1、ICS 85-010 Y 30 中华人民=lI二./、gB 和国国家标准GB/T 27718-2011 间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡及能量效率计算方法Calculation method of energy equilibrium and energy efficiency in batch cooking (vertical digester) system 2011-12-30发布数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会2012-07-01实施发布GB/T 27718-2011 剧昌本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由中国轻工业联合会提
2、出。本标准由全国造纸工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、尉志苹、黎的非。I 1 范围间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡及能量效率计算方法本标准规定了间歇蒸煮(立锅系统能量平衡及能量效率的计算方法。G/T 27718-2011 本标准适用于制浆造纸企业间歇蒸煮(立锅)系统的能量平衡及能量效率的测试与计算。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
3、/T 27736-2011 制浆造纸企业生产过程的系统能量平衡计算方法通则3 能量平衡方框圄3. 1 间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡方框图见图10Q6 Q7 Q8 Q9 Q. QlO Q5 Qll Ql Q2 Q3 图1间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡方框圄3.2 体系边界:从纤维原料进入蒸煮车间开始，经蒸煮、喷放至浆料除节、洗涤后，黑液送碱回收系统，浆料送筛选、漂白系统止;包括小放汽后回收松节油和喷放汽的热回收。3.3 图l中符号说明:Ql一一纤维原料带入的热量;Q2-一通入的过热蒸汽带人的热量;Q3一一加入的洗涤水、冷却水、温水带入的热量;Q4一一一加入蒸煮药剂带入的热量;Qs一一蒸煮反应热的热
4、量;Q6一一浆料(排渣)带出的热量pQ7一回收松节油带出的热量;1 G/T 27718-2011 Q8一加热蒸煮锅体(保温层)消耗的热量;Qg一一排出冷凝水(温水、污冷水)带出的热量;Q10 排出黑液带出的热量;Ql1 散热损失的热量。图l中符号的单位为MJ。4 能量平衡计算公式说明(以生产1锅化学浆为基准)4. 1 输入热量4. 1. 1 纤维原料(浆料)带人的热量Q1按式。)计算:Q1=(C纤m1纤+C水m1水) (t1 - to) ( 1 ) 式中:C纤纤维原料的比热容，MJ/(t.C); C水一一水的比热容，MJ/(t.C); m1纤一一绝干纤维的量，t;m1水纤维原料中含水的量，t;
5、t1 -一纤维原料的温度，.C;to 一一基准温度，to=O.C。4. 1.2 通人的过热蒸汽带入的热量Qz按式(2)计算:Qz =C汽(tg -tb)十Yb十C，* (tb - to) m2 .10.( 2 ) 式中:C汽一一过热蒸汽的比热容，MJ/(t.t); m2 通人的蒸汽的量，t;tg 过热蒸汽的温度，OC;tb一相应压力饱和蒸汽的温度:C;Yb 相应压力下的汽化潜热，MJ/t.4. 1.3 加入的洗涤水、冷却水、温水带人的热量也按式(3)计算:Q3 =C水m3水(t3-tO) 式中zm3水一一送入水的量，t;b 送入水的温度，.C。4. 1. 4 加入蒸煮药剂带人的热量G按式(4)
6、计算:.( 3 ) Q4=(C无机m元机+C水m4水) (t4 - to) ( 4 ) 式中:C元机元机物的比热容，MJ/(t.C); m湖一一蒸煮液中元机物的用量，t;m4水一蒸煮液中水的用量，t;t4 一-送入蒸煮液的温度，.C。4. 1.5 蒸煮反应热的热量Qs按式(5)的计算:Qs =A . ms .( 5 ) 式中:ms一-加入原料的量，kg;2 GB/T 27718一2011A一蒸煮反应的单位发热量，MJ/峙。4.2 输出热量4.2. 1 浆料(排渣)带出的热量也按式(6)计算:Q6=(C纤m6纤十C水m6水).(t6-tO)( 6 ) 式中:m6纤一一绝干纤维的量，t; m6水一
