%. 根据冷凝计测量结果计算时gdi273+t 吨。=Z百.-E于了-式中:d，-一实际温度下气体的绝对湿度，gfm3，按下式计算=d, = M. +.,V d, 一二 V, 式中:M.一一冷凝器中凝结出来的水量，趴一一气体在出冷凝器温度下的饱和绝对湿度，g/m3，见附录E(参考件); V. 通过流量计的气体体积，m3.附录F各种管道测点的选择与气体流量的计算方法(补充件)Fl 矩形截面管道测点的选择.( D1) (El) .( E2 ) .( E3 ) 在矩形裁面管道内测定动压值时，必须把它的截面划分为若干

18、个面积相等的小矩形。各小矩形对角18 , 线的交点就是动压的B管道截面边长叫测点排数F2 JC 428-91 。如图Fl所示，小矩形数量(测点排数)一般不应少于表Fl中所烈的数值.。IN500 3 图Fl表Fl矩形截面测点分布图矩形管道测点的确定500-1000 1 000-1 500 1 500-2 000 4 5 6 。 。2000-2500 二注25007 8 在圆形截面管道内测量动压值时，依管道的直径大小，把它分成若干面积相等的同心圆环。再画两条互相垂直的直径把圆环面积分成四个相等的部分。测点就放在这四个部分的分界线上，如图F2所示。19 一一一一一- JC 428-91 r , r.

19、 r. r. r, ， r. 图F2圆形截面测点分布图设管道内半径为R.将管道划分成几个相等的圆环，这些圆环周边的半径各为町、町、TeHM测点与管道中心的距离各为町、T315 .则可求得g 式中，.一一等面积同心环的序号sN一一等面积同心环的数目.11 = R 13 = R 15 = R 12n-l = R 1 2N 3 2N 5 2N 2N-l 2N 划分等面积圆环的数目和管道直径有关，一般不少于表F2中所列的数目.20 f 一L一JC 428-91 表F2等面积圆环数与测量直径数管道直径D(mm) 300 400 600 800 1 000 1200 1 400 1600 1 800 20

20、00 等面积圆环数N3 4 民6 7 8 9 10 11 12 测量直径数1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 测点总数6 8 20 24 28 32 36 40 44 48 F3 气体平均流速的计算方法 1 I 2 =.;* . (Jp;十而+十而).( Fl ) 式中gW一一气体的平均流速，m/s，n一一测点数gP,11 . Pd2 . pdn一一管道横截面上各测点的动压值，Pa;由工作状态下的气体密度，kg/m，按下式计算z273 向=po 牙百+t.( F2 ) 式中gt-一气体的实际温度，c ; po一一标准状态下的气体密度，kg/mh，按下式计算g向=#(mzO(CO+收回O(C

21、O)十非(N。(N2)+仇。(Oz)十轨H20) po吨。. ( F3 ) , 式中z中四，)，如c时，(Nz) ，币(02)，街H20)一一分别为被测气体中二氧化碳、一氧化碳、氮、氧和水蒸气的容积百分数，%; O(COz) ，0(00) ，由即，O(Cz)，。(HZO)分别为二氧化碳、一氧化碳、氮、氧和水蒸气在标准状态下的密度，kg/m3*，见附录H(参考件)。F4 气体平均流量的计算方法V, 3 600 F, . W 式中zVt 工作状态下气体的平均流量，m3/h; 几一管道横截面积，m2.273 P + p, V, 3 600 F, . W 一一一一, vvvv., 273+t p 式中

22、sVo一一标准状态下气体的平均流量，时./11; h一一大气压力，Pa;1(0.311) 1. 869 1. 300 1.355 1.539 1. 321 1. 317 1. 313 1.953 1.916 8 300 (0.447) (0.311) (0.324) (0.368) (0.316) (0.315) (0.314) (0.467) (0.458 4) 1.936 1. 300 1. 380 1.564 1.334 1.330 1.321 2.016 1. 945 3 400 (0.463) (0.311) (0.330) (0.318) (0.316) (0.482) (0.46

