国家标准 GB/T33962一2017 焦炉热平衡测试与计算方法 Methodsofdeterminationandcalculationofheatbalanceincokeoven 2017-07-12发布 2018-04-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/33962一2017 焦炉热平衡测试与计算方法范围本标准规定了焦炉热平衡测试与计算的术语和定义、热平衡测试与计算基准、测试步骤,测试内容、部位与方法、物料平衡计算、热平衡计算,热平衡测试报告本标准适用于常规焦炉热平衡测试与计算,其他焦炉可参照使用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/T212煤的工业分析方法 GB/T2001焦炭工业分析测定方法 GB/T31391煤的元素分析术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3. 装煤量 eoalchargeweight 炭化室中装人煤料的质量 3.2 结焦时间 cokingtime 从煤料被装人炭化室中隔绝空气加热至焦饼与推焦杆接触即将被推出的时间 3.3 焦饼中心温度 cokecaketemperature 炭化室煤料最终形成焦炭并在推焦前半小时所测定的中心部的温度 3.4 加热煤气 heatinggas 用于加热炭化室使煤料受热形成焦炭的燃料 3.5 荒煤气 rawgas 炭化室中煤料受热形成焦炭同时释放出的未经净化处理的气体混合物 3.6 净煤气 purifiedgas 荒煤气经过净化后的煤气
GB/T33962一2017 热平衡测试与计算基准 4.1基准温度与压力热平衡计算以0C与101325Pa为基准 4.2燃料发热量加热煤气发热量采用低(位)发热量计算 4.3热平衡测试范围根据测试要求,以焦炉本体为测试体系热平衡测试时间 -般应在7d内完成全部测试项目,测试期间人炉煤料成分应稳定 4.5热平衡计算单位以每吨人炉物料消耗的热量为计算单位,即k/t 设备及炉子概况、炉子近期生产情况 S 5.1设备及炉子概况参考附录A填写 5.2炉子近期生产情况被测焦炉前一个月的生产指标参考附录B填写 o 测试准备 6.1熟悉设备状况熟悉炉子及有关设备的结构性能、操作与运行情况,并了解生产工艺流程等 6.2制定测试方案根据测试要求制定测试方案,并选择能够代表炉子实际生产情况的测试部位和测试点 6.3组织测试人员根据测试方案组织测试人员测试工作由专业技术人员指挥,按工作需要对测试人员进行分工,并根据情况进行必要的技术培训与安全教育 6.4 检修设备与准备测试仪器和工具准备好所需测量工具,对现场已有仪表及各种便携的测量仪器进行校正,满足测试要求工厂无计量装置时,在测试前应安装符合测试要求的计量装置
GB/33962一2017 6.5预备性测试正式测试之前对其中的关键项目进行必要的预备性测试,验证测试手段的可靠性测试步骤按测试内容进行测试与记录采用以测量为主,控制中心记录数据为参考的方法,对所测数据进行分析整理,并按本标准的计算方法进行计算对测试结果进行分析并提供测试报告测试内容、部位与方法 8.1主要测试内容主要测试内容参见附录C 8.2测试部位与方法 8.2.1入炉煤 8.2.1.1 炭化室装煤量当煤塔下设有地磅或其他计量设备时,可直接测定装人每孔炭化室的煤量无地磅时,模拟生产情况用磅杆测量煤车装煤量应测2孔炭化室3孔炭化室平煤、装煤带出的余煤量,应抽测一个笺号炭化室,并计算其平均值装煤量与余煤量的差值为每孔炭化室一次实际装煤量 8.2.1.2入炉煤的分析分三班在装煤车上采取煤样,每班取样一次,每个煤斗取1kg,并进行缩分形成一个试样,作为人炉煤分析用煤料人炉煤的挥发分,灰分分析,应按GB/T212的规定执行人炉煤的碳、氢、氧、氮的元素分析,应按GB/T31391的规定执行人炉煤的水分分析,应按GB/T212的规定执行 8.2.1.3入炉煤温度人炉煤温度在装煤车内直接测定,测定次数、时间与取煤样项目相同,测定工作与取煤样同时进行 8.2.2炼焦主要产品产率 8.2.2.1 -般要求确认生产计量准确及焦炉操作制度稳定时,其产品产率可取生产统计值(按月或季度平均值),其化合水产率用差额法计算但对个别产品产率需进行实测抽查对于生产计量设备不齐全者,根据具体情况进行实测当实测确有困难时可按经验公式估算 8.2.2.2焦炭全焦量由现场各炭化室的计量装置读取;无计量设施时,用磅秤或其他方法称量,抽测2孔炭化室 3孔炭化室的全焦量当在干熄焦后测量全焦量时,焦炭烧损率可按1%计算