7、一浆料中含水的量，t;t6 一一浆料的温度，.C。4.2.2 回收松节油带出的热量Q7按式(7)计算:Q7 =A汹m7泊式中:m7泊回收松节油的量，t;A油一一一松节油的蒸发热，MJ/t.4.2.3 加热蒸煮锅体(保温层)消耗的热量Q8按式(8)计算zQ8 = C8 m8 (t8 - to) 式中:C8一一蒸煮锅体(保温层)的比热容，MJ/(t.C); m8一一蒸煮锅(保温层)的质量，t;t8一一蒸煮锅(保温层)的温度，.C。4.2.4 排出冷凝水(温水、污冷水)带出的热量也按式(9)计算:Qg =C水mg (tg - to) 式中:mg一一冷凝水(温水、污冷水)的质量，t;h一一冷凝水(温水
8、、污冷水)的温度，.C。4.2.5 排出黑液带出的热量Q10按式(10)计算zQIO =C黑.m lO (tlO - to) 式中:C黑黑液的比热容，MJ/(t.C); mlO一一黑液的质量，t;tlO一一黑液的温度，.C。4.2.6 散热损失的热量Qll按式(11)计算:式中:Q人-一输入的热量，MJ;Q出输出的热量，MJ。Qll =Q入一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(12)，即:. ( 7 ) . ( 8 ) ( 9 ) . ( 10 ) . ( 11 ) P=C.K .Pi=c. (K1P1+K2P2十+KnPn).( 12 ) 式中z一一
9、参差系数，一般取=0.80. 9; K;-一用电设备的需要系数;3 GB/T 27718-2011 P厂一用电设备的装机容量，kW。5 间歇蒸煮(立锅)系统有关效率的计算5. 1 间歇蒸煮(立锅)系统生产1t浆所需热能Q(GJ/t浆)和蒸汽量M(t/t浆)，按式(13)和式(14)计算:Q=Q2/G M =m2/G (附蒸汽参数)、，、，JnQ6.2=C水m6.2 (t6.2-tO) 11 GB/T 27718-2011 =4.187 X 76.484 5 X (90一0)= 28 82 1. 65 (MJ) A. 3. 6.4 散热损失的热量Q6.3Q6.3=QI. S+Q6.1-QU =1
10、8043.77+11 723.60-28821. 65=945. 72(MJ) A. 3. 7 污热水槽能量平衡计算A. 3. 7.1 送入污热水槽的能量Q6.2=28 82 1. 65(MJ) A. 3. 7.2 污热水槽排污所带走的热量Q7.1m7.1=mI.5二6.4845(t)Q7.1 =c水m7.1 (t7.1-tO) =4.187 X 6.484 5 X (40一0)=1 086. 02(MJ) A. 3. 7. 3 送去板式换热器的热量Q7.2Q 7.2 = Q6.2 - Q 7.1 =28821. 65-1086.02=27 735. 63(MJ) A. 3. 8 板式换热器能
11、量平衡计算A. 3. 8.1 换热后污冷水带出的热量Q6.1=11 723. 60(MJ) A.3.8.2 由污水槽送来的污热水带入的热量Q7.2=27 735. 63(MJ) A. 3. 8. 3 加入冷却水带人的热量Q8.1m8. 1 = m8. 2 = 72 ( t) Q8.1=C水m8. 1 (t8. 1 - to ) =4.187 X 72 X (20一0)=6 029. 28(MJ) A.3.8.4 换热后热水带出的热量Q8.2Q8.2 =C水.m8.2. (t8.2-tO) =4.187 X 72 X (70一0)=21 102. 48(MJ) A. 3. 8.5 散热损失的热量
12、Q8.3Q8.3 =Q7.2 +Q8.1 -Q6.1 -Q8.2 =27 735.63十6029.28-11 723.60-21 102.48=938. 83(MJ) A.3.9 清热水槽能量平衡计算A. 3. 9.1 由列管换热器送来冷凝水带入的热量Ql.lO=7 06 1. 79(MJ) A.3.9.2 由板式换热器送来的热水带人的热量Q8.2=21 120. 48(MJ) A. 3. 9. 3 送去水平带式洗浆机的热水带出的热量Q4.1=23 324. 83(MJ) A.3.9.4 由化学车间送来的热水带人的热量Q9.1m9.1=m4.1-m8.2=79.5825-72二7.5825(t
