ГОСТ 27698-88 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ПЕЧИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ
Москва Стандартинформ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Дата введения 01.01.89 Настоящий стандарт распространяется на вновь разрабатываемые промышленные полузакрытые и открытые печи для производства карбида кальция из кокса и извести, питаемые от сети переменного тока. 1. Нормы удельного расхода электроэнергии (Ер) в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция для получения карбида кальция на выпуске из печи литражом 300 дм3/кг должны соответствовать указанным в табл. 1 для полузакрытых печей и в табл. 2 для открытых.
2. Нормы удельного расхода электроэнергии, приведенные в табл. 1 и 2, действительны при следующих условиях эксплуатации: 2.1. Температура кокса и извести - 0 °С. 2.2. Температура карбида кальция на выпуске - 1900 °С. 2.3. Средняя температура печных газов, выходящих непосредственно из печи: 600 °С - для открытых печей; 900 °С - для полузакрытых с приемом газов изнутри садки. 2.4. Состав сырья - по табл. 3.
2.5. Электрические потери (Ре) в мегаваттах составляют 6 % максимальной мощности (Рс max). 2.6. Тепловые потери (Рт) - по табл. 4. МВт
2.7. Коэффициент использования (ηм), учитывающий потери карбида кальция при дроблении, упаковке и хранении, - 0,998. 3. Показатель энергопотребления (ЕТ) для получения товарного карбида кальция вычисляют по формуле (1) где Ер - показатель энергопотребления по табл. 1 или 2, кВт∙ч/т; Kp1 - коэффициент, учитывающий потери литража в результате охлаждения, дробления и упаковки карбида кальция, равный 1,03 при охлаждении в изложницах и 1,07 при охлаждении в грануляционном барабане; ηм - коэффициент использования по п. 2.7. 4. Методика определения показателей энергопотребления приведена в приложении 1. Методика действительна при отклонении характеристик сырья от значений, указанных в табл. 3. Порядок экспериментального определения показателей энергопотребления приведен в приложении 2. 5. Технологическая схема описана в приложении 3, пример расчета показателей энергопотребления приведен в приложении 4 и термины - в приложении 5. ПРИЛОЖЕНИЕ 1Обязательное МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ1. Показатели энергопотребления рассчитывают на основе энергетического баланса, учитывающего: физико-химические данные процесса производства карбида кальция по табл. 5 и 6; эксплуатационные данные: усреднение показателей расхода, состава сырья и состава карбида кальция; коэффициенты использования времени и мощности; экспериментальные данные для печи данной системы: тепловые потери печи; активные потери электропечного контура с учетом печного трансформатора при работе в режиме максимальной мощности; коэффициенты, учитывающие потери литража карбида кальция при его охлаждении и дроблении и карбида кальция на утруску при дроблении, хранении и упаковке; коэффициент эффективности рекуперации тепла из газов и карбида кальция. 2. Удельный расход электроэнергии (Ер) в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция при получении карбида кальция на выпуске из печи литражом Lр вычисляют по формуле (2) где Ех - показатель энергопотребления на нагрев и плавление материалов и химические реакции, кВт∙ч/т; ηэн - энергетический коэффициент полезного действия печи. 2.1. Удельный расход электроэнергии (Eх) в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция на нагрев и плавление материалов и химические реакции вычисляют по формуле Ех = Е1 + Е2 + Е3 + Е4 + Е5 + Е6 + Е7, (3) где Е1 - удельный расход энергии на образование карбида кальция при нормальной температуре, кВт ч/т, вычисленный по формуле где Lp - литраж карбида кальция, дм3/кг; DHСаС2 - тепловой эффект реакции карбидообразования, кВт ч/кг, по табл. 5; Е2 - удельный расход энергии на нагрев карбида кальция до температуры выпуска, кВт ч/т, вычисленный по формуле где СCаC2 - средняя теплоемкость карбида кальция при температуре от 0 °С до 1900 °С, кВт ч/кг К, по табл. 5; Е3 - удельный расход энергии на нагрев оксида кальция, содержащегося в карбиде кальция, кВт ч/т, вычисленный по формуле Е3 = (1000 - 2,688 Lp) ССаO∙t1, (6) где СCаO - средняя теплоемкость оксида кальция при температуре от 0 °С до 1900 °С, кВт ч/кг К, по табл. 5; Е4 - удельный расход энергии на нагрев оксида углерода, выделенной при образовании карбида кальция, кВт ч/т, вычисленный по формуле где Ссо - средняя теплоемкость оксида углерода при температуре от 0 °С до 600 °С или от 0 °С до 900 °С, кВт ч/кг К, по табл. 5; t2 - температура печных газов на выходе из печи, °С; Е5 - удельный расход энергии на плавление карбида кальция, кВт ч/т, вычисленный по формуле