GB/T33962一2017 全焦率由每孔炭化室平均全焦量与平均装煤量减去每孔余煤量)的比值计算试样应在筛分前采取,并按GB/T2001的规定进行焦炭工业分析 8.2.2.3焦油、粗苯、氨在测定期间内计量焦油、粗苯、氨的产量由各产品的产量与相应装煤量的比值,求得各产品的产率 8.2.2.4净煤气流量由洗苯塔后煤气流量计测得每小时流量净煤气产率由每小时煤气流量与每小时装煤量的比值计算 8.2.3焦饼中心温度每座焦炉需测3孔炭化室~5孔炭化室,可参照E.1进行测量 8.2.4荒煤气 8.2.4.1荒煤气出口温度在上升管根部用热电偶测量双集气管焦炉在机、焦侧分别测量,抽测3孔炭化室5孔炭化室从装煤到出焦的整个结焦周期内,每隔1h记录一次温度 8.2.4.2漏入加热系统的荒煤气量当用焦炉煤气加热时,可参照E.2进行测定当用贫煤气加热时,先更换为焦炉煤气加热,然后按E.2进行测定,如果更换焦炉煤气加热有困难时,可参照E.3进行测定 8.2.5加热煤气 8.2.5.1流量加热煤气流量由工厂现有的测量孔板,通过二次仪表或计算机系统直接读取后换算为标准状态下流量 8.2.5.2温度和压力在测定流量的同时,记录加热煤气的温度、压力当有煤气预热器时,还应测定进人焦炉前的煤气温度 8.2.5.3组成对加热煤气(贫,富或混合煤气),在地下室煤气管道取样孔上取样作成分全分析用贫煤气加热的焦炉(包括使用混合煤气),还要在洗苯塔后取焦炉煤气样作全分析 8.2.6烟气 8.2.6.1温度烟气温度用水银温度计或其他适宜的测温仪表,在两侧交换开闭器小烟道连接管处测量,测点数为 1/2的蓄热室数,在交换前5min开始读数
GB/33962一2017 8.2.6.2组成在测定烟气温度时,取烟气样,每侧取8个样(并考虑炭化室不同结焦周期),作组成分析 8.2.7炉体各部位表面温度每座焦炉选测全炉数1/3~1/2的炭化室(燃烧室及蓄热室) 炉体表面温度用红外测温仪测定,测定内容参照附录D 表面温度包括以下渊点炉顶部位:装媒孔盖与座、看火孔盖与座、炭化室顶砖、燃烧室顶砖、炉端墙、抵抗墙等,按机、 a 焦、中各抽测三点; b 机、焦两侧部位:炉门、炉门框、炉柱、保护板、小炉头砌体、炉端墙、抵抗墙等均按上、中、下各抽测三点; c 蓄热室部位:主墙,封墙、炉柱、炉端墙,抵抗墙等各抽测两点; 基础顶板(有地下室焦炉);机、焦、中各抽测5点 d 8.2.8炉体四周大气及室内环境参数 8.2.8.1大气温度、环境温度、风速应与炉体表面温度测量同时进行 8.2.8.2用气压计测定大气压力 8.2.8.3在熄焦车、推焦机轨道外侧及焦炉两端测定大气温度与相对湿度测定两侧蓄热室走廊及地下室空气温度和相对湿度,各抽测3点 8.2.8.4 8.2.8.5用风速表测定炉顶及机、焦两侧的风速物料平衡计算 9.1物料收入项计算人炉干煤量按式(1)计算 9.1.1 100一M G=1000× l00 式中 -人炉干煤量,单位为千克每吨(kg/t); GM M -人炉煤的含水量,% g.1.2人炉煤所带人水量按式(2)计算 M Gs=1000X 100 式中 -人炉煤所带人水量,单位为千克每吨(kg/t): Gs -人炉煤的含水量,% M g.1.3收人物料量总量按式(3)计算习G=G十Gs=1000 式中: -收人物料总量,单位为千克每吨(kg/t); 人炉干煤量,单位为千克每吨(kg/t); 人炉煤所带人水量,单位为千克每吨(kg/.
GB/T33962一2017 9.2物料支出各项计算 9.2.1全焦量按式(4)计算 KJd G =G义 100 式中全焦量,单位为千克每吨(kg/t):; G M -人炉煤的含水量,%s; 人炉煤干燥基全焦率 K Id 焦油量按式(5)计算 9.2.2 00-MA00-Aa Ky. .(5 G=100o 100 100 100 式中 G 焦油量,单位为千克每吨(kg/t); M 人炉煤的含水量,% -人炉煤干燥基灰分,%; AM.d K 人炉煤干燥无灰基干燥产率,% Y，dn 9.2.3粗苯量按式(6)计算 100一M100 AM.aKp G=1000 100 100 100 式中 G8 -粗苯量,单位为千克每吨(kg/t); M 人炉煤的含水量,% 人炉煤干燥基灰分,% AM.d4 K -人炉煤干燥无灰分基粗苯产率,% Bda 9.2.4氨量按式(7)计算 100一M Kd G=1000× 100 100 式中 G -氨量,单位为千克每吨(kg/t); M 人炉煤的含水量,% 人炉煤干燥基氨产率,% N A.dl 9.2.5净煤气量按式(8)计算 100一M KMo:dl =1000× 8 Giua 100 100 式中净煤气量,单位为千克每吨(kg/); Gd Mo M 人炉煤的含水量,% 人炉煤干燥基净煤气产率,% K MQd 9.2.6荒煤气带出的水量按式(9)计算 Gs=Gs十G
GB/33962一2017 式中: -荒煤气带出的水量,单位为千克每吨(kg/t) GsHt 人炉煤所带人水量,单位为千克每吨(kg/t) Gs -化合水量,单位为千克每吨(kg/t),化合水量按式(10)计算 Gsx 100一M ×K (10 Gsx=1000×- sxdl 100 式中 M -人炉煤的含水量,%; 人炉煤干燥基化合水产率,可按经验式(11)计算 Ksx.d 18ONM 1l Ks.=a 16 式中: Ks 人炉煤干燥基化合水产率; sxdl 煤中总氧量转化为化合水转化系数(一般可取0.30.5); O 人炉煤干燥基含氧量,% 9.2.7 物料各项收人总和习G与已副各项支出总和之差值G按式12)计算 (12 AG=习G-(G十G+GA+G+Gwa十Gs 式中: 物料平衡差值,单位为千克每吨(kg/t); G >G 收人物料总量,单位为千克每吨(kg/t):; 全焦量,单位为千克每吨(kg/t); GG G 焦油量,单位为千克每吨(kg/t); -氨量,单位为千克每吨(kg/t) 粗苯量,单位为千克每吨(kg/t); GOa 净煤气量,单位为千克每吨(kg/t) 荒煤气带出的水量,单位为千克每吨(kg/t) GsH 差值包括未测出的支出及误差物料平衡允许相对误差值为士5%以内,按式(13)计算， G ×100<5 ( 式中物料平衡差值,单位为千克每吨(kg/t); G 习G -收人物料总量,单位为千克每吨(kg/t). 