烧结机热平衡测试与计算方法

烧结机热平衡测试与计算方法

国家标准 GB/T34473一2017 烧结机热平衡测试与计算方法 Methodsofdeterminationandcaleulationofheabalaneeforsinteringmachine 2017-10-14发布 2018-07-01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/34473一2017 烧结机热平衡测试与计算方法 范围 本标准规定了烧结机热平衡测试的术语和定义、热平衡测试与计算基准、设备概况及主要技术参 数、测试的准备、测试的步骤、测试内容及方法、物料平衡计算、热平衡计算、测定结果分析与改进意见 热平衡测试报告 本标准适用于钢铁行业烧结机的热平衡测试与计算 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/T476煤中碳和氢的测定方法 GB50408烧结厂设计规范 3 术语和定义 GB50408界定的术语和定义适用于本文件 热平衡测试与计算基准 4.1基准温度和压力 基准温度为烧结机系统所在车间内距离设备1m处的环境温度 压力以一个大气压为基淮 4.2燃料发热量 采用收到基低(位)发热量 4.3测试范围 测试范围为烧结机(不包括环冷机),烧结大烟道的烟气测试截止到余热利用前 测试时间和频次 4.4 在物料品种及规格不变,系统工况稳定的情况下连续测试;热平衡测试应在烧结机系统连续运行的 8h内完成,每天测试次数不能少于2次,连续测试3天 4.5计算单位 物料平衡和热平衡的计算单位分别为单位重量成品矿所需物料量kg/t和所需热量kJ/t 设备概况及主要技术参数 参考附录A填写设备性能和概况及主要技术参数
GB/T34473一2017 测试的准备 6.1熟悉设备状况 熟悉系统及相关设备的机构、性能、操作与运行情况,并了解生产工艺及主要工作参数和物料计量 等;熟悉热工仪表的使用方法 6.2制定测试方案 根据测试目的及现场实际情况,制定测试方案 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 进行现场安全和测试技术的培训 测试时应严格遵守现场的安全生产制度 6.4检修设备与测试仪器和工具的准备 测试前应对被测试系统及相关仪器设备进行必要的检查及检修,以保证测试工作的顺利进行 准 备好测试仪器及所需工具,对现场已有的仪表及各种便携式测试仪器进行校正,达到测试要求的精度和 准确度,精度等级不低于1.5级,主要测试设备的精度要求如表1所示 现场无计量装置时应在测试前 安装计量装置或准备计量器具 表1热平衡测试主要设备及精度 序号 设备名称 精度 选配co(H-补偿)传感器,0一4%,分辨率0.1%; 选配co.(NDIR)传感器.0一40%.分辨率0.1% 烟气分析仪 选配用于长期测量并带延长质保的特制气泵; 可用于持续测量时间>lh; 热电偶耐温>700c 精度为;士2C或数据的士2%; 测试时根据实际所测物体温度选择热成像仪的温度段(如0C250C,250C600C 热成像仪 >600笔范围); 操作温度一般在050 热电偶 铠装K型热电偶,0C1000C精度为士2.5C 分辨率1Pa 微压差计 精度等级为1级 风速范围.0.3m/s一45m/s,误差士3%,分辨率0.1m/s; 微风速仪 风温测量;045,误差士2 6.5选择测试时机 测试前及测试过程中被测试系统工作应连续稳定;尤其铺底料要持续稳定供给,返矿和除灰尘要拘 续稳定排出、配用
GB/34473一2017 6.6预备性测试 正式测试前应进行必要的预备性测试,验证测试方法的准确性和测试手段的可靠性 预备性测试 如可靠,亦可作为正式测定之用 测试步骤 根据测试方案,准备或在预定部位安装测试装置 所有热工参数测定同步进行;注意配料室,烧结 台车处、成品取样点等之间取样测试存在时间差 按测试方案规定的内容进行测试与记录 采用以测 量为主,现场观察及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 测试内容及方法 8.1燃料 8.1.1燃料的用量 燃料的用量可由工厂现有的计量装置读取 固体燃料用量由现场的电子皮带秤计量,气体燃料用 量由现场管道的流量计读出 8.1.2燃料的取样分析及发热量测试 气体燃料在燃烧器前煤气管道上的取样孔进行取样，一般每小时取一次,如果煤气成分波动较 8.1.2.1 大,可适当缩短取样间隔时间 成分分析用气体分析仪测试,具体测试项包括Hg,cO,CH等;含水量 用吸水法或露点法测试 根据气体分析成分及含水量换算成湿成分,然后计算出气体燃料的收到基低 位)发热量 8.1.2.2固体燃料在配料圆盘处皮带截取,按GB/T476的规定进行取样、化验分析,计算得出燃料的 收到基低(位)发热量 8.1.3燃料温度 气体燃料点火温度从现场接近燃烧器前的直管道上仪表读取 8.2烧结机 其测试内容和测试方法按表2的规定进行 表2烧结机测试内容及方法 序号 项目 测点部位 测试方法 烧结机平台、机尾和 环境温度 用水银温度计测定 点火炉两侧1m处 大气压力 烧结厂 用标准大气压表测定或询问当地气象台站 空气湿度 烧结厂 用干湿球温度计测出相对湿度后换算 在各种物料各自的皮带电子秤上分别计量 进人物料的量 烧结配料室的配料圆盘皮带处
