ICS85-010 Y30 中华人民共和国国家标准 GB/T27711—2011 叠 网造纸机系统能量平衡及 能量效率计算方法 Calculationmethodofenergyequilibriumandenergyefficiencyin horizontalgappapermachinesystem 2011-12-30发布 2012-07-01实施 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发布前 言 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业标准化技术委员会(SAC/TC141)归口。 本标准起草单位:大连工业大学、芬欧汇川(常熟)纸业有限公司、中国制浆造纸研究院、山东晨鸣纸 业集团齐河板纸有限公司。 本标准主要起草人:刘秉钺、陈曦、宁玲玲、黎的非。 ⅠGB/T27711—2011 叠网造纸机系统能量平衡及 能量效率计算方法 1 范围 本标准规定了制浆造纸企业叠网造纸机能量平衡及能量效率的计算方法。 本标准适用于制浆造纸企业叠网造纸机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/T27736—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 叠网造纸机能量平衡方框图见图1。 3.2 体系边界:从浆料进入造纸车间开始,至最后成纸送出车间为止。 图1 叠网造纸机系统能量平衡方框图 3.3 图1中符号说明: Q1———浆料带入的热量; Q2———加入化学药品带入的热量; Q3———加入清水带入的热量; Q4———新鲜空气带入的热量; Q5———通入蒸汽带入的热量; Q6———浆料带出的热量; Q7———排渣带出的热量; 1GB/T27711—2011 Q8———排水带出的热量; Q9———冷凝水带出的热量; Q10———湿热空气带出的热量; Q11———散热损失的热量。 图1中符号的单位为MJ。 4 能量平衡计算公式说明(以生产1t纸为基准) 4.1 输入热量 4.1.1 浆料带入的热量Q1按式(1)计算: Q1=(C纤·m1纤+C水·m1水)·(t1-t0)…………………………(1) 式中: C纤———绝干纤维的比热容,kJ/(kg·℃); C水———水的比热容,kJ/(kg·℃); m1纤———浆料中绝干纤维的量,kg; m1水———浆料中含水的量,kg; t1———浆料的温度,℃; t0———基准温度,℃;设基准温度t0=0℃。 4.1.2 加入化学药品带入的热量Q2按式(2)计算(药品自身的热值忽略不计): Q2=C水·m2水·(t2-t0) …………………………(2) 式中: m2水———化学药液的送入量,kg; t2———药液送入的温度,℃。 4.1.3 加入稀释水(清水)带入的热量Q3按式(3)计算: Q3=C水·m3水·(t3-t0) …………………………(3) 式中: m3水———加入稀释水(清水)的量,kg; t3———加入稀释水(清水)的温度,℃。 4.1.4 新鲜空气带入的热量Q4按式(4)计算: Q4=m4·I入 …………………………(4) 式中: m4———新鲜空气的量,kg; I入———新鲜空气的热焓值,kJ/kg; 其中,m4按式(5)、式(6)计算: m4=D·(1+H入) …………………………(5) D=W/(H出-H入) …………………………(6) 式中: D———干空气的量,kg; W———干燥1t纸所蒸发的水量,kg; H出———湿热空气的含湿量,kg水/kg干空气; H入———新鲜空气的含湿量,kg水/kg干空气。 2GB/T27711—2011 4.1.5 通入蒸汽带入的热量Q5按式(7)计算: Q5=C汽·m5·(t1-t2)+m5·(i″-i′)+C水·m5·(t2-t0)……………(7) 式中: C汽———通入蒸汽的比热容,kJ/(kg·℃); m5———通入的蒸汽的量,kg; i″———t2℃时饱和蒸汽的热焓值,kJ/kg; i′———t2℃时饱和水的热焓值,kJ/kg。 4.2 输出热量 4.2.1 浆料带出的热量Q6按式(8)计算: Q6=(C纤·m6纤+C水·m6水)·(t6-t0)…………………………(8) 式中: m6纤———绝干纤维的量,kg; m6水———纤维(成纸)中含水的量,kg; t6———浆料温度,℃。 4.2.2 排渣带出的热量Q7按式(9)计算: Q7=(C纤·m7固+C水·m7水)·(t7-t0)…………………………(9) 式中: m7固———排渣中绝干固体的量,kg; m7水———排渣中含水的量,kg; t7———排渣温度,℃。 4.2.3 排水带出的热量Q8按式(10)计算: Q8=C水·m8水·(t8-t0) …………………………(10) 式中: m8水———排水的量,kg; t8———排水的温度,℃。 4.2.4 冷凝水带出的热量Q9按式(11)计算: Q9=m9·(i′t-i′0) …………………………(11) 式中: m9———冷凝水的量,kg; i′t———t℃时冷凝水的热焓值,kJ/kg; i′0———0℃时水的热焓值,kJ/kg。 4.2.5 湿热空气带出的热量Q10按式(12)计算: Q10=m10·I出 …………………………(12) 式中: m10———湿热空气的量,kg; I出———湿热空气的热焓值,kJ/kg; 其中,m10按式(13)计算: m10=D·(1+H出) …………………………(13) 式中: D———干空气的量,kg; H出———湿热空气的含湿量,kg水/kg干空气。 4.2.6 散热损失的热量Q11按式(14)计算: 3GB/T27711—2011 Q11=Q入-Q出 …………………………(14) 式中: Q入———输入的热量,MJ; Q出———输出的热量,MJ。 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(15)即: P=∑ψ·Ki·Pi=ψ·(K1P1+K2P2+…+KnPn)………………(15) 式中: ψ———参差系数,一般取ψ=0.8~0.9; Ki———用电设备的需要系数; Pi———用电设备的装机容量,kW。 5 叠网造纸机系统有关效率的计算 5.1 叠网造纸机生产1t纸所需热能Q(GJ/t纸)和蒸汽量M(t/t纸)按式(16)、式(17)计算: Q=Q5 …………………………(16) M=m5(附蒸汽参数) …………………………(17) 5.2 叠网造纸机生产1t纸所消耗的电能p(kW·h/t纸)按式(18)计算: p=22.5P/G …………………………(18) 式中: 22.5———每天工作的时间,h; P———全系统的用电负荷,kW; G———日产量,t/d。 5.3 叠网造纸机生产1t纸消耗的清水量M(t/t纸) 5.4 叠网造纸机的热效率η(%)按式(19)~式(21)计算: η=Q有效/Q供给×100% …………………………(19) Q有效=Qa+Qb=(C水·m水+C纤·m纤)·(t2-t1)+W·(i″3-i′1)………(20) Q供给=Q5-Q9 …………………………(21) 式中: Qa———把压榨部湿纸页的温度加热到成纸的温度所需要的热量,kJ; Qb———把湿纸页中的水分由进干燥部的温度蒸发为烘缸罩水蒸气所需要的热量,kJ; m水———进入纸机干燥部的水的量,kg; m纤———进入纸机干燥部的纤维的量,kg; t1———纸料进入纸机干燥部的温度,℃; t2———纸料离开纸机干燥部的温度,℃; t3———烘缸罩内排出的湿热空气的温度,℃; W———干燥1t纸所蒸发的水量,kg; i″3———烘缸罩湿热空气中的水蒸气在t3℃时的热焓值,kJ/kg; i′1———湿纸页中的水分在t1℃时的热焓值,kJ/kg。 注:叠网造纸机系统能量平衡及能量效率的具体计算实例参见附录A。 4GB/T27711—2011