9.2.8支出总和计算按式(16)计算习G'=G十G+GA十Gn+Gwo十Gs十G 14 式巾 Y 物料支出总和,单位为千克每吨(kg/t); 全焦量,单位为千克每吨(kg/t).; 焦油量,单位为千克每吨(kg/t); G 氨量,单位为千克每吨(kg/D); 粗苯量,单位为千克每吨(kg/t); G 净煤气量,单位为千克每吨(kg/t); rNa Gst 荒煤气带出的水量,单位为千克每吨(kg/t); AG 物料平衡差值,单位为千克每吨(kg/t)
GB/T33962一2017 9.3物料平衡表物料平衡表见表1 表1物料平衡表收人支出数值占湿煤占干煤/ 数值/ 占湿煤，占干煤符号项目符号项目 % % kg/tD kg/tD %6 干煤量 G 全焦量人炉煤水量 Gm 焦油量 Gs G 粗苯量 G 氨量净煤气量 Gso 人炉煤带 Gs 人水量 AG 差值合计 100 100 习G 合计 100 100 10热平衡计算 0.1热量收入各项计算 0.1.1加热煤气燃烧的化学热量按式(15)计算 Q=Qw×V.MOa 15 式中加热煤气燃烧的化学量,单位为千焦每吨(kg/t); Q Qw -加热煤气的低(位)发热量,单位为千焦每立方米(k/m'); 每吨湿煤所需加热煤气标准流量,单位为立方米每吨(m/t). 'n,Mo 10.1.2加热煤气的低(位)发热量按式(16)计算 Qw=136.4fw十107.9e用十685.3CH 十 16 式中加热煤气的低(位)发热量,单位为千焦每立方米(kJ1/m) Qw 煤气中各可燃成分的含量(体积分数),% PcoPHgPH 10.1.3每吨湿煤所需的加热煤气标准流量按式(17)计算 V 17 0,MQ 式中 V 每吨湿煤所需的加热煤气标准流量,单位为立方米每吨(m/t); ,Mo 每小时加热煤气标准流量,单位为立方米每小时(m'/h) V G -全炉每小时平均装煤量,单位为吨每小时(t/h). 10.1.4加热煤气标准流量按式(18)计算
GB/33962一2017 p十 )O.804十)T " V =V P十O.804十)T 式中: V -每小时加热煤气标准流量,单位为立方米每小时(m/h) v 流量仪表读取加热煤气流量,单位为立方米每小时m'/h); 孔板设计条件下标准状态的煤气密度、实际操作条件下标准状态的煤气密度,单位为 po、p0 千克每立方米(kg/m'); T 与丁温度下煤气中水汽含量,单位为千克每立方米(kg/m'); fo、孔板设计条件下加热煤气绝对温度,实际操作条件下的加热煤气绝对温度,单位为开尔文K); 孔板设计条件下加热煤气绝对压力实际操作条件下的加热煤气绝对压力,单位为帕 p、声o 斯卡(Pa) 10.1.5 全炉每小时平均装煤量按式q9)计算 NG 19 式中: G 全炉每小时平均装煤量,单位为吨每小时(t/h); G 每孔炭化室装煤量,单位为吨(t) N 每座焦炉炭化室孔数; 结焦周期,单位为小时(h) 0.1.6加热煤气带人的显热量按式(20)计算: Q，=V 十Vo.oM 20 o,MoCMQlMQ o,MQMMQcsoMo 式中加热煤气带人的显热量,包括干煤气显热和水煤气显热,单位为千焦每吨(kJ/t); Q V -每吨湿煤所需加热煤气标准流量,单位为立方米每吨(m/t); o,Mo 加热煤气的温度,单位为摄氏度(C); to Mwa 加热煤气中水汽的含量,%; 0txo间水汽的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[k/m C] CsQ 加热煤气中干煤气在0ts间的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/ CMQ (mC)] 0.1.7漏人荒煤气的燃烧热量按式(21)计算 p Q=Qw a 式中漏人荒煤气的燃烧热量,单位为千焦每吨(kJ/t); Q. Q 荒煤气的低(位)发热量,单位为千焦每立方米(kJ/m'); 重 -每小时由炭化室漏人加热系统的荒煤气量,单位为立方米每小时(m'/h); G 全炉每小时平均装煤量,单位为吨每小时(t/h) 加热煤气与漏人荒煤气所需助燃空 10.1.8 三气的显热量按式(22)计算: 22 Q=(V.xaLR十 Lnowd 式中: 加热煤气与漏人荒煤气所需助燃空气的显热量,单位为千焦每吨(k/) Q