13、)Q9.1=C水m9.1 (t9.1-tO) 二4.187X 7.582 5 X (45-0)二1428.66(t) A.3.9.5 清洁冷凝水放热后带出的热量Q9.2m 9.1 =ml.lO =9. 37(t) Q9.2 =C水.m9.2 (t9.2 - to) =4.187 X 9.37 X (155一0)=6080. 99(t) A. 3. 9. 6 放热损失的热量Q9.3Q9.3 =Q1. 10 +Q8. 2十Q9.1- Q4.1 - Q 9.2 GB/T 27718-2011 =7 061. 79十21102.48+1428.66-23324.83-6086. 99=187. l1
14、(MJ) A. 3.10 各部消耗电能计算按式(12)计算出各用电设备的用电负荷，见表A.1(计算中取0.8日。表A.1间歇蒸煮(立锅)系统备用电设备的装机窑量(P)、需要系数(K)及用电负荷(p)序号电机编号和名称装机容量(P)需要系数(K)kW l 皮带配用电机1. 5 O. 65 2 下料皮带配用电机4 0.65 3 行走皮带配用电机3 0.65 4 药液循环泵配用电机55 0.65 5 水封泵配用电机7.5 0.75 6 喷射冷凝泵配用电机55 0.75 7 温水泵配用电机18.5 0.75 8 洗网水泵配用电机30 0.75 9 喷放锅搅拌器配用电机45 0.65 10 喷放锅拍浆泵
15、配用电机30 O. 75 11 除节机配用电机37 O. 70 12 风机配用电机55 O. 50 13 03样黑液泵配用电机18.5 0.7且14 水平带式洗浆机黑液泵配用电机(五台)7.5 O. 75 15 水平带式洗浆机上银配用电机30 0.50 16 水平带式洗浆机下辘配用电机30 0.50 17 真空洗浆机黑液泵配用电机(四台)18.5 O. 75 合计A.4 间歇蒸煮(立锅)系统能量效率的计算A. 4.1 间歇蒸煮(立锅)系统生产1t浆所需热能Q(GJ/t浆)和蒸汽量M(t/t浆)Q =Q1. 2/G =276 670.08-;.-5.895=4 693. 82(MJ/t浆)=4.
16、 69(GJ/t浆)M =m1.2 /G(1. 0 MPa, 270 .C) =9.37-;-5.895= 1. 590(t中压汽/t浆)0.975 2.6 1. 95 35. 75 5.625 41. 25 13.875 22.5 29.25 22.5 25.9 27.5 13.875 5.625 15 15 13.875 293.05 A.4.2 间歇蒸煮(立锅)系统生产1t浆所消耗的电能(kW.h/t浆)，(1 kW . h=3. 596 MJ) 13 GB/T 27718-2011 用电负荷=c. K . P; =c. (K1P1+K2P2+ +KnPn) =0.85 X 293.05
17、=249. 09(kW) 折算为单位产品(1t)的用电量，即=22.5. P/(G. b. n) =22.5 X 249.09-;- (5.895 X 5 X 4) =47. 54(kW h/t浆)=170.95(MJ/t浆)折算为1锅浆(5.895 t浆的用电量为，170. 95X5. 895=1007. 75(MJ/锅浆)A.4.3 间歇蒸煮(立锅)系统的热效率币Q供给=Ql.l十Q1.2十Q1.3+ Q1.4 + Q2.1 + QS. 1 + Q9.1 =1 837.27+27 670.08+2 986.80+11 644.17十2679.68+6 029.28+ 1 428.66 =5
18、4 275. 95(MJ) Q损失=Q1.9十Ql.ll+Q2.5十Q3.2十Q3.4十Q4.4+QS. 3 +Q7.1十QS.3+Q9.3 =1 702.80+1 262.62+54.39+4686.15+1436.91+2 510.67+945.72+ 1 086.02+938.83十187.11=14811.21(MJ) 可=(Q供给Q损失)/Q供给= (54 275.95-14 81 1. 21) -;.-54 275.95=72.71 % A.4.4 间歇蒸煮(立锅)系统的能量效率如可能=(Q供给十Q电-Q损失)/(Q供给+Q电)X 100% 二(54275.95+1007.75-1
19、4811.21) -;-(54275.95+1007.75)=73.21% A.5 能量平衡表间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡表见表A.2, 表A.2间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡表序号项输入能量目MJ Ql.l木片带人的热量1 837.27 Q1.2通人过热蒸汽带人的热量27 670.08 QI.3木片的放热反应热2 986.80 Ql.加入药液带人的热量11644.17 列管换热Q1.5喷放蒸汽带出的热量器、蒸煮Q1.6小放汽带出的热量1 锅、喷放Q1.7喷放锅送出浆料带出的热量锅Ql.B浆料带出黑液带出的热量Q1.9表面散热损失的热量Ql.IO列管换热器排出冷凝水带出的热量Ql.l1其他散热损
