ICS 77.180 YS H 92 中华人民共和国有色金属行业标准 YS/T664-2007 铝用炭素生产专用设备 热平衡测定与计算方法 热媒炉 Determination and calculation of heat balance of special equipmentsfor carbon production -Heating medium furnacc 2007-11-14发布 2008-05-01实施 国家发展和改革委员会 发布 YS/T664—2007 前 言 本标准由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位：中国铝业股份有限公司贵州分公司。 本标准主要起草人：裴天毅、刘贵生、项阳、崔鲁川、王强。 YS/T664—2007 铝用炭素生产专用设备 热平衡测定与计算方法 热媒炉 1范围 本标准规定了炭素厂热媒炉的热平衡测定与计算基准、测定条件、测定项目及测定计算方法。 本标准适用于以燃油、煤气、余热烟气为燃料的热媒炉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 基准温度采用环境温度，单位为摄氏度（℃）。 2.2基准压力 基准压力采用101325Pa。 2.3燃油、煤气的发热量 燃油、煤气的发热量按应用基（低位）发热量计算。 2.4热平衡测定范围及计算体系 热媒炉热平衡测定范围与计算体系包括：热媒炉整个炉体、热媒进出管道以及燃料进人炉体管道， 烟气管道。 3设备状况及流程 3.1设备状况 3.1.1在表1的备注栏内写明设备的新旧程度、特点及存在问题。 3.1.2 设备及生产概况填写测定前三个月内某月的平均值，内容及报告格式见表1。 表1设备及生产概况 厂名： 车间： 项 目 单位 数值或内容 炉型 炉体规格(直径X高度) m 设计产能 m°/h 建成投产日期 最后次大修日期 燃料种类 燃料单耗 kg/t 备注 YS/T664—2007 3.2工艺流程示意图 工艺流程示意图见图1。 空气 燃料 热媒 热媒炉 烟气 热媒 图1热媒炉工艺流程图 4热平衡测试条件 4.1被测设备和工艺要求 热媒炉热平衡测定，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，测定次数不少于两个班次。 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。 测定项目和方法 测定项目和方法以及报告格式见表2。 表2热媒炉热平衡测定项目和方法 测点 测定仪器 测定 取值 项 目 符号 单位 位置 与方法 额率 原则 数据 温度 ℃ 水银温度计 2小时1次 算术平均值 t 系统 算术平均值 大气 压力 P Pa 环境 大气压力表 2小时1次 位置 相对湿度 % 干湿球温度计 2小时1次 算术平均值 入炉热媒量 M m/h 在线测定或现场实测 2小时1次 算术平均值 进炉热媒温度 ℃ 温度计 2小时1次 算术平均值 t 热媒 热媒 ℃ 进出 温度计 2小时1次 算术平均值 出炉热媒温度 tz 管道 热媒压力 P Pa 压力表 2小时1次 算术平均值 热媒密度 ad kg/m3 取样分析计算 2 YS/T664—2007 表2(续) 测点 测定仪器 测定 取值 测定 项 目 符号 单位 位置 与方法 频率 原则 数据 燃料流量 M2 kg/h 在线测定 2小时1次 算术平均值 燃料 燃料温度 ℃ 算术平均值 燃料 t3 在线测定或温度计 2小时1次 管道 Qw kJ/kg 燃料低位发热值 计算 烟气温度 ℃ 数字式温度计 2小时1次 算术平均值 t 烟气中水分的体积分数 X. % 干湿球温度计 2小时1次 算术平均值 烟气流量 Ve Nm*/h 计算 CO2体积分数 9(CO,") % 烟气分析仪 2小时1次 算术平均值 烟肉 主 排放 CO体积分数 P(COF) % 烟 烟气分析仪 2小时1次 算术平均值 烟气 道 O2体积分数 9(O*) % 烟气分析仪 2小时1次 算术平均值 N体积分数 (s"N)d % 烟气分析仪 2小时1次 算术平均值 H2体积分数 P(H,*) % 烟气分析仪 2小时1次 算术平均值 CH体积分数 9(CH,") % 烟气分析仪 2小时1次 算术平均值 ℃ 算术平均值 炉顶表面温度 红外测温仪 ts 2小时1次 炉侧表面温度 ℃ 红外测温仪 2小时1次 算术平均值 ts 炉底表面温度 ℃ 红外测温仪 2小时1次 算术平均值 炉体 炉体 炉顶热流量 q1 kJ/(m². h) 热流计或计算 散热 表面 炉侧热流量 kJ/(m² . h) Q2 热流计或计算 炉底热流量 kJ/(m² - h) q3 热流计或计算 炉体散热 Q kJ/h 计算 6 热平衡计算 6.1 热媒炉热平衡计算表及报告格式见表3。 表3热媒炉热平衡计算表 序号 项目名称 符号 单位 依据或算式 数值 热收入 - Q=Qpw"XM2 式中： 燃料的燃烧热 Q: kJ/h Qnw" 燃料的应用基（低位)发热量，单位为千焦 每千克(kJ/kg)。 3 YS/T664—2007 表3(续) 序号 项目名称 符号 单位 依据或算式 数值 Q =M X C × (t -t) 式中： 2 燃料带人物理显热 Q2 kJ/h C1 燃料在t之间的平均比热容，单位为千 焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)]。 Q=M×P× C× (t-t) 式中： 热媒带入物理显热 Qs kJ/h 3 C 热媒在t～t之间的平均比热容，单位为千 焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)]。 合计 ZQ kJ/h 4 ZQ=Q:+Q+Q 二 热支出 Q'=M× Pr× C× (t2- t) 式中： kJ/h 1 热媒带走物理热 Qi 热媒在t～tz之间的平均比热容，单位为干 C3 焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)]。 Q'=V×Cg×(tt) 式中： 烟气带走热 Q' kJ/h 2 CFg 烟气在t～之间的平均比热容，单位为干 焦每标准立方米摄氏度[kJ/（Nm"：℃)]。 Q=V×Lp(CO)×12630+p(H,*)× 10790+(CH,*)×35840) 式中： P(CO)、P(H2)、P(CH,*)— 烟气中一氧化碳、氢 气、甲烷等可燃气体 的体积分数，数值 化学不完全燃烧损失热 Q' kJ/h 3 以%表示。 一氧化碳、氢气、甲 12 630,10790,35 840 烷等可燃气体的燃 烧热，单位为千焦每 标准立方米（KJ/ Nm)。 Q'=(q×A)+(q2×A2）+(q×A) 式中； 炉体表面散热 Q kJ/h AA2A -分别为炉顶、炉侧、炉底所对应区域 的表面面积，单位为平方米（m）。 差值 AQ kJ/h AQ=ZQ-（Q'+Q'+Q'+Q") 合计 MQ kI/h Q=Q'+Q'+Q'+Q'+Q 6 4 YS/T664—2007 6.2 热媒炉热平衡表及报告格式见表4。 表4 热媒炉热平衡表 收 人 数值 数值 符号 项目名称 符号 项目名称 kJ/t % kJ/t % Q: 燃料的燃烧热 Qi' 热媒带走物理热 Q2 燃料带人物理显热 Q' 烟气带走热 Q: 热媒带人物理显热 Q' 化学不完全燃烧损失热 Q* 炉体表面散热 AQ 差值 ZQ 合计 100 MQ 合计 100 6.3热平衡允许误差 热平衡允许相对误差为士5%，即|AQ/ZQ1×100%≤5%。