GB/T33962一2017 V -每吨湿煤所需加热煤气标准流量,立方米每吨(m'/t); 0,MQ 燃烧每立方米加热煤气及漏人荒煤气的实际空气需要量,由燃烧计算得到,单位为立 LR、LH o 方米每立方米(m'/ 蓄热室走廊空气平均温度,单位为摄氏度(C); tKQ 空这气在0to间的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/m C] C'Q 10.1.9人炉干煤带人显热量按式(23)计算 23 Q =GwcMt8 式中 -人炉干煤带人显热量,单位为千焦每吨(kJ/t); Q -每吨人炉煤中的干煤量,单位为千克每吨(kg/t); 干煤在0l间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[k/kgC],其可按式(24 CM 计算; 人炉煤的温度,单位为摄氏度('C). M AMd A cM=1.,09(1 十0.71X (24 10o 10o 式中人炉煤干燥基灰分,%; AM.d -干煤中可燃物质的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kk/(kgC]; 1.09 0.71 -干煤中灰分的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kgC)] 0.1.10人炉煤水分带人的显热量按式(25)计算: 25 Q.=G.cst 式中 Q -人炉煤水分带人的显热量,单位为千焦每吨(k/t) 水在0t间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[k/kgC] cs 人炉煤的温度,单位为摄氏度('C). M 0.1.11收人热量总和按式(26)计算 26 习Q=Q十Q十十Q 式中 >Q -收人热量总和,单位为千焦每吨(k/t); -加热煤气燃烧的化学量,单位为千焦每吨(kg/t); Q -加热煤气带人的显热量,包括干煤气显热和水煤气显热,单位为千焦每吨(kJ/t); -漏人荒煤气的燃烧热量,单位为千焦每吨(kJ/t) 加热煤气与漏人荒煤气所需助燃空气的显热量,单位为千焦每吨(k/t); -人炉干煤带人显热量,单位为千焦每吨(k/t); Q -人炉煤水分带人的显热量,单位为千焦每吨(k/t) 10.2热量支出各项计算 0.2.1焦炭带出的热量按式(27)计算 Q'1=Gjci 式中 Q' 焦炭带出的热量,单位为千焦每吨(k/); G 每吨人炉煤生产焦煤量,单位为千克每吨(kg/t); 焦饼平均温度,单位为摄氏度(C) 10
GB/33962一2017 焦炭在0~间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[k/kgC)],按式(28)计算 V Ajd CJ"d 十ccX 十cvX 28 c1=CX 10o 00 式中: e、和ce 分别为焦炭灰分和固定碳在0间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[/(kgC]; A.a、e1..和V.a 分别为焦炭干燥基灰分、固定碳和挥发分的含量,% 挥发分在0一间的体积平均比热容,按焦炉煤气平均比热容计算,单位为 C 千焦每立方米摄氏度[k/mC] 煤炭中挥发分的密度，可按焦炉煤气密度计算,单位为千克每立方米 pV kg/m') 为简化焦炭比热容(e)计算,取经验数1.506[J/(kgC],它与计算值将偏离0.6%左右 0.2.2焦油带出热量按式(29)计算 Q'=Gy(418.68十cyh 29 式中: Q" 焦油带出热量,单位为千焦每吨(kJ/t); 每吨人炉煤气生成焦油量,单位千克每吨(kg/t) G 焦油气在0~t间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kgC],c=1.277 C' 十1.641×10“t 'ih; 结焦周期前半期荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C). ti 粗举带出热量按式(30)计算 10.2.3 Q'=Gn(431十e 30 CHQt1h 式中: Q -粗苯带出热量,单位为干焦每吨(/ G 粗苯量,单位为千克每吨(kg/D) 粗辈气在0一a间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg”C].C团=1.026 HQ 十1.285×10-》t 'h; 结焦周期前半期荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C) lIn 10.2.4氨带出热量按式(31)计算 31 Q'=GAcx'i 式中 Q 氨带出热量,单位为千焦每吨(k/t) G 氨量,单位为千克每吨(kg/t); 结焦周期前半期荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C); f1h 氨在0~'间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg，],c值可查有关 c 资料或按式(32)计算 32 c入=2.072十0.775×10 式中: 氨在0~t间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kgC)]; CA 结焦周期内荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C),按式(33)计算马t十 th= 33 S 1