GB/T34473一2017 表2(续 序号 项目 测点部位 测试方法 进人物料的配比 在各种物料各自的皮带电子秤上分别计量并计算 烧结配料室 物料的温度由1)红外测温仪或热电偶在布料装置 烧结台车布料处物料、 进人物料的温度 下进行测试,多次测试取平均数;或2)将圆筒在布 分别测试烧结混合料和铺底料 料处接取混合料用水银温度计测量 料场或进料处 取样化验分析 以在泥锯处宽度方向多点取样测 进人物料的成分、水分 烧结配料室皮带、 试为主,其他测试作为参照验证 水分测量采用失 烧结台车布料处物料 重法进行测试 进人物料的燕汽 蒸汽管道出口位置 现场计量装置 排出烧结矿的量 运输物料皮带位置 现场计量装置 烧结过程循环使用的灰由配料室灰仓下的电子皮 排出烧结的灰量 烧结配料室 带秤进行计量;根据测试周期内料位使用量)变化 烧结循环使用 进行统计 部分未在烧结循环利用的灰如某些电场灰由罐车 排出烧结的灰量 电除尘器卸灰位置 拉走,以一段时间内拉走的罐车吨位计量,以吨矿 如电场灰 平均消耗灰来代表测试期间的排灰量 使用红外测温仪从烧结出点火保温炉位置到烧结 烧结料层表面 机尾位置进行测试测试5次求平均值 使用热成像仪测试机尾烧结饼的温度,测试20次求 烧结机尾位置 烧结饼各层的平均温度;或用热电偶分层测试纵向 各层饼的温度,多次测试取各层的温度平均值 12 排出烧结矿的温度 1)使用红外测温仪测试10次温度取平均值,或2)取 30kg一50kg热烧结矿在特制的带盖保温桶用热电 单破碎处位置 偶测量,或3)取5kg10kg烧结矿装人盛水保温 桶内用比热法测定 使用热电偶测试排灰烟道气体温度,以此定为灰的 烧结各处排灰烟道位置 排出烧结的灰的温度 温度 14 排出烧结矿的成分 运输物料皮带位置 取样化验分析 进人烧结料层气体 15 mm~100mn处 料面上方50 便携式气体分析仪或取样化验分析 成分 进人烧结料层气体 16 烧结料层表面位置 温度计或热电偶 温度 进人烧结料层气体 在烧结料面上使用微风速仪从机头到机尾连续测 17 烧结料层表面位置 流量 试,每个面测6个点,测试5次求平均值 进人烧结料层气体 烧结料层表面位置 用标准气压表测定 18 压力
GB/34473一2017 表2(续》 序号 项目 测点部位 测试方法 烧结废气成分使用便携式气体分析仪测定或取样 后用气体分析仪测试;在测试前先打孔,台车测试 为跟踪台车从机头连续测试到机尾多次测试求平 均值;风箱支管处的测试则在各个风箱位置分别测 19排出烧结料层气体成分 量,各风箱测试时间等待数据稳定;大烟道总管的 烧结台车饱条下、 废气成分在电除尘器前平台位置测试,测试时间等 烧结风箱支管处、 待数据稳定 废气含水量用吸收法测定 烧结除尘前大烟道处 20排出烧结料层气体温度 热电偶或现场计量装置 在各个风箱位置分别测量然后加和计算(按标况) 21 排出烧结料层气体流量 废气总流量在烧结机电除尘前直管测试 使用皮 托管测试或利用现场计量装置 22排出烧结料层气体压力 压力计 使用红外测温仪或热电偶分别测量炉体各个面的 点火炉体表面温度 点火炉各表面 23 温度,每面需测5点,连续测5次计算各面平均温度 现场管道 24 冷却水流量 现场计量装置 使用红外测温仪或热电偶跟踪台车从机头到机尾 位置测试台车栏板(各高度位置)的温度,连续测试 25 台车体温度 跟踪台车行走 5次求平均值 在烧结机头和机尾位置使用红外测温仪测试,连续 26 台车算条温度 烧结机头,尾部 测试10次求平均值 采用岩相分析测试烧结矿的矿物组成,以计算烧结 21 烧结矿矿物组成 矿成渣热所需的烧结矿各种矿物的重量组成 烧结泥合料和 采用铜量热计法测定,或从资料查询 28 烧结矿的比热 用前置式辐射高温计(wQF型)测定,或从资料 烧结矿的黑度 29 查询 测试烧结筐条下,风箱和大烟道废气流量和废气中 烧结机漏风率 30 氧含量(或c0和CO含量),按氧或碳平衡来计算 物料平衡计算 烧结机物料收入计算 进人烧结机的干混合料量按式(1)计算 9.1.1 习M,(1一w G=1000 MS 式中 进人烧结机干混合料量,单位为干克每吨(kg/); G M 分别对应为进人烧结机的混匀矿(M1),自返矿(M),高炉返矿 M1,M1g,M
GB/T34473一2017 Ma),白灰(M),石灰石(Ms),白云石(Ma),焦粉(M7). 煤(M),除尘灰(M,)等,单位为吨每小时(t/h); 分别对应为进人烧结机的混匀矿w'),自返矿w1a),高炉返矿 w1-1，w12，w13w'1 w1a),白灰(w1),石灰石w1s),白云石w1e),焦粉w1). 煤w1,),除尘灰(w')的含水量,用百分比表示(%); 烧结矿的产量,单位为吨每小时(t/h) Ms g.1.2进人烧结机的铺底料量按式(2)计算; M G=1000 M 式中 G -进人烧结机铺底料量,单位为千克每吨kg/); M， -进人烧结机的铺底料量,单位为吨每小时(t/h) g.1.3进人烧结机的物理水量按式(3)计算 十M 习M,w1 G，=1000 M 式中 进人烧结机的物理水量,单位为千克每吨(kg/t) G 在烧结配料和混合系统等所配加的水量,单位为吨每小时(t/h). Mw 9.1.4进人烧结机的蒸汽量按式(4)计算 M" G，=1000 Ms 式中 G -进人烧结机的蒸汽含量,单位为千克每吨(kg/t); M2 -经烧结配料、混合、矿槽和烧结料面等位置进人烧结机的蒸汽量,单位为吨每小时(t/h); 其中在二混和矿槽所加燕汽进人烧结机的量由所加燕汽总量扣掉物料在二混和矿槽提温 所消耗的蒸汽量 g.1.5进人烧结料层的空气量按式(5)计算 pV G M 式中: -进人烧结料层的空气量,单位为千克每吨(kg/t); G 进人烧结料层空气的密度,单位为干克每立方米(kg/m'); P VA进人烧结料层空气的流量,单位为立方米每小时m=/h);由微风速仪测试得到 9.1.6烧结漏风量按式(6)计算 V'下+V')K OL G M 式中 G. -烧结机漏风量,单位为千克每吨kg/t); -漏风气体的密度,单位为千克每立方米(kg/m);可取=p; "r V' 排出烧结机的废气流量,单位为立方米每小时(m'/h) V" -大烟道循环废气的流量,单位为立方米每小时m'/h) R -烧结机的漏风率,以百分数(%)表示,漏风率的计算参照附录B K g.1.7煤气或其他可燃气体消耗量按式(7)计算