23、5 2) 1.995 1.305 1.397 1.589 1.346 1.342 1. 334 2.066 1. 975 4 500 (0.477) (0.487 7) 2.141 1.317 1. 451 1.664 1.388 1.388 1.372 2.179 2.027 8 800 (0.512) (0.315) (0.347) (0.398) (0.332) (0.332) (0.328) (0.521) (0.495 7) 2.179 1.321 1. 464 1. 694 1.401 1. 401 1.384 1.212 2.106 7 900 (0.521) (0.316) (

24、0.350) (0.405) (0.335) (0.335) (0.331) (0.529) (0.503 8) 2.212 1. 330 1.476 1.723 1. 413 1.413 1.397 2.233 2.141 0 1 000 (0.529) (0.318) (0.353) (0.412) (0.338) (0.338) (0.334) (0.534) O. 512 0) 注a在使用。为基准的平均比热表时，其平均比热为:c=J:cp机因此在采用环境温度为基准温度时，其平均比热为zc=jdsJ:马，dt)/(t-，但在这里为了简略起见而使用。的基准去计算各种气体的平均定压比热表H3

25、几种媒的平均比热单位，kJ!(kgC)(kcal!(kgC) 种类平均比热1.338 1.263 0.836 泥煤(0. 320) 气煤(0.302) 无烟煤(0.200) 1.422 1.213 0.753 褐煤(0.340) 肥煤(0.290) 煤渣(0. 180) 1.305 1.116 0.836 长焰煤瘦煤焦炭(0.312) (0.267) (0.200) 0.753 1.305 1.380 粉煤灰烟煤木柴(0. 180) (0.312) (0. 330) 1 JC 428-91 表H4几种材料的平均比热kJ/(kg C)(k四!/(kgC) 物料名称平均比热钢筋混凝土0.836(0

26、.20) 建筑钢0.46(0.11) 铸铁生铁O. 50(0. 12) 粘土耐火砖0.878(0.21) 粘土红砖0.795(0.19) 表H5几种材料的黑度e材料名称黑度e材料名称黑度e、混凝土0.63 铁板己生锈0.67 一斗-H. 红砖0.93 铸铁(巳氧化)0.89 耐火粘土砖(新.-.!D) 0.71-0.85 抹灰砖砌物0.94 钢扳有氧化层)0.79 表H6常用气体的密度气体名称化学式密度，k.g/mS空气(干)1.293 氧0 , 1.429 氮N, 1. 25 -一.氢H, 0.090 二氧化碳CO, 1.963 斗一氧化碳co 1.250 .电-_二氧化硫SO, 2.858

27、 水蒸气H,O 。.80425 L一一JC 428-91 续表H7压力十饱和时吉湿盘温度干空气密度Pa m湿气m干气m湿气kg干气13 1.235 1 493.18 11. 4 12. 1 11. 9 9. 3 14 1.230 1599.81 12. 1 12.9 12. 7 9.9 15 1.226 1 706. 50 12.8 13.7 13.5 10. 6 16 1.222 1 813.15 13.6 14.7 14.4 11. 3 17 1. 217 1 933. 14 14.5 15. 7 15. 4 12. 1 18 1. 213 2 066.46 15. 4 16.7 16.

28、4 12.9 19 1. 209 2 199.78 16. 3 17. 9 17.5 13. 8 20 1.205 2333.10 17.3 18.9 18. 5 14. 6 21 1. 20 2 493.08 18. 3 20.3 19.8 15. 6 22 1. 197 2639.74 19. 4 21. 5 20.9 16. 6 23 1. 193 2 813.05 20.6 22.9 22.3 !7. 7 24 1. 189 2 986.37 21. 8 24.4 23. 1 18.8 25 1. 185 3173.02 23.0 26.0 25.2 20.0 2自1. 18 3359