GB/T33962一2017 式中结焦周期内荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C); t 结焦周期前半期荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C); h 结焦周期后半期荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C) '2h 0.2.5净煤气带出热量按式(34)计算 GMa12 (n心中 34 5C2htah 式中 Q 净煤气带出热量,单位为千焦每吨(kJ/t): 净煤气量,单位为千克每吨(kg/t); GMa 分别为0一t及0~ta间净煤气平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[k/miC] C1h、C2h 结焦周期前半期荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C) 6 结焦周期后半期荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C); ta6 净煤气密度,单位为千克每立方米(kg/m) p 0.2.6水汽带出热量应按式(35)一式(39)计算 Q.' =Q.，" 十Qe2十Qe 35 =Gs2500,.8十 36 Q. 十csQ tIh Qe，=(0.25Gs十1.25Gs[cso'(t一450)一2093] 37 =6594×0.25(Gs 38 +G.s>) Q." 450c tIXCsa Cso 39 CsQ 450 t1 式中 Q 水汽带出热量,单位为千焦每吨(k/t) Q 人炉煤带人水分所消耗的热量,单位为千焦每吨(/); Q -化合水在生成过程所消耗热量与其带出热量之和,单位为千焦每吨(k/t) Q 水汽与焦炭反应所消耗的热量,单位为千焦每吨(k/t); Ge 人炉煤所带人水量,单位为千克每吨(kg/t); 在0~t;时水汽平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[J/(kg]: Csa 结焦周期前半期荒煤气平均温度,单位为摄氏度(C); ts G 每吨人炉煤气生成的化和水量,单位为千克每吨(kg/t); 在450Cti时水汽平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[k/(kgC] Cso 在0C一450C时水汽平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/kgC)] csO 0.2.7烟气带出热量应按式(40)计算 Q'=(Va dl VR 40 ,MQ R,2cp t 式中烟气带出热量,单位为千焦每吨(kJ/t); Q 每吨湿煤所需的加热煤气标准流量,单位为立方米每吨(m'/t); 0.Mo 每小时从炭化室漏人加热系统的荒煤气量,单位为立方米每小时(m'/h) p 每立方米煤气在小烟道的空气系数下完全燃烧时的实际烟气量,单位为立方米每立 VR.a 方来(m'/m')通过燃烧计算求得) 从0~间烟气的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[k/m' ]; c 烟气平均温度,单位为摄氏度(C) t 12
GB/33962一2017 全炉每小时平均装煤量,单位为吨每小时(t/h); -不完全燃烧时的烟气量修正系数,当小烟道处烟气的空气系数a;>1时,按式(41)计算,当小烟道处烟气的空气系数ag<1时,按式(42)计算 100 d 41 0.5e" 00一0.5p'cOo 转 100 dl 100十1.88p'co十1.88p'，十9.52p' 4.762p' cCH o 42 式中不完全燃烧时的烟气量修正系数 -干姻气中各组分含量(体积分数),% 9'co、PH、9cH、po 10.2.8化学不完全燃烧损失的热量按式(43)计算更 Q.'=(V )d V只R.a(126.4p'co+107.9p'!+359e'cH，+ o,MQ 43 式中: -化学不完全燃烧损失的热量,单位为千焦每吨(k/t) Q -每吨人炉湿煤所需加热煤气的标准流量,单位为立方米每吨(m'/) V o,.Mo -每小时从炭化室漏人加热系统的荒煤气量,单位为立方米每小时(m'/h); p 不完全燃烧时的烟气量修正系数 V -每立方米煤气完全燃烧生成的烟气量,单位为立方米每立方米(m'/m') R,a2 co9'比、9'cH 干烟气中各组分含量体积分数),%; -全炉每小时平均装煤量,单位为吨每小时(t/h) 10.2.9炉体表面总散热量按式(44)式(49)计算 Q 44 =qs十qs十qs F 45 qs a1十a tb一te ( 19.38 台 46) dr t 47 =22.2+15.1w,(风速W<5m/s) ,"n风速w =27.69W" >5m/s 48 =0.lg 49 qs qsn gs，=(0,070,1)gs 50 式中炉体表面总散热量,单位为千焦每吨(J/t); Q 炉体表面散热量,单位为千焦每吨(kJ/t); gs1 由炉基础传人地下室热量,单位为千焦每吨(kJ/t); gs 打开炉门散失热量,单位为千焦每吨(k/t) gs 辐射传热系数,单位为千焦每平方米小时摄氏度[kJ/m' h C]; a 对流传热系数,单位为千焦每平方米小时摄氏度[/mh)] F -每孔炭化室炉体各部位散热面积,单位为平方米m) 分别为炉体表面及环境温度,单位为摄氏度(C); tb、l 结焦周期,单位为小时(h); 13