GB/34473一2017 V G= 7 Ms 式中 烧结点火或料面喷洒所消耗的煤气或其他可燃气体的量,单位为千克每吨kg/t) G 进人烧结机的煤气或其他可燃气体的流量,单位为立方米每小时(m/h); Ve 煤气或其他可燃气体的密度,单位为千克每立方米(kg/mm),各气体的密度可按式(8)计算 PR A=(1.25fw十0.717只a叫十1.97fo,+0.899肚+1.429e4十1.3529c比+ 1.251g、，十0.804pH.o十1.539H.s) 式中 气体cO.CH,CO.,H,湿成分的体积分数,用百分数(%)表示 9co9eH,9co,9, 9.1.8点火助燃气体量按式(9)计算 V 9 Gs= Ms 式中: 烧结点火助燃气体的量,单位为千克每吨kg/t) G， 点火助燃气体的密度,单位为千克每立方米(kg/m'),按式(10)计算 z么 (10 pz= =1.429po十1.25lg 十0.804p" -进人烧结机点火助燃气体的流量,单位为立方米每小时(m'/h),可由仪表读取,或按式(ll 计算得出 .(11 V2= =a 式中 空气系数,按式(12)计算 理论湿空气量,按式(13)计算 21 12 O.5e-05M-29 Po 21一79 9N.(Pco'9co'fcH9so 9N Po十o十H十mCa十 9Hs L=0.0238(g十po)十0.0952c十0.0476(om十 9cmH 4 0.071 13 0.0476fo 4PHs 式中 干烟气中各成分的体积含量,用百分数(%)表示 Po,fco,9H,9cH,9N',9soco 9.1.9烧结大烟道废气循环气体量按式(14)计算 p'V'x (14 Gx= Ms 式中: G 从烧结大烟道废气中循环回烧结机料层表面的废气量,单位为千克每吨(kg/t); 循环废气的密度,单位为千克每立方米(kg/m) x 9.2烧结机物料支出计算 9.2.1排出烧结机的成品矿量按式(15)计算 M G'=1000 (15 Ms
GB/T34473一2017 式中 G' -排出烧结机成品矿的量,折算为1000千克每吨(含铺底料),单位为千克每吨kg/t); M's 排出烧结机成品矿的量,M's=Ms,单位为吨每小时(t/h) 9.2.2排出烧结机的自返矿量按式(16)计算: M' G'=1000 (16 M 式中 G'" -排出烧结机自返矿的量,单位为千克每吨kg/t); M'R -排出烧结机自返矿的量,正常工况下返矿平衡M'k=Ma,单位为吨每小时(t/h). 9.2.3排出烧结机的铺底料量按式(17)计算 M' G'=1000" 17 M 式中 G -排出烧结机铺底料量,单位为千克每吨(kg/t); M'p -排出烧结机的铺底料量,单位为吨每小时(t/h) 9.2.4排出烧结机的灰量按式(18)计算 M' G'，=1000 18 Ms 式中 排出烧结机的灰量,单位为千克每吨(kg/); G -排出烧结机的灰的总量-单位为晓每小时h. M' 9.2.5排出烧结机的废气的量按式(19)计算 ' (19 G' = Ms 式中 排出烧结机废气的量,单位为千克每吨(kg/t) G 排出烧结机废气的密度,单位为千克每立方米(kg/m') g.2.6烧结大烟道废气循环量按式(20)计算 "Y (20 G'x= Ms 式中 烧结大烟道废气循环量,单位为千克每吨(kg/t) G'x 9.3差值 物料平衡各项收人总和习G与已测各项支出总和之差即为差值G,按式(21)计算 .( 21) MG=习G-G'-G'-G'-G'-G'-G' 式中: 各项收人总和与已测各项支出总和之差,单位为千克每吨(kg/t); AG" -物料平衡各项收人总和,单位为千克每吨(kg/t) ACG 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5%以内,即 GxI< g.4烧结机系统物料平衡表 烧结机系统物料平衡表见表3
GB/34473一2017 表3烧结机物料平衡表 收人 支出 % 符号 符号 kg/t kg/ 项目 项目 进人烧结机的干混合料量 排出烧结机的成品烧结矿量 G G 排出烧结机的自返矿的量 G 进人烧结机的铺底料量 G 进人烧结机的物理水量 G 排出烧结机的铺底料量 G 进人烧结机的燕汽量 G 排出烧结机的灰量 进人烧结料层的空气量 排出烧结机的废气的量 烧结漏风量 大烟道废气循环量 煤气或其他可燃气体消耗量 点火助燃气体量 G Gx 大烟道废气循环量 G 差值 习G 合计 100 习G 合计 100 注1:百分率精确到小数点后两位 注2:质量值精确到小数点后两位 10 热平衡计算 10.1烧结机热收入项目计算 10.1.1固体燃料的化学热按式(22)计算: QM土OM Q=1000 22 M 式中 -固体燃料燃烧放出的热量,单位为千焦每吨(kJ/t); Q Q,Q 分别为烧结用焦粉和煤的收到基低(位)发热量,按8.1.2.2中测试计算得到,单位为千 焦每千克(kJ/kg) 10.1.2气体燃料化学热按式(23)计算 VQ Q 23 M 式中 烧结点火或料面喷洒供人的气体燃料燃烧的化学热,单位为千焦每吨k/t) Q -气体燃料低发热值,取自8.1.2.1中根据测试计算得到的气体燃料收到基低(位)发热量,单 位为千焦每立方米k/mi) 10.1.3气体燃料物理热按式(24)计算 y(cle Q= CRct 24 式中: Q. 烧结点火或料面喷洒供人的气体燃料的物理热,单位为千焦每吨k/t);