29、.66 24.4 27.5 26.6 21.2 27 1. 177 3 559.64 25.8 29.3 28.2 22.6 28 1.173 3 772.96 27.2 31.1 29.9 24.0 29 1. 169 3 999.60 28.7 33.0 31. 7 25.5 30 1. 65 4 239. 58 30.4 35.1 33.6 27.0 3 1. 161 4 492.88 32.0 37.3 36.6 28.7 32 1. 157 4 759.52 33.9 39.6 37.7 30.4 33 1. 154 5 026.16 35.6 41. 9 39.9 32.3 34

30、1. 150 5319.47 37.5 44. 5 42.2 34.2 35 1.146 5 626. 10 39.6 47.3 44.6 36.4 36 1. 142 5 946. 07 40.5 50.1 47. 1 38.6 37 1. 139 6 279. 37 43.9 53. 1 49.8 40.9 38 1. 35 6 626. 00 46.2 56.3 52.6 43.4 39 1. 132 6 985.97 48.5 59.5 55.4 45.9 40 1.128 7 372.60 51. 1 63. 1 58.5 48. 6 4 1. 124 7 772. 56 53.6

31、66.8 61. 6 51. 2 42 1. 121 8 199. 18 56.5 70.8 65.0 54.3 43 1.117 8 639.14 59.2 74.9 68.6 57.6 44 1. 114 9105.76 62.3 79.3 72.2 61. 0 26 飞JC 428-91 续表H7饱和工刁时含湿量温度;分j/ 干空气密度 Pa m湿气m干气m湿气kg干气45 1. 110 9 585.71 65.4 80.4 76.0 64.8 46 1. 107 10 092.32 68.6 89.0 80.0 68.6 47 1. 103 10 612.27 71.8 94.1 84

32、.3 72. 7 48 1. 100 lJ 158.88 75.3 99.5 88.6 76.9 49 1. 096 II 732.16 79.0 105.3 93.1 81. 5 50 1. 093 12 345. 43 83.0 111 97.9 86. 1 51 1. 090 12 958. 70 86.7 118 103 91. 3 52 1.086 13 611.97 90.9 125 108 96.6 53 1. 083 14 29 1. 90 95.0 132 113 102 54 1.080 14 998.50 99.5 139 119 108 55 1.076 15 731.

33、76 104.3 148 125 114 56 1.073 16 505.02 108 156 131 121 57 1.070 17304.94 113 165 137 128 58 1.067 18 144.85 119 175 144 135 59 1.063 19 011.43 124 185 151 143 60 1. 060 19 918.01 130 196 158 152 61 1.057 20 851.25 136 209 166 161 62 1.054 21 837.82 142 222 174 170 63 1.051 22 851. 05 148 235 182 18

34、1 64 1. 048 23 904.28 154 249 190 192 65 1.044 24 997.50 161 265 199 204 66 1. 041 26 144.05 168 281 208 215 67 1. 038 27 330.60 175 299 218 239 68 1.035 28 557. 14 182 318 228 244 69 1.032 29 823.68 190 338 238 259 70 1.029 31 156.88 198 361 249 275 75 1. 014 38 542. 81 242 499 308 381 80 1.000 47

35、341.93 293 716 379 544 85 。.98657 807.55 353 1 092 463 824 90 0.973 70 099. 66 423 1877 563 1 395 95 。.95984 511.55 504 4 381 679 3 110 100 0.947 101 323.20 579 816 8000 27 L 28 JC 428-91 附加说明g本标准由国家建筑材料工业局西安砖瓦研究所提出并归口也本标准由国家建筑材料工业局西安砖瓦研究所负责起草。本标准主要起草人罗韬毅. 一-一一一Fl|N叮(京)新登字023号华人民共和行业标准道窑热平衡、热效率与计算方法JC 428-91 传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u 国中定砖瓦测 开本880X1230 1/16 印张Z字数55000 1991年12月第一版1991年12月第一次印刷印数1-1800 陪 176-43 标目