где λCаC2 - теплота плавления карбида кальция, кВт ч/кг, по табл. 5; Е6 - удельный расход энергии на плавление оксида кальция, содержащегося в карбиде кальция, кВт ч/т, вычисленный по формуле Е6 = (1000 - 2,688 Lp)λCaCO, (9) где λCaCO - теплота плавления оксида кальция, кВт ч/кг, по табл. 5; Е7 - удельный расход энергии на восстановление примесей, содержащихся в извести и коксе, кВт ч/т, вычисленный по формуле (10) где DE1 - удельный расход энергии на восстановление примесей при температуре газов колошника печи, кВт ч/кг, по табл. 6; z1, z2 - показатель расхода извести и кокса физического карбида кальция, кг/т; ai, bi, γi, - концентрация примесей соответственно в извести, коксе и карбиде кальция на выпуске из печи, %; Евл - удельный расход энергии на восстановление и испарение воды, кВт ч/т, вычисленный по формулам: при содержании воды в коксе bв до 1,5 % включительно: при содержании воды в коксе bв свыше 1,5 %: Евл = 0,01 z2[1,5DE6 + (bв - 1,5)∙DE7], (12) где bв - концентрация воды, %; DЕ6 - удельный расход энергии на восстановление воды, кВт ч/кг, по табл. 6; DЕ7 - удельный расход энергии на испарение воды, кВт ч/кг, по табл. 6. 2.2. Энергетический коэффициент полезного действия печи вычисляют по формуле (13) где Ре - электрические потери энергии - по п. 2.5, МВт; Рт - тепловые потери энергии - по табл. 4, МВт; Км - коэффициент использования мощности печи - по табл. 1; Кв - коэффициент использования времени - по табл. 1. Допускается электрические и тепловые потери энергии определять экспериментальным путем, но значения их не должны превышать значений Рт, приведенных в табл. 4, и Pе, получаемых по п. 2.5. Расчет Pе и РТ ведется при работе печи с максимальной мощностью Рс mах. При расчете Ре учитывают потери: в печном трансформаторе; в короткой сети с учетом 25 %-ного увеличения сопротивления, рассчитанного для постоянного тока; в контактных соединениях сети, определяемые расчетом сопротивлений участка контакта на постоянном токе с учетом его фактической длины и 50 %-ного увеличения; Физико-химические константы производства карбида кальция
Показатель энергопотребления на восстановление примесей с учетом тепла продуктов (кВт∙ч/кг)
в соединениях контактных щек с электродами, принимая среднее активное сопротивление контактной щеки равным 0,25 МОм; в электродах при удельной проводимости, равной 150 Ом-1 см-1, на длине электрода от конца контактной щеки до поверхности колошника печи. При расчете Рт учитывают потери кожуха ванны печи и верхней поверхности садки, а также части электродов, не погруженных в садку. 2.3. Показатель энергопотребления (Еуc) в киловатт-часах на тонну условного карбида кальция вычисляют по формуле (14) где Lст - литраж условного карбида кальция, равный 300 дм3/кг. 3. Показатель энергопотребления (Ет) при получении товарного карбида кальция, кВт ч/т, вычисляют по формуле (15) где Ер - показатель энергопотребления при получении карбида кальция на выпуске из печи, кВт ч/т; Kp1 - коэффициент по табл. 5, учитывающий потери литража в результате охлаждения, дробления и упаковки карбида кальция, вычисленный по формуле (16) где Lр, LT - литраж карбида кальция на выпуске из печи и после упаковки, дм3/кг; ηм - коэффициент использования, учитывающий потери карбида кальция при дроблении, упаковке и хранении, вычисляют по формуле (17) где GT, Gp - масса карбида кальция после упаковки и на выпуске из печи, кг. 4. В случае рекуперации тепла охлаждения карбида кальция и печных газов вычисляют приведенный удельный расход энергии на выпуске из печи по формуле Ez = Ep - (E2 + E3 + E5 + E6)ηк - E4, (18) где E2, Е3, Е4, Е5, Е6 - удельный расход энергии, определенный по формулам (4 - 9); ηк - коэффициент полезного действия системы рекуперации тепла при остывании карбида кальция, определенный по формуле (19) где DЕк - показатель возвращаемого тепла охлаждения карбида кальция, кВт ч/т; ηк - коэффициент полезного действия системы рекуперации тепла из печных газов, определенный по формуле (20) где DЕВ - показатель возвращаемого тепла охлаждения печных газов, кВт ч/т. ПРИЛОЖЕНИЕ 2Обязательное ПОРЯДОК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯПри экспериментальном определении показателей энергопотребления должны соблюдаться следующие условия: Отклонения сетевого напряжения не должны превышать ± 10 %. Питание печи электроэнергией должно быть непрерывным. Расход активной энергии следует измерять с первичной стороны трансформатора при помощи счетчиков энергии для измерения асимметричных нагрузок без учета энергии для вспомогательных целей. До проведения измерения печь должна работать не менее 72 ч при колебаниях мощности ± 5 % и при такой же средней нагрузке, что и во время