GB/T34473一2017 气体燃料的温度,单位为摄氏度(C); -环境温度,在不受外界辐射影响下测试,单位为摄氏度(C); 分别为气体燃料在0C到t及间的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度k/(m ] cR,cRe 按气体燃料所测组分和各组分平均比热容加权计算,按式(25)计算 25 cR=(ccoco十ccogco十c!PH十) 式中 -湿气体燃料中cO,CO.,H， ,成分的平均比热容,单位为千焦每立方 cco,ccog,c转, 米摄氏度[kJ/mC)] 0.1.4助燃气体物理热按式(26)计算 Q -(c2tz2一ct. 26 M 式中 烧结点火助燃气体的物理热,单位为千焦每吨(k/) Q 分别为助燃气体在0到tz及间的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[k/(m C] Cz,C么 助燃气体的温度,单位为摄氏度(C) t2 干混合料的物理热按式(27)计算 10.1.5 (27 Q=G(cht一ci'. 式中 烧结干混合料带人的热量,单位为千焦每吨kJ/t): Q -干混合料温度,单位为摄氏度(); t 分别为干混合料在0C至及 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[k/(kg] Ch,Che 10.1.6铺底料带人的物理热按式(28)计算 Q6=Gc,， 28 ,t,-cte) 式中 -铺底料带人的热量,单位为千焦每吨kJ/t); Q 铺底料温度,单位为摄氏度(C); 分别为铺底料在0C至t,及t 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[k/(kgC]; Cp,C" 10.1.7水的物理热按式(29)计算: Q?=G.(cww一cwte 29 式中 -烧结过程水带人的热量,单位为千焦每吨kJ/t); Q 分别为烧结料中水的温度,实际中可按1 =考虑,单位为摄氏度(C); 分别为水在 和 时的比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/kgC] 0.1.8水蒸气的物理热按式(30)计算 30 Q，=Gc,d,一c.d 式中 水燕气带人的热量,单位为千焦每吨(k/); Q G -进人烧结机的水蒸气量,单位为千克每吨kg/t); 烧结料中水燕气的温度,单位为摄氏度(C); t 分别为水蒸气在0C至！.及人,间的平均比热容,单位为千焦每干克摄氏度[/(k] Cc 0.1.9硫化物燃烧放热量按式(31)计算 10
GB/34473一2017 31 Q，=6901.18×1.875(习G,w;s-G'w's 式中 -硫化物燃烧放出的热量,单位为千焦每吨/t); Q G -进人烧结机各物料的量,G,=M(1一w1.)/Ms,单位为千克每吨kg/t); 烧结各原料中硫的含量,用百分数(%)表示 w ;s 成品烧结矿中硫的含量,用百分数(%)表示; w's 6901.18 每千克FeS,完成氧化所放热量,单位为千焦每千克(kJ/Akg); 1.875 S换算成FeS,的比值 10.1.10形成新矿物的放热量按式(32)计算 M1a(1一w'1s 一1000 32 AHewce十公Heswcs Qo Ms 式中: 烧结过程中形成新矿物放出的热量,单位为千焦每吨(kJ/t); Q0 AHm" ,Hes 烧结矿中生成铁酸盐,硅酸盐矿物的放热量,单位为千焦每千克(k/kg); 烧结矿中生成铁酸盐,硅酸盐矿物的含量,用百分数(%)表示 wcF,wcs Q值可按以下方法获得 经验取法 -取烧结总热量收人的3%; b 实测取法 通过矿相分析计算烧结矿中铁酸钙和硅酸钙等的比例,以此计算热量 0.1.11混合料中FeO氧化放热量按式(33)计算 G'w G'w')7 F.o一1.123(习Gws 33 Q=1952.06[习G,w,ro 式中: 烧结混合料中Fe0氧化成Fe,O,放出的热量,单位为千焦每吨k/t); Q. -烧结各原料中氧化亚铁的含量,用百分数(%)表示; tFo 成品烧结矿中氧化亚铁的含量,用百分数(%)表示; w'Fao -每千克FeO氧化成Fe,o,所放热量,单位为千焦每千克(kJ/kg); 1 952.06 1.123 S换算成FeO的系数(72/64.2). 10.1.12返矿和灰的残碳化学热按式(34)计算 QM7QM M2weFM;weF2Mwa 34 Q=100o M17十M1， Ms 式中 -返矿和灰残碳化学热,单位为千焦每吨/t); Q2 -分别为烧结自返矿,高炉返矿和灰中残留的固定碳含量,用百分数(%)表示; w'eF,'eF,weH 0.1.13烧结过程空气带人物理热按式(35)计算 (c 35 Qa 一cel 式中: Qa 烧结过程空气带人的热量,单位为千焦每吨(k/t); 进人烧结料层空气的量,单位为立方米每小时(m:'/h). V 进人烧结料层空气的温度,单位为摄氏度(C); 分别为空气在0C到4,及间的平均比热容,单位为千焦每立方摄民度[/(mC] 0.1.14漏风带人物理热按式(36)计算 1
GB/T34473一2017 yet (36 Q= C1.t 式中 烧结过程漏风带人的热量,单位为千焦每吨(kJ/t); Q V 烧结漏风量,V=(V',+V'x)K1,单位为立方米每小时(m`/h); 漏风气体的温度,单位为摄氏度(C 分别为漏风气体在0C到及 间平均比热容,单位为千焦每立方摄氏度[k/(mC] 10.1.15大烟道废气循环带人热按式(37)计算 累1trw Q A)+(30,2poo十25.8p十85.7fn十)×420](37 CFXct 式中 烧结大烟道循环废气带人的热量,单位为千焦每吨(kJ/t); Qx 烧结大烟道循环废气(在烧结料面烟气翼位置测试)的平均温度,单位为摄氏度(C). 'Fx 分别为烧结大烟道循环废气在0C到trx及 间的平均比热容,单位为千焦每立方 Cx1,Cx 摄氏度[k/m C] 烧结废气中甲婉的体积分数,以百分数(%)表示 geH 热量总收人按式(38)计算 10.1.16 习Q=Q+Q+Q+Q+Q+Q，+Q;+Q十Q，+Q+Q十 (38 Q十Q十Q1十Q 式中 习Q 烧结过程热量总收人,单位为千焦每吨(J/t) 烧结机热支出项目计算 10.2 10.2.1烧结废气带走的物理热按式(39)计算 ys(cr Q'=" - 39 ptp一cFte 式中: Q' 烧结过程排放废气带走的热量,单位为千焦每吨k/t); 烧结大烟道废气(机头除尘器人口测试)的平均温度,单位为摄氏度(C); t 分别为烧结大烟道废气在0C到4及 间的平均比热容,单位为千焦每立方摄氏度 cF,cR [kJ/(m C] 0.2.2化学不完全燃烧热损失按式(40)计算 Y.n Q？= ，十25.8e十85.7ecH十×420 (40 式中 烧结过程燃料不完全燃烧的热损失,单位为千焦每吨(kJ/t) Q 0.2.3烧结饼的物理热按式(41)计算 +G'.(Cl一(A.)(1) Q=G'(cmta一c.)+G'(cw'e一cae.)十 式中 Q' 烧结饼带走的热量,单位为千焦每吨烧结矿(kJ/t) G'.G'.G' 烧结机卸矿处各层烧结饼的量,基本按等量划分,单位为干克每吨(kg/) 分别为烧结机卸矿处各层烧结饼分别在0C到对应的，间的平均比热容,单 c,c2com 12