20、失l口. 计44 138.32 14 输出能量MJ 18 043.77 2 916.32 838.86 12 312.16 1 702.80 7 06 1. 79 1 262.62 44 138.32 GB/T 27718-2011 表A.2(续)序号项目输入能量输出能量MJ MJ Q_s小放汽带人的热量2 916.32 Q2.1加入冷水带人的热量2 679.69 国液捕集Q2.2排出温水带出的热量5 359.36 器、螺旋2 换热锅、Q2.3排出松节泊带出的热量33.84 油水分Q2.4送走黑液的热量148.41 离器Q2.S散热损失的热量54.39 t口计5 596.00 5 596.00
21、 Q1.7+Q.S喷放锅送出浆料带人的热量13 151. 02 Q，.l加入黑液带入的热量35 195.91 除Q3.2渣浆带出的热量4 686. 15 3 节机Q3.3除节后浆料带出的热量42 223.87 Q，.4散热损失的热量1 436.91 i口L 计48 346.93 48 346.93 Q，.3除节后浆料带人的热量42 223.87 Q4.1加入热水带入的热量23 324吨83怵平带式Q.2送去浆池的浆料带出的热量15 560. 92 4 洗浆机Q1.3进入黑液槽的黑液带出的热量47477.11 Q4.4散热损失的热量2 510.67 J口E 计65 54$.70 65 548.7
22、0 Q2.4/J、放汽送人的黑液的热量148.41 黑Q4.3水平洗浆机送入黑液的热量47477.11 5 液Q3.1送去除节机的黑液带出的热量35 195.91 槽QS.l送去碱回收的黑液带出的热量12 429.61 i口L 计47 625.52 47625.52 Q_S喷放蒸汽带出的热量18 043.77 旋浆分离QS.l加入污冷水带人的热量11 723.60 6 器、喷射QS.2热交换后污热水带出的热量28 821. 65 冷凝器QS.3散热损失的热量945. 71 I口L 计29 767.37 29767.37 15 GB/T 27718一-2011表A.2(续)序号项目输入能量输出能
23、量MJ MJ Q6.2热交换后污热水带入的能量28 82 1. 65 污7 热Q.I污热水槽排污所带出的热量1 086.02 水Q.2送去板式换热器的热量27 735.63 槽J口K 计28 82 1. 65 28 821. 65 Q6.1换热后污冷水带出的热量11 723.60 板Q.2由污水槽送来的污热水带入的热量27 735.63 式Q8.1加入冷水带人的热量6 029.28 8 换热Q8.2换热后热水带出的热量21 102.48 器Q8.3散热损失的热量938.83 A口h 计33 764.91 33 764.91 Ql.lO列管换热器送来冷凝水带入的热量7 06 1. 79 Q8.2
24、由板式换热器送来的热水带人的热量21 102.48 清Q，.I送去水平带式洗浆机带出的热量23 324.83 热Q，.I由化学车间送来的热水带入的热量9 1 428.66 水槽Q，.2清洁冷凝水放热后带出的热量6 080.99 Q9.3散热损失的热量187.11 t口计29 592.93 29 592.93 A.6 能量平衡流向图间歇蒸煮(立锅)系统能量流向图见图A.2016 黑液35195.91 比例】:3000MJ 送去水平带式洗浆机的热水23324.83 送碱回收的黑液冷凝水回流动力锅炉6080.99 图A.2间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡流向G/T 27718-2011 蒸汽冷凝水706
25、1. 79 1 1 -FON|-hhNH8 华人民共和国家标准间歇蒸煮(立锅)系统能量平衡及能量效率计算方法GB/T 27718 2011 国白* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 开本880X12301/16 印张1.5字数33千字2012年5月第一版2012年5月第-次印刷* 书号:155066. 1-44738定价24.00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)68510107GB/T 27718-2011 打印日期:2012年6月18H F002
