松香锅能量平衡及计算方法

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《制浆造纸手册：第十二分册供水与供汽》第247页（2440字）

1．能量平衡方框图

能量平衡方框图说明：体系从进入松香锅蒸汽流量表开始至冷凝水排出，常温物料带入热量不计入，如物料温度超过常温热量应计入。图中符号意义：

Q₁——原料加热所吸收的热量，kJ／锅；

Q₂——熬胶过程中水分蒸发吸收的热量，kJ／锅；

Q₃——松香溶化吸收的热量，kJ／锅；

Q₄——新蒸汽供给松香锅熬胶的热量，kJ／锅；

Q₅——冷凝水带走热量，kJ／锅；

Q₆——管道损失热量，kJ／锅；

Q₇——散热损失，kJ／锅。

2．能量平衡及设备热效率计算

(1)熬胶有效总耗热量Q_Yx计算：

Q_YX=Q₁+Q₂+Q₃(kJ／锅)

①原料(松香、碳酸钠、水)加热所吸收的热量Q₁：

Q₁=Q_1a+Q_1b+Q_1c

其中：

Q_1b=G_nC_a(t₂—t₁)

Q_1b=G_nC_a(t₂—t₁)

Q_1o=G_HC_H(t₂—t₁)

式中：Q_1a——松香加热所吸收的热量，kJ／锅；

G_s——松香的重量，kg／锅；

C_a——松香的比热容，kJ／(kg·℃)；

Q_1b——碳酸钠加热所吸收的热量，kJ／kg；

G_e——碳酸钠的重量，kg／锅；

C_a——碳酸钠比热容，kJ／(kg·℃)；

Q_1c——加热水所吸收的热量，kJ／锅；

G_H——熬胶用水量，kg／锅；

C_H——水的比热容，kJ／(kg·℃)；

t₁——原料的初温，℃；

t₂——原料的最高温度，℃。

②松香熬制过程中水分蒸发所吸收的热量Q₂：

Q₂=G₂r(kJ／锅)

式中：G₂——熬胶过程中水分的蒸发量，kg／锅；

r——水的汽化潜热，kJ／kg。

③松香熔化过程中所吸收的过量Q₃：

Q₃=G_sC_m(kJ／锅)

式中：G_s——松香的重量，kg／锅；

C_m——松香的熔化热，kJ／(kg·℃)；

(2)熬胶有效单位耗热量Q^＇_YX

(3)供给松香锅实际总耗热量Q_GG

Q_GG=Q₄

冷凝水不回收时：

Q₄=D(i″—i₁)(kJ／锅)

冷凝水回收时：

式中：D——实际总耗汽量，kJ／锅；

i″——蒸汽热焓，kJ／kg；

i₁——水的热焓，其值相当于周围环境温度，kJ／kg；

βi₂——冷凝水回收率，%。

(4)熬胶实际单位耗热量Q^＇_GG：

(5)松香锅热效率：

(6)松香锅熬胶过程中热损失Q_ss

Q_ss=Q₅+Q₆+Q₇(kJ／锅)

①冷凝水带走热量计算Q₅：

Q₅=G₅(i₂—i₁)(kJ／锅)

式中：G₅——冷凝水量，kg／锅；

i₂——冷凝水热焓(取冷凝水温度值)，kJ／kg；

i₁——相当于周围环境温度下水的热焓，kJ／kg；

②管道损失热量Q₆

Q₆=Q_rz×10%=(Q₁+Q₂+Q₃)×10%(kJ／kg)

注：暂以理论总耗汽量的10%计算。

③散热损失Q₇

Q₇=Q_GG-(Q₁+Q₂+Q₃+Q₅+Q₆)

=Q₄—(Q₁+Q₂+Q₃+Q₅+Q₆)(kJ／kg)