GB/34473一2017 位为千焦每千克摄氏度[kJ/kgC]; 分别为烧结机卸矿处各层烧结饼在0C到t.间的平均比热容,单位为千焦每 C'(Ole,C02e,C(Oe 千克摄氏度[kJ/(kgC] -烧结机卸矿处各层烧结饼量的平均温度,单位为摄氏度(C) to,to2,lom" 10.2.4烧结矿残碳化学损失按式(42)计算 QM7十QMs/Msw' Mw'倒 Q'，=1000 42 M+M M 式中: 烧结矿残碳化学损失,单位为千焦每吨(k/). Q Z 成品烧结矿中残留的固定碳含量,用百分数(%)表示 0.2.5混合料中物理水蒸发热按式(43)计算 M-7w7十M8Tw 43 Q' =2260.87(G Ms 式中 Q -混合料中水分蒸发所吸收的热量,单位为千焦每吨(kJ/); 2260.87 水在100C下的汽化热,单位为千焦每千克(k/kg) 10.2.6混合料中结晶水分解热按式(44)计算 Q' =4184Gu (44 式中: Q'" 混合料中结晶水分解和蒸发所吸收的热量,单位为千焦每吨(kJ/t); 混合料中的结晶水含量,用百分数(%)表示; w Fe,oH.o --Fe,o十H.O在260C360C时分解和蒸发的热值,单位为千焦每 4184 千克(/kg). 10.2.7混合料中碳酸盐分解热按式(45)计算 3192(M;wco十Mnw'eo)十2519(MswMo十Mw'Mo十647MwR cO38 Q'=1000 Ms (45 式中: Q -混合料中碳酸盐分解所吸收的热量,单位为千焦每吨(kJ/t); 分别为CaCO,MgcO和菱铁矿的分解热,单位为千焦每千克CaO,千焦每 3192,2519,647 千克Mg(O和千焦每千克FeCO.(k]/kg) -石灰石中含CaO,MgO量,用百分数(%)表示 w'cao,wMMo -白云石中含CaO,MgO量,用百分数(%)表示 w'caow''M 混匀矿中FeCo含量,用百分数(%)表示 ZFco 0.2.8飞灰带走热按式(46)计算 QM7十QMM Q'=G'(cmtim一cm.t.十十G'.(cti -c.t.+G'w' M7十M (46 式中: Q' -烧结过程飞灰带走的热量,单位为千焦每吨烧结矿k/t); ,,G -烧结机各处飞灰的量,单位千克每吨kg/t); G't,G'#e " 间的平均比热容,单位为千 -分别为烧结机各处灰在0C到t,H,' .C CHC， 13
GB/T34473一2017 焦每千克摄氏度[k/kgC)]; 分别为烧结机各处灰在0C到tme,lee,/H间的平均比热容,单位为 cHle,cH2e,cHme 千焦每千克摄氏度[k/kg ]; 烧结机各处灰在排灰烟道位置时的平均温度,单位为摄氏度(C) tHl,lp2,'Hn 10.2.9大烟道废气循环带走热按式(47)计算 V' Q'x= [G )十30.2g十25.8f十85.7gc十)×420]47 iFx1/px一x.le M 式中 Q'、 -烧结大烟道循环废气带走的热量,单位为千焦每吨(k/t). 0.2.10热损失 热损失按式(48)计算 48 Q'，=Q're十Q'wL十Q'十Q'as十Q'年只 式中 Q 烧结过程主要的热损失,单位为千焦每吨kJ/t): Q 烧结台车和算条的吸热量,单位为千焦每吨kJ/t); g-T Q -点火保温炉表面散热量,单位为千焦每吨(J/t); p-BWL. Q 出点火保温炉烧结饼的表面散热量,单位为千焦每吨k/t); 9Bs Q -点火炉冷却水的吸热量,单位为千焦每吨kJ/t); p-lQS Q 大烟道循环废气的热损失,单位为千焦每吨(kJ/t) p-Fx 烧结台车和算条的吸热量按式(49)计算 Q',c=Gr(crGt一cetre十Gr(certT一Crterr 49 式中 -吨烧结矿需要通过的台车车体和算条的质量,单位为千克每吨(kg/t) Gc,Ggr 分别为台车和算条在0C到/r，/e,'um,lir间的平均比热容,单位为千 cTc,CTe2,CBrl,CBT2 焦每千克摄氏度[k/(kgC] -分别为台车和算条在卸矿和布料处所对应温度,单位为摄氏度(C). lcl,lc,/BT,/g12 点火保温炉表面散热量按式(50)计算: Qpw 50 =>u.Au 式中: -计算散热时间,按1h计,单位为小时(h); 点火保温炉i部炉体的散热面积,单位为平方米m') A 点火保温炉i部炉体的平均表面热流,单位为千焦每平方米小时[kJ/nm'h)],如不能直 g1 接测定,可按式(51)计算 「/273十ta 1273十te (51 十aa(G拉一t.) g=20.4le 100 100 式中 -点火保温炉各表面的黑度,单位为无量纲 点火保温炉i部炉体散热面的平均温度,单位为摄氏度(C). B 对流给热系数,单位为千焦每平方米小时摄氏度[kJ/m'hC],见式(52),式(53)和 Qa 式(54 无风时,按式(52)计算 =A(信一.) (52 a 14