GB/T33962一2017 -每孔炭化室装煤量,单位为吨(t); G T、T 分别为炉体表面及环境绝对温度,单位为开尔文(K); w -风速,单位为米每秒(m/s) 10.2.10热平衡各项收人热量总和与支出各项热量总和之差按式(50)计算 Q=习Q一Q'十Q'十十Q,' 51 ( 式中: AQ 差值,单位为千焦每吨(kJ/t); >Q 各项收人热量之和,单位为千焦每吨(k/t) Q',Q'、,Q" 各项支出热量,单位为千焦每吨(J/t) 差值包括未测出的热量及误差热平衡允许相对差值为士5%,按式(52)计算: 4Q ×100%<5% 52 式中 AQ 差值,单位为千焦每吨(k/t) 习Q -各项收人热量之和,单位为千焦每吨(kJ/t) 10.3热平衡表热平衡表见表2 表2热平衡表收人支出数值数值符号项目符号项目 % kJ/ J/t 加热煤气燃烧的化学热量 Q 焦炭带出热量 Q 加热煤气带人的显热量焦油带出热量 Q 漏人荒煤气的燃烧热量粗笨带出热量加热煤气与漏人荒煤气 Q 氨带出热量所需助燃空气的显热量干煤带人显热量净煤气带出的热量人炉煤中水分带人显热量水汽带出的热量 Q 烟气带出的热量 Q 化学不完全燃烧损失热量 Q 炉体表面总散热量 Q 差值习Q 合计 0.4热效率及耗热量 10.4.1热效率按式(53)计算 Q'+Q'+Q'+Q +Q土Q -Q+Q ×100 心习Q-QQ 53 14
GB/33962一2017 式中: 热效率,% Q',Q',Q',Q'Q.',Q. -每吨人炉煤的炼焦产品;焦炭、焦油、粗苯、氨、净煤气、水汽等带出的热量,单位为千焦每吨(k/); -各项收人热量总和,单位为千焦每吨(J/t); 每吨人炉煤中干煤和水分带人的热量,单位为千焦每吨(k/). 、Q 0.4.2耗热量估算应按式(54)式(56)计算湿煤气耗热量应按式(54)计算 QwX.,Me 54 ga 1000G 式中: 湿煤气耗热量,单位为千焦每千克(k/kg); ge -加热煤气低发热量,单位为千焦每立米(k/m'); QDw V.a 每吨人炉湿煤需消耗的加热煤气标准流量,单位为立方米每小时(m/h):; 全炉每小时平均装煤量,单位为吨每小时(t/h). 当用焦炉煤气加热时,7%水分的湿煤耗热量按式(55)计算 -29.31M一7y 55 qh=qa 式中: -换算为水分的湿煤耗热量,单位为千焦每千克(J/kg); q -湿煤气耗热量,单位为千焦每千克(k/kg); g M 人炉煤的含水量,% 当用高炉煤气加热时,7%水分的湿煤耗热量按式(56)计算 -33.49(M一7 56 gh=ga一式中: -换算为水分的湿煤耗热量,单位为千焦每千克(k/kg); g 湿煤气耗热量,单位为千焦每千克(k/kg). g M 人炉煤的含水量,% 当用混合煤气加热时,7%水分的湿煤耗热量换算系数可按煤气混合比,将上述系数进行加权计算热平衡测试报告热平衡测试报告注意应包括以下内容前言; a b 主要设备概况及生产状况; 主要测定数据 c 物料平衡表 d 热平衡表 e 主要技术经济指标 f 分析及改进意见 hh) 测定单位、负责人、报告执笔人、审核人(签字) 15
GB/T33962一2017 附录 A 资料性附录) 焦炉概况表A.1焦炉概况表名; 炉号: 炉型投产日期加热煤气种类周转时间孔孔数炭化室有效容积 m 平均宽度 mm 炉体主要尺寸蓄热面积 m" 蓄热室格子砖尺寸 mm 炉顶厚度 mmm 炉体主要特征及存在缺陷 16
GB/33962一2017 附录B 资料性附录测定前一个月的生产状况表B.1测定前一个月的生产状况表名: 炉号: 煤种配煤比 % 焦焦油粗苯净煤气怀产品产率/% 立火道温度/"C 蓄热室温度/C 烟道温度/ 小烟道温度/C 总焦机侧焦侧机侧焦侧机机侧焦侧操作指标集气管压力蓄热室顶部吸力总烟道吸力烟道吸力 P 17
GB/T33962一2017 附录资料性附录) 主要测定项目表c.1主要测定项目厂车间)名炉名测定日期起止时间. 序号项目单位数值煤车装煤量 kg 余煤量 ke 实际装煤量 kkg 人炉煤温度干燥基挥发分 % 干燥无灰基挥发分工业人炉煤 % 分析干燥基灰分水分 C 元素 o 分析 N % 全焦量 kg/t湿煤全焦率固定碳挥发分焦炭干燥无灰基挥发分灰分 kg/t湿煤产量焦油产率 % kg/t湿煤产量粗苯产本 % t湿煤 ss 产量产品氨水产 % 产量 m/h 产率温度 co. 净煤气组成 C,H N 18
GB/33962一2017 表c.1续 (车间)名炉名: 测定日期起止时间序号项目单位数值上机侧平均焦饼中心中部温度平均焦侧平均结焦前期荒煤气心结焦后期温度平 C 均焦炉煤气 m'7h 表流量高炉煤气 m'/h 压力温度 CO 贝加热煤气 o c0 H 组成 c CH N 温度 cO 烟气组成 0. CO 压力温度 % 湿度 19
