xxxx—xxxxx1/0r 水泥烧成系统平衡、拥效率计算方法 1范围 本文件规定了水泥烧成系统平衡、效率的计算方法，包括计算依据和计算基准、平衡与效 率计算、评价与分析。 本文件适用于生产硅酸盐水泥熟料烧成系统的平衡、效率的计算。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件 仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T14909能量系统分析技术导则 GB/T21372硅酸盐水泥熟料 GB/T26281水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法 GB/T26282水泥回转窑热平衡测定方法 GB/T33652水泥制造能耗测试技术规程 GB/T35071能量系统优化导则 3术语和定义 GB/T14909、GB/T26281界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 水泥烧成系统的效率exergy efficiencyof pyro-system 熟料形成与燃料燃烧和生料中可燃物质燃烧两者和之比。 3. 2 水泥烧成系统的分析exergyanalysis of pyro-system 以状态函数为量化工具的热力学第二定律能量分析方法。该方法以能量不仅具有“数量”，而且 具有“质量”的概念，借助效率、损失及其在水泥烧成系统中的分布、能的品位等指标，剖析和评 估系统中能的贬值情况及其能量利用的热力学完善度，提出高质量用能的改进措施。 4计算依据和计算基准 4.1计算依据 根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测试按GB/T26282、GB/T33652规定的方法进行，热 平衡参数的计算按GB/T26281规定的方法进行。水泥烧成系统的主要设备情况及热平衡测定结果记录表 参照GB/T26281的附录A。 4.2计算基准 4.2.1温度基准：298.15K（25℃）。 4.2.2质量基准：1kg水泥熟料。 4.2.3 产品质量基准：水泥熟料产品质量应满足GB/T21372的要求。 I JC/TXXXXX—XXXX 5平衡与效率计算 5.1 物料平衡 5.1.1 物料平衡范围 物料平衡计算的范围明确了对象系统，是从冷却机熟料出口到预热器废气出口（即包括预热器、分 解炉、回转窑和冷却机）。物料平衡范围见图1，相关符号说明同GB/T26281。 界线 m+mh 收尘器 Maqid 预热器 mFr+mF1k 三次风管 与 ms+msk 分解炉 mpk mmmk myr+my1k 回转窑 myrk mth mLOk 冷却机 界线 图1物料平衡范围示意图 5.1.2 物料平衡计算结果 物料平衡计算按照GB/T26281的要求进行，物料平衡计算项目见表1。 表 1 物料平衡计算项目 输入物料 输出物料 项目 符号 kg/kg % 项目 符号 kg/kg % 燃料消耗量 mr 出冷却机熟热料量 mLsh 生料消耗量 ms 预热器出口废气量 mf 一次空气量 预热器出口飞灰量 mfh m1k 进入冷却机气体量 mLk 冷却机排出余风量 mpk 生料带入空气量 msk 煤磨抽冷却机气体量 mmmk 窑系统漏入空气量 窑头余热利用抽冷却机气体量 mLOk myrk 冷却机排出气体飞灰量 mfh 其他物料带入量 mqtd 其他物料支出量 mqt 合计 合计 5. 2 热平衡 2 JC/TXXXXXXXXX 5.2.1 热平衡范围 热平衡范围见图2，相关符号说明同GB/T26281。 Qr+Qh+Qu+Qta 界线 Q+Q: Qqd 预热器 Qs+Q+QR Qr1k 三次风管 卜鲜炉 Qpk QrR+Q Qs Qa 回转帘 Qun 冷却机 Qta+Q Quk 界线 图2热平衡范围示意图 5.2.2 热平衡计算结果 热平衡按照GB/T26281规定的方法进行计算，热平衡计算项目见表2。 表2热平衡计算项目 输入热量 输出热量 项目 符号 kJ/kg % 项目 符号 kJ/kg % 燃料燃烧热 QrR 熟料形成热 Qsh 燃料显热 Qr 蒸发生料中水分耗热 Qss 生料中可燃物质燃烧热 QsR 出冷却机熟料显热 QLsh 生料显热 Qs 预热器出口废气显热 Qf 一次空气显热 Q1k 预热器出口飞灰显热 Qfh 入冷却机气体显热 Qik 飞灰脱水及碳酸盐分解耗热 Qtf 生料带入空气显热 Qsk 冷却机排出余风显热 Qpk 系统漏入空气显热 Qiok 冷却机排出气体飞灰显热 Qifh 其他物料带入显热 Qqtd 煤磨抽冷却机气体显热 Qmmk 窑头余热利用抽冷却机气体显热 Qyrk 化学不完全燃烧的损失热 Qnb 机械不完全燃烧的损失热 Qjb 系统表面散热 QB 其他支出 Qqt 合计 合计 JC/T XXXXX—XXXX 5.2.3水泥烧成系统的热效率 水泥烧成系统的热效率为熟料的形成热与燃料燃烧放出热量的比值，参考GB/T26281，按照公式（1） 进行计算。 