GB/34473一2017 式中 A 系数,散热面向上时A=11.7,向下时A=6.3,垂直时A=9.2 当风速ur<5m/s时,按式(53)计算 a =22.2十15,l 53 当风速u一5m/s时,按式(54)计算 ,0,了8 ad=27.lUp" 54 烧结饼表面散热量按式(55)计算 Q" 55 "鹅=习gaA班 M 式中: -烧结饼i部的表面积,单位为平方米(m'); AB” 各烧结饼i部的平均表面热流,单位为千焦每平方米小时[k/m h)],如不能直接测定， B 可按式(56)计算 273 1273十t 十ti gw=20.4le 56 1l00 100 式中 -烧结饼表面黑度,单位为无量纲; 烧结饼i部表面的平均温度,单位为摄氏度(C). t 冷却水带走物理热按式(57)计算 Q， 57 -Gie(ces'oe一ciae'.ae) gLQs= 式中: 点火炉冷却水耗量,单位为千克每吨(kg/t); GLos 冷却水在tio和tla时的比热容,单位为千焦每千克摄氏度[k/(kgC]; CLQS1,cL.QS2 -冷却水在出和人炉的温度,单位为摄氏度(C). tLos1,lLos2 大烟道循环废气的热损失按式(58)计算: '盛(c Q'g 58 p0FXx一 CFxlFX2一Fx1tpxI 式中: 烧结大烟道循环废气(在循环废气离开大烟道位置测试)的平均温度,单位为摄氏度(C); 'pxe 10.2.11热量总支出按式(59)计算 xQ'=Q'+Q+Q'+Q'+Q'+Q' +Q'+Q'+Q'x+Q',59 式中: 习Q 烧结过程热量总支出,单位为千焦每吨(kJ/t) 10.3差值 热平衡各项收人热量总和>Q与各项支出热量总和>Q'之差即为差值Q,按式(6o)计算 Q=习Q一习Q 60 式中 热平衡各项收人热量总和与各项支出热量总和之差,单位为千焦每吨(kJ/t) Q ×100 允许相对误差规定为士5%,即 0.4烧结机系统热平衡表 烧结机系统热平衡表见表4 15
GB/T34473一2017 表4烧结机系统热平衡表 收人 支出 % 符" 符号 号 项目 kJ/t 项目 kJ/t 固体燃料的化学热 烧结废气带走的物理热 Q Q Q'， 气体燃料化学热 化学不完全燃烧热损失 Q 气体燃料物理热 Q 烧结饼的物理热 助燃气体物理热 Q 烧结矿残碳化学损失 Q 干混合料的物理热 混合料中物理水蒸发热 混合料中结晶水分解热 Q 铺底料的物理热 水的物理热 Q' 混合料中碳酸盐分解热 水燕气的物理热 Q 飞灰带走的热 硫化物燃烧放热量 Q 大烟道废气循环带走热 Q 形成新矿物的放热量 热损失 混合料中FeO氧化放热量 返矿和灰的残碳化学热 Q 烧结过程空气带人物理热 Q 漏风带人物理热 大烟道废气循环带人热 差值 Q 合计 合计 00 100 注1:百分率精确到小数点后两位 注2热量值精确到小数点后两位 10.5烧结机系统热效率 烧结机热效率为烧结有效热除以供给烧结的热量;烧结的有效热应包括;烧结混合料水分的蒸发吸 热,物料的化学分解吸热和把物料加热到工艺温度所需热量,则烧结机系统热效率按式(61)计算 RQ 100% (61 若Q为负,则Q放人热平衡的支出项,则烧结机系统热效率计算按式(62)计算 Qs十Q 62 ×100% 式中 烧结机系统热效率,用百分数(%)表示 烧结成品矿占成品矿、自返矿和灰量总和的百分比,按式(63)计算 83 8=G'/(G'十G'十G' 63 式中 G' 烧结环冷和成品系统的灰量,单位为千克每吨(kg/t). 16
GB/34473一2017 0.6主要技术经济指标 烧结机热平衡测试主要技术经济指标见表5 表5烧结机热平衡测试主要经济指标 序号 单位 项目 数值 烧结机台时产量 t/h 利用系数 t/(mm”d 烧结成品率 % 烧结机固体燃料消耗 kg/t 烧结机点火燃料消耗 m'/t 吨矿物料收人量 t/t 烧结机漏风率 "% 烧结大烟道废气排出热量 k/ 烧结饼带走热量 k/ 10 吨矿热量收人量 kJ/t lm 吨矿循环热量 kJ/t 12 烧结机热效率 % 测定结果分析与改进意见 11 根据热平衡测定、观察和计算结果,对影响烧结机热效率的各种因素;设备结构、生产工艺和操作等 进行分析,提出改进建议 12 热平衡测定报告 热平衡测试报告应包括以下内容 前言; a b 主要设备概况及生产情况 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; 分析和改进意见 g h 测定单位负责人,报告人、审核人 17
GB/T34473一2017 附 录 A 资料性附录) 烧结机概况 烧结机概况见表A.1 A.1 表A.1烧结机概况 厂名 车间 机号 投产时间 烧结机面积/m 长/m×宽/m 台车数量/个 点火炉面积/m 保温炉面积/m 风箱数量/个 主抽风机数量/个 A2烧结机生产状况月报见表A.2. 表A.2烧结机生产状况月报 月 烧结机台时产量/t/h 利用系数/[t/md] 烧结成品率/% 烧结自返矿率/% 烧结高返矿率/% 布料厚度/mm 机速/(m/min) 回转一周所需时间/min 点火时间/min 烧结机焦粉消耗/(kg/D 烧结机煤消耗/kg/ 烧结机点火煤气消耗/m'/) 风机负压/kPa 主抽风量/m'/min 烧结大烟道废气温度/C 18
GB/34473一2017 表A.2(续》 烧结终点位置控制/m 烧结矿转鼓指数/% 烧结矿TFe含量/% 烧结矿so含量/% 烧结矿FeO含量/% 烧结矿CaO含量/% 烧结矿MgO含量/% 烧结矿A.o含量/% 烧结矿s含量/% 烧结矿残c含量/% A.3 主要测定项目见表A.3 表A.3主要测定项目 序号 数值 项目 日产量/ t/d 台时产量/(t/h) 吨烧结矿返矿/(kg/tD 吨烧结矿铺底料/kg/t 吨烧结矿飞灰/kg/t 各项的TFe含量/% 各项的sio含量/% 烧结产物烧结矿、自返矿,铺底料、飞灰 各项的FeO含量/% 各项的caO含量/% 各项的MgO含量/% 各项的AlO含量/% 各项的S含量/% 各项的烧损含量/% 各项的c含量/9% 各项的温度/ 各原料日消耗/(t/ 各原料台时消耗/(/h) 吨烧结矿铁料混匀矿)消耗/(kg/t 铁矿粉、熔剂、燃料点火燃料、 烧结原料 焦粉和煤等) 吨烧结矿白灰消耗/(kg/t 吨烧结矿石灰石消耗/kg/t 吨烧结矿白云石消耗/(kg/ 19