GB/T33962一2017 附录 D 资料性附录) 炉体表面散热测量项目表D.1炉体表面散热量项目表厂车间)名炉号表面温度环境温度！面积风速序号项目 m/s) m" 装煤孔盖、座看火孔盖、座炉顶炭化室顶燃烧室顶炉端墙小炉头炉门炉柱机侧炉框保护板炉端墙小炉头炉门炉柱焦侧炉框保护板炉端墙主墙封墙机侧蓄热式单墙斜道区主墙封墙焦侧蓄热式单墙斜道区抵抗墙地下散热打开炉门损失合计 20
GB/33962一2017 附录 E 资料性附录几项测定方法的补充说明 E.1焦饼中心温度测量法 E.1.1焦饼中心温度可用热电偶或高温计进行测量当用高温计测量时,需准备直径50mm钢管,管端缩口焊成尖端(不能漏气)作为测点 E.1.2待平好煤,换上特制带孔的装煤孔盖,将热电偶(特制套管)穿过盖孔沿中心线垂直插人炭化室 E.1.3每个装煤孔沿高度方向测点三点,即距炭化室底部600mm处,距装煤线下800mm处和上述两点中间 min、30min、15min E.1.4测点时间为推焦前60 E.2焦炉煤气加热时炭化室荒煤气漏失量测定法 E.2.1测定方法 E.2.1.1测量工作状态下加热煤气的流量、温度、压力、加热煤气组成和大气压力 E.2.1.2正常加热情况下,在总烟姻道或机、焦侧分烟道翻版前取烟气样,并分析其组成取样管插人的深度在烟道内部上部1/3处 E.2.1.3停止加热,关闭调节旋塞进风门开度不变，上升气流蓄热室顶部吸力与停止加热前保持致 5min后,在上述取样点再次取样,测定二氧化碳含量 E.2.1.4在两侧蓄热室走廊取空气样测定二氧化碳含量 E.2.2计算方法 E.2.2.1将工作状态的煤气流量换算成标准的流量 E.2.2.2从正常加热时烟气成分计算空气系数,并由加热煤气组成计算每立方米焦炉煤气燃烧所需理论干空气量 E.2.2.3计算每立方米荒煤气燃烧后生成二氧化碳为了简化,可将回炉煤气成分作为荒煤气成分进行计算 E.2.2.4每小时由炭化室漏人加热系统的荒煤气量按式(E.1)计算 V.a a.L.o 2)yD一Pco) .E.1 Yco,一asL0g L9 Pcoyn Pcox 式中: -每小时由炭化室漏人加热系统的荒煤气量,单位为立方米每小时m/Ah): 虫 V 焦炉煤气标准流量,单位为立方米每小时(m'/h); a 总烟道处烟气的空气系数; -每立方米焦炉煤气燃烧所需理论干空气量,单位为立方米每立方米(m/m); ！停止加热后烟气中的二氧化碳含量(体积分数),%; 9co 蓄热室走廊空气中的二氧化碳含量体积分数),%; co 21
GB/T33962一2017 V -每立方米荒煤气(或焦炉煤气)燃烧后所生成的二氧化碳体积,单位为立方米每立方 cog,H 米(m'/m') E.3贫煤气加热时炭化室荒煤气漏失量的测定 E.3.1测定步骤 E.3.1.1测定工作状态下加热煤气流量、温度、压力、煤气组成和大气压力 E.3.1.2正常加热情况下,在总烟道或机、焦侧分姻道翻板前取烟气样分析其组成取样管插人深度在烟道内1/3处 E.3.1.3测定荒煤气组成 E.3.2计算方法(空气法将工作状态的煤气流量换算成标准状态下的煤气流量漏人加热系统中荒煤气量按式(E.2)计算 Ye E.2 Vw 式中每小时由炭化室漏人加热系统的荒煤气量,单位为立方米每小时(m'/h). p Vo.y -当a=l时,每立方米荒煤气理论燃烧后生成的烟气量,单位为立方米每立方米(m'/m); 当a=1时,每小时漏失煤气理论燃烧后生成的烟气量,单位为立方米每小时(m/h). Y中.Yy 按式(E.3)计算 Vo.R[gcoa Pco)o.R.H V 、= E.3 Pco).R. Pco)o. 式中 V 当a=1时,每小时漏失煤气理论燃烧后生成烟气量,单位为立方米每小时(m'/h); p,y 当a=1时,每小时所用加热煤气理论燃烧后生成烟气量,单位为立方米每小时(nm/h) Vo.R -在理论空气量燃烧时,加热煤气所生成烟气中的二氧化碳含量(体积分数),% 9co 2oR 在理论空气量燃烧时,加热煤气及荒煤气所生成烟气中的二氧化碳含量(体积分 fceew 数),%; 在理论空气量燃烧时,荒煤气所生成烟气中的二氧化碳含量(体积分数),% 9Pco.n E.3.3计算方法(煤气法将工件状态的煤气流量换算成标准状态下的煤气流量漏人加热系统中荒煤气量按式(E.4)计算 VR Vo[Vco,,R 9co' 只,es" E.4 一 A V HPco入 cog 式中 p -每小时由炭化室漏人加热系统的荒煤气量,单位为立方米每小时(m'/h); V -加热煤气在标准状态下流量,单位为立方米每小时(m'/h). -每立方米加热煤气燃烧后所生成二氧化碳体积,单位为立方米每立方米(m'/mi); 'coR V -每立方米加热煤气在总烟道的空气系数下燃烧所生成的废气量,单位为立方米每立 R.a 22
GB/33962一2017 方米(m/m). 烟道废气中二氧化碳含量(体积分数),% Pco'w -每立方米荒煤气在烟道空气系数下燃烧所生成的废气量,单位为立方米每立方米 V m/m); Vco,m -每立方米荒煤气燃烧后所生成的二氧化碳的体积,单位为立方米每立方米(m'/m')