испытаний. Время измерения должно составлять не менее 72 ч, при этом колебания активной мощности не должны превышать ± 3 %. При проведении измерения через каждые 2 ч отбирают пробы кокса и извести, а химический состав сырья следует анализировать один раз за смену. Пробы карбида кальция отбирают с каждого слива так, чтобы состав ее был представительным. Контроль литража проводят не менее одного раза в смену. Анализ состава карбида кальция проводят не менее одного раза в сутки. При определении максимальной мощности печи Рс mах печь эксплуатируют с максимальной мощностью не менее одной смены, а затем не менее 24 ч до начала определения с нагрузкой не менее 95 % Рс mах. Тепловые потери энергии определяют путем снятия теплового баланса по специальным методикам. ПРИЛОЖЕНИЕ 3Справочное ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМАТехнологическая схема производства карбида кальция включает: систему подготовки и питания печи сырьем и электродными материалами; дуговую печь сопротивления с печным трансформатором; систему охлаждения карбида кальция в изложницах или грануляционных барабанах с возможной утилизацией тепла; устройства для дробления кусков карбида кальция и упаковки; устройство обеспыливания печных газов с возможной утилизацией энергии; вспомогательные устройства (например холодильные и вентиляционные системы). ПРИЛОЖЕНИЕ 4Справочное ПРИМЕР РАСЧЕТА УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ1. Исходные данные: прямоугольная полузакрытая карбидная печь с максимальной мощностью Рс mах = 43 МВт при непрерывном производстве карбида кальция литражом Lp = 300 дм3/кг, охлаждением в грануляционном барабане средней мощностью Рср = 34,4 МВт. Состав извести и кокса указан в табл. 3. Средние показатели потребления извести и кокса, относящиеся к карбиду кальция на выпуске из печи, составляют z1 = 891,25 кг/т, z2 = 556,77 кг/т. Средние концентрации примесей в карбиде кальция на выпуске из печи приведены в табл. 7.
2. Электрические потери энергии (Ре) в мегаваттах составляют 6 % Рс mах, т.е. Ре = 0,06 Рс mах = 0,06∙43 = 2,58 МВт. 3. Тепловые потери энергии (Рт) в мегаваттах на основе табл. 4 определяют путем интерполяции
4. Коэффициент использования времени при непрерывной работе печи равен 1. 5. Коэффициент использования мощности вычисляют по формуле
6. Энергетический коэффициент полезного действия печи вычисляют по формуле (13)
7. Удельный расход энергии в киловатт-часах на тонну вычисляют по формулам (4 - 9) E1 = 2,688∙300∙2,202 = 1628,9 кВт∙ч/т; по п. 2.2, t1 = 1900 °С; Е2 = 2,688∙300∙0,34∙10-3∙1900 = 520,9 кВт∙ч/т; Е3 = (1000 - 2,688∙300)∙0,27∙10-3∙1900 = 99,3 кВт∙ч/т; по п. 2.3, t2 = 900 °С; Е4 = 1,175∙300∙0,265∙10-3∙900 = 84,1 кВт∙ч/т; Е5 = 2,688∙300∙0,14 = 112,9 кВт∙ч/т; Е6 = (1000 - 2,688∙300)∙0,394 = 76,3 кВт∙ч/т. 8. Содержание компонентов в соответствии с табл. 3 в процентах в извести (ai) и коксе (bi) приведено в табл. 8.
В соответствии с табл. 3 концентрация оксидов вида R2O3 в извести составляет 1,2 %, которая соответствует отношению 1:5. Концентрация воды в коксе составляет bв = 1,5 %. Удельный расход энергии на восстановление и испарение воды (Евл) в киловатт-часах на тонну вычисляют по формуле (11) Евл = 0,01∙556,77∙1,5∙9,751 = 81,4 кВт∙ч/т. Удельный расход энергии в киловатт-часах на тонну на восстановление примесей вычисляют по формуле (10) Е7 = 0,01∙[3,818 (891,25∙0,87 + 556,77∙0,224 - 1000∙0,44) + 4,30 (891,25∙0,3 + 556,77∙2,48 - 1000∙0,15) + 3,939 (891,25∙2,1 + 556,77∙4,54) + 1,352 (891,25∙1,0 + 556,77∙1,83) + 2,571 (891,25∙1,6 + 556,77∙0,0)] + 81,4 = 0,01 [1756,7 + 6058,9 + 17329,1 + 2582,5 + 3666,3] + 81,4 = 395,3 кВт∙ч/т. 9. Удельный расход энергии в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция на нагрев и плавление материалов и химические реакции вычисляют по формуле (3) Ех = 1628,9 + 520,9 + 99,3 + 84,1 + 112,9 + 76,3 + 395,3 = 2917,7 кВт∙ч/т. 10. Удельный расход электроэнергии в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция при получении карбида кальция на выпуске из печи вычисляют по формуле (2)
11. Показатель энергопотребления при получении товарного карбида кальция вычисляют по формуле (15) при Кр1 = 1,07 по п. 3 и ηм = 0,998 по п. 2.7. Справочное Термины и пояснения
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ ВНЕСЕН Министерством по производству минеральных удобрений Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.04.88 № 1141 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи «Печи для производства карбида кальция. Показатели энергопотребления» СТ СЭВ 5866-87 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.01.89 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2006 г.
СОДЕРЖАНИЕ
|