GB/T34473一2017 表A.3(续) 序号 项目 数值 吨烧结矿焦粉消耗/kg/t) 吨烧结矿煤消耗/(kg/D) 混合料和各项的TFe含量/% 混合料和各项的SiO含量/% 混合料和各项的Fe0含量/% 混合料和各项的CaO含量/% /% 混合料和各项的Mg(O含量/ 混合料和各项的A.o含量/% 混合料和各项的s含量/% 铁矿粉,熔剂、燃料(点火燃料、混合料和各项的烧损含量/% 烧结原料 焦粉和煤等) 混合料和各项的c含量/% 混合料和各项的温度/ 混合料和各项的水分/% 燃料热值/[kkJ/(kg”m'门 燃料c,H.N,.o含量/% 燃料挥发分/% 燃料灰分/% 燃料S分/% 煤气cOH.CH,HS.CO.C.H.,O、 N等含量/% 空气日消耗/(t/d 空气台时消耗/t/h 吨烧结矿消耗空气/m'/t 烧结机漏风率/% 气体 空气和废气 空气和废气密度/(kg/m' 空气和废气温度/ 废气的CO、H、CH、CO、O.、N 等 含量/% 第 -层平均温度/八 第二层平均温度/ 第三层平均温度/ 烧结饼 机尾烧结饼 第四层平均温度/ 第五层平均温度/ 第六层平均温度/ 第七层平均温度" 'C 20
GB/34473一2017 表A.3(续 序号 项目 数值 距离点火炉0m/C 距离点火炉lm/C 烧结饼 烧结饼表面平均温度 距离点火炉2m/ 距离点火炉100m/C 吨烧结矿经过台车重量/(t/t 吨烧结矿经过条重量/(t/t 机头台车体温度/ 距离机头1m台车体温度/代" 车体(台车和笔条) 距离机头2m台车体温度/ 机尾台车体温度/ 烧结设备 车体材质 车体重量/t 侧面、端面和顶面的面积/m 点火保温炉 侧面,端面和顶面的温度/C 冷却水量" (t/h 吨烧结矿耗水/(kg/" 冷却水 进水温度/t 出水温度/C 大气压力/kPa 气象 空气含水/g/m' 干球温度！ /C 湿球温度/C 环境温度 点火器/ 烧结机平台/ 基础数据 机尾/ 混合料在不同温度的比热/[k/m C1 (0C,20C,40C,60C,80C) 烧结矿在不同温度的比热/[kmC)] 比热 0"C、100C,200Cl200) m'"C) 水的比热/[kG 空气和废气的比热/[k/(mC刀 A.4烧结矿和点火材料黑度见表A.4 21
GB/T34473一2017 表A.4烧结矿和点火材料黑度 名称 烧结矿 0.8 0.71一0.85 耐火砖 0.582 台车麾条 A.5气体比热见表A.5 表A.5气体比热公式 比热计算公式 名称 k/m K H 6.88十0.000066T十0.279×10-6T N 6.3十0.001819T一0.345×10-6T CO 6.25十0.0020917T一0.459×10-6T” 7.7十0.00539T一0,.83×10-T CO. H.o(Hs) -6T2 6.89+0.0032839T一0.343×10" CH 3.38+0.017905T一4.188×10-*T A.6矿物比重和生成热见表A.6 表A.6矿物比重和生成热 生成热 矿物名称 代号 真比重 k/kg CF 77.61 铁酸一钙 4.3 3-Cs 3,4 413.,.98 硅酸二钙 玻璃相 CFS 3.2 719.55 22
GB/34473一2017 录 附 B 资料性附录 漏风率测定方法和计算的推荐方法 B.1原理 测试烧结机的漏风率采用烟气分析法,对烧结机所测部位的前后测点的烟气成分进行测试,按物质 平衡进行漏风率的计算 根据烟气中不同成分浓度的变化列出平衡方程,找出前后风量的比值和成分 浓度变化之间的关系,从而间接算出漏风率 B.2漏风率测定方法 烟气分析法的测定过程:当烧结机处在正常生产状态,料面平整,操作稳定时,取样测试(真空泵和 球胆抽出烟气试样)或直接使用烟气分析仪读取数据 在布料之前把取样管放在台车笔条上面,随台车移动,或把取样管固定在每一个风箱的最上部 当 测定整个烧结机抽风系列的漏风率时,台车上的烟气样应按风箱位置从机头连续地取到机尾 当取样 管相继经过各个风箱时,同时从台车上、风箱立管里和除尘器前后进行测试(取样测试更能保证同步性， 否则需多台烟气分析仪分处多个位置测试). B.3漏风率计算方法 B.3.1氧平衡按式(B.1)计算 9Q,(A一Pe,(D) 100% Ko B.1) × 9Q.(AIRy PQ.(B) 式中: 以测点前后氧含量变化求得的漏风率,用百分数(%)表示 K 所分析部位前测点、后测点和大气中氧含量的体积分数,% PQ,(B、9Q,A、Pa;AIR) B.3.2碳平衡按式(B.2)计算: 一xf Pco.(B) ×coB 9co(A十 K ×100% (B.2 3 ×Pco,(B PcoB 位 式中: K 以测点前后碳含量变化求得的漏风率.用百分数(%)表示; 所测部位前测点烟气二氧化碳和一氧化碳的体积分数,% 9e ca,(w、9cD 所测部位后测点烟气二氧化碳和一氧化碳的体积分数,% 9co,A、9couA 两种算法得到的结果应接近 烟气中氧含量比较稳定,且氧气可以放置较长时间再分析,但在最后 几个风箱氧含量与大气氧含量接近时,气体分析少量的误差(取样管氧化等设备原因)可能会导致分析 结果出现较大误差 故烧结机各风箱所测部位的漏风率取上述两种计算结果的算数平均值较为适宜 见式(B.3): K;=(Ko 十Ke)/2 B.3
GB/T34473一2017 式中: -烧结机各风箱所测部位的漏风率,用百分数(%)表示 K 各风箱所测部位的漏风率以立管流量大小进行加权平均可得到烧结机的漏风率,按式(B.4)计算， QK, K .B.4 式中 风箱编号 第i个风箱立管中烟气的流量,单位为立方米每分(m/min). Q 在分段计算了烧结不同位置的漏风率时,计算总漏风率应注意烟气流量的折算,统一到一个基准 一般以主抽风机人口处流量为100%)再相加