Qsh × 100 (1) nsc QrR+QsR 式中： 水泥烧成系统的热效率，%。 nsc 5.3平衡 5.3.1平衡范围 平衡的范围与物料平衡、热平衡的范围一致，见图3，在此基础上进行输入和输出的分项计 算，然后列表给出平衡计算结果。 E+Em+Eur+Eh 收尘器 界线 ErR+AEr AEs+Esk+EsR 三次风管 解 回转蜜 AEin 冷却机 AFik E 界线 图3平衡范围示意图 5.3.2输入 5.3.2.1燃料燃烧 燃料燃烧按照公式（2）进行计算。 ErR = m × E (1) 式中： 每千克熟料消耗燃料的燃料燃烧，单位为千焦每千克（kJ/kg）； E一一燃料标准，单位为千焦每千克（kJ/kg）。 对于水泥烧成系统使用的燃料（煤、油以及其他燃料等），按照公式（3）～公式（5）估算其标准 。 Eg = ag(AcHg)2+bg△.Hg+cg (12400<△.Hg<55200) (2) E=ai(△.H)2+b/△H,+c(5500<△H,<48600) (3) 4 JC/T XXXXX—XxXX E=as(.Hs)2+bs.H,+cs（2800<△cH<44400) (4) 式中： E, E.E? 一分别为气态、液态和固态燃料标准的估算值，单位为千焦每千克（kJ/kg）； AHg,AH,△Hs 一分别为气态、液态和固态燃料的低热值，单位为千焦每千克（kJ/kg）； 一分别为燃料低热值的对应项系数，从表3中选取。 ag, bg, Cgi al, b, Ci; as, bs, cs—- 表3公式（3）～公式（5）的系数 聚集态 公式 a b c 气态（g） (3) -2.5351X10 1. 1915 -1.7133×103 液态（1) (4) -1.8804×10 1.1324 4.9754X10* 固态（s） (5) 5.6089×10 1. 0078 1.9642X×10 对于低热值小于公式（3）～公式（5）规定的计算范围的物质，可认为其为生料中可燃物质。 5.3.2.2燃料显热 燃料显热按照公式（6）进行计算。 AE, =m × c ×[(T,-To)-Toln (1) 式中： AEr一一每千克熟料消耗燃料的带入显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）； 一燃料比热容，单位为千焦每千克开尔文[kJ/(kgK)]； 一燃料温度，单位为开尔文（K）； T。一一环境基准温度，单位为开尔文（K）。 5.3.2.3生料中可燃物质燃烧 生料中可燃物质燃烧按照公式（7）进行计算。 EsR = msR × (Qnet,sR + Ww, s/100 × QH20 (1) 式中： EsR - 每千克熟料消耗生料中可燃物质燃烧，单位为千焦每千克（kJ/kg）： msR 每千克熟料消耗生料中可燃物质含量，单位为千克每千克（kg/kg）； Qnet,sR 生料中可燃物质收到基低热值，单位为千焦每千克（kJ/kg）； ww, s 生料的水分，以质量分数表示，%； 水的汽化热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。 qH20 5.3.2.4生料显热 生料显热按照公式（8）进行计算。 AEs = ms × cs ×[(Ts - To) - To ln] (1) 式中： 5 XXXX—XXXXX1/0r △Es一一每千克熟料消耗生料的显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）； T。一一生料的温度，单位为开尔文（K）； 一生料的比热容，单位为千焦每千克开尔文[kJ/(kg·K)]。 Cs- C,参照GB/T26281，按照公式（9）进行计算。 .001/s *Mm× 9181+(001/s *Mm -t)×(°1×+-01×26Z+88:0) =$s (2) 5.3.2.5其他物料带入显热 其他物料带入显热按照公式（10）进行计算。 [l -( - pb)] × pb × pbu = pbg (1) 式中： 每千克熟料其他物料带入显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）； Cqtd 其他物料的比热容，单位为千焦每千克开尔文[kJ/(kg·K)]； Tqtd一一其他物料的温度，单位为开尔文（K）。 5.3.2.6一次空气显热 次空气显热按照公式（11）进行计算。 式中： E1k一一每千克熟料一次空气显热，单位为千焦每千克（kJ/kg）； Vy1k一一每小时入窑一次空气的体积，单位为立方米每时（m/h）； Msh一一每小时出窑熟料的质量，单位为千克每时（kg/h）； Cy1k一一入窑一次空气的比热容，单位为千焦每立方米开尔文[kJ/(m·K)]; Ty1k一一入窑一次空气的温度，单位为开尔文（K）； VF1k一一每小时入分解