碱回收炉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256页（3111字）

1．能量平衡图

图中符号意义：

Q₁——补充燃料供入热量，kJ／h；

Q₂——黑液固形物供入热量，kJ／h；

Q_sx——黑液中水分蒸发吸热量，kJ／h；

Q_xk——芒硝还原反应吸收热量，kJ／h；

Q₃——锅炉给水带入热量，kJ／h；

Q₄——燃烧用空气带入热量，kJ／h；

Q₅——锅炉产汽量折合热量，kJ／h；

Q₆——熔融物带出热量，kJ／h；

Q₇——排烟带走热量，kJ／h；

Q₈——炉体散热损失热量，kJ／h；

Q₉——未完全燃烧损失热量，kJ／h；

Q₁₀——其他热损失，kJ／h。

2．能量平衡及设备热效率计算

(1)补充燃料供入热量Q₁：

式中：B_b——补充燃料消耗量，kg／h；

——燃料应用基低位发热量，kJ／h；

C_b——燃料比热容(重油Cb=0．45)，kJ／(kg·℃)；

t_b——燃料入炉燃烧前的温度，℃；

t——环境温度，℃。

(2)黑液固形物供入热量Q₂：

式中：Bg——黑液固形物量，kg／h；

——黑液固形物应用低位发热量，kJ／kg；

C_g——黑液固形物比热容(木浆碱回收C_g=2．01)，kJ／(kg·℃)；

t_y——黑液固形物入炉前的温度，℃；

t——环境温度，℃。

(3)黑液中水分蒸发等吸收热量Q_sx：

Q_sx=W〔C_sx(100—t₁)+r+C_cki(t_hi-100)〕(kJ／h)

式中：W——黑液中水分量，kg／h；

C_xs——水的比热容，kJ／(kg·℃)；

C_ekh——过热蒸汽比热容(C_chi=1．93)，kJ／(kg·℃)；

r——水的汽化潜热(r=2256．69)，kJ／kg；

t_py——排烟温度，℃；

t₁——环境温度，℃。

(4)芒硝还原反应吸收热量Q_xk：

Q_hk=6970mBm(kJ／h)

式中：6970——每公斤芒硝还原反应的吸热量为6970kJ；

m——芒硝还原率，%；

B_m——补充芒硝量，kg／h

(5)锅炉给水带入热量Q₃：

Q₃=W_gsC_gs(t_gs—t)(kJ／h)

式中：W_gs——锅炉给水量，kg／h；

C_gs——给水比热容(C_gs=4．187)，kJ／(kg·℃)；

t_gs——给水温度，℃；

t——环境温度，℃。

(6)燃烧用空气带入热量Q₄；

Q₄=V_gC_g(t_g—t)(kJ／h)

式中：V_K——燃烧用空气量，m³／h；

C_K——空气平均比热容(C_K=1．3)kJ／(m³·℃)；

t_K——入炉时空气温度，℃；

t——环境温度，℃。

(7)锅炉产汽量折合热量Q₅：

Q₅=D₀(i₀—i^＇)(kJ／h)

式中：D₀——锅炉产汽量，kJ／h；

i₀——锅炉产汽焓，kJ／kg；

i＇——环境温度下水的焓，kJ／kg。

(8)熔融物带出热量Q₆：

Q₆=1238G_rw(kJ／h)

式中：1238——1公斤熔融物在850℃时熔化热为1238kJ；

G_rw——熔融物量，kg／h。

(9)排烟带走热量Q₇：

Q₇=V_pyC_py(t_py—t)—Q_sx(kJ／h)

式中：V_py——烟气排烟量，m³／h；

C_py——烟气比热容(C_py=1．42)，kJ／标m³·℃；

t_py——排烟温度，℃；

t——环境温度，℃；

C_sx——黑液中水分蒸发等吸收热量，kJ／h。

(10)炉体散热损失Q₈

Q₈=FK(t₂—t)(kJ／h)

式中：F——炉体散热而积，m²；

K——传热系数，kJ／(m²·h·℃)；

t₂——炉体保温层外表面平均温度，℃；

t——环境温度，℃。

(11)未完全燃烧热损失Q₉：

Q₉根据具体情况，可参照发电锅炉进行测试计算。

(12)其他热损失(Q₁₀)

3．正平衡热效率(η₁)计算

4．反平衡热效率(η₂)计算