烧结机热平衡测试与计算方法GB/T34473-2017

1. 引言

烧结机是钢铁生产过程中不可或缺的设备之一，其运行状态的稳定性对钢铁质量和生产效率有着至关重要的影响。为了保证烧结机的正常运行和生产质量，需要进行热平衡测试。

2. 热平衡测试的内容

热平衡测试主要包括以下内容：

• 测量烧结机内各部位的温度、压力等参数；
• 分析烧结机内空气流动、火焰形态等情况；
• 根据测试结果对烧结机的热平衡情况进行评估和判断。

3. 测试方法

热平衡测试可以使用多种方法进行，其中GB/T34473-2017标准中规定的测试方法如下：

3.1 测温方法

测量烧结机内各部位的温度可以使用接触式或非接触式温度计。接触式温度计需要将探头直接插入被测物体内部，而非接触式温度计则可以通过红外线等方式进行测量。

3.2 测压方法

测量烧结机内各部位的压力可以使用差压表、压力传感器等设备。通过测量不同位置的压力值，可以分析烧结机内气体流动情况。

3.3 分析方法

根据测量得到的参数数据，可以采用热力学模型、数值模拟等方法对烧结机内的热平衡情况进行分析。常见的分析指标包括：热损失、煤气分布、静止区长度等。

4. 测试结果分析

通过对烧结机的热平衡测试，可以得到一系列参数数据。根据这些数据，可以对烧结机内部的热平衡情况进行评估和判断。如果测试结果显示烧结机存在热不平衡或气流不畅等问题，需要及时采取相应的措施进行修复。

5. 结论

热平衡测试是保证烧结机正常运行和生产质量的必要手段。GB/T34473-2017标准中规定了热平衡测试的具体方法，可以作为参考指南。在实际测试中，需要充分考虑烧结机的具体情况，灵活运用不同测试方法，对烧结机进行热平衡测试，可以得到烧结机内部的具体数据和运行情况。通过分析测试结果，判断烧结机是否存在问题，为维护烧结机正常运行、提高生产效率和质量提供有力支持。 总之，热平衡测试是一项非常重要的工作，需要严格按照标准操作，采用正确的测试方法，得出准确的测试结果，并及时对测试结果进行分析和判断，以便采取相应的措施，保证烧结机的正常运行和生产质量。

烧结机热平衡测试与计算方法的相关资料

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