焦炉热平衡测试与计算方法GB/T33962-2017

焦炉是钢铁冶炼过程中非常重要的设备之一，其高温环境对设备的稳定性和效率要求极高，在生产过程中需要进行热平衡测试来保证设备正常运行。GB/T33962-2017标准规定了焦炉热平衡测试与计算方法，下面我们详细了解一下该标准的内容。

1. 焦炉热平衡测试的目的

焦炉热平衡测试的目的是为了确定焦炉内各部位的热量平衡情况，以便采取相应措施调整炉内工艺参数，保障炉内温度分布的均匀性。测试结果能够反映出焦炉热量分配、热损失等关键指标，为优化工艺提供数据支持。

2. 焦炉热平衡测试的方法

焦炉热平衡测试主要采用计算法和实测法两种方法。

计算法：根据炉内各部位的温度、热辐射等参数进行计算，得到炉内热平衡情况。
实测法：通过在焦炉顶端和底部位置设置测点，测量炉内气体流速、温度等参数，结合煤气分析数据，得到炉内热平衡情况。

3. GB/T33962-2017标准的内容

GB/T33962-2017标准规定了焦炉热平衡测试的具体步骤和计算方法，包括炉内温度测量、煤气成分分析、热辐射率测量、热平衡计算等。

3.1 炉内温度测量

炉内温度测量是热平衡测试的基础工作之一。常用的方法包括光学测温法、电磁感应测温法、热电偶法等。测试时需要在炉内设置多个测点，覆盖整个炉膛。

3.2 煤气成分分析

煤气成分分析是焦炉热平衡测试的另一个重要环节。通过对煤气中CO、CO2、H2、CH4等组分的分析，可以确定燃烧器的燃料比例和炉内空气过量系数，从而计算出炉内燃烧状态的参数。

3.3 热辐射率测量

热辐射率是指单位面积内热辐射能量的值，是热平衡计算中重要的参数之一。常用的测量方法包括辐射计法、热电偶法等。测试时需要根据不同高度设置多个测点，以获得整个炉内的热辐射率分布情况。

3.4 热平衡计算

通过对炉内温度、煤气成分和热辐射率等参数的测量，可以进行热平衡计算，得到炉内热量平衡状态的具体数值。热平衡计算主要包括炉内各部位的热量收支平衡和热损失计算两个方面。

4. 总结

焦炉热平衡测试是保障焦炉正常运行和优化工艺的关键环节之一。GB/T33962-2017标准规定了焦炉热平衡测试的具体步骤和计算方法，为相关行业提供了统一的技术标准。在实际生产中，需要严格按照标准要求进行测试与计算，并及时采取相应措施，以保障焦炉的稳定运行。