Крупнейшая бесплатная информационно-справочная система онлайн доступа к полному собранию технических нормативно-правовых актов РФ. Огромная база технических нормативов (более 150 тысяч документов) и полное собрание национальных стандартов, аутентичное официальной базе Госстандарта. GOSTRF.com - это более 1 Терабайта бесплатной технической информации для всех пользователей интернета. Все электронные копии представленных здесь документов могут распространяться без каких-либо ограничений. Поощряется распространение информации с этого сайта на любых других ресурсах. Каждый человек имеет право на неограниченный доступ к этим документам! Каждый человек имеет право на знание требований, изложенных в данных нормативно-правовых актах!

  


|| ЮРИДИЧЕСКИЕ КОНСУЛЬТАЦИИ || НОВОСТИ ДЛЯ ДЕЛОВЫХ ЛЮДЕЙ ||
Поиск документов в информационно-справочной системе:
 

ГОСТ 27698-88

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

 

ПЕЧИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
КАРБИДА КАЛЬЦИЯ

ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

 

 

 

Москва

Стандартинформ

2006

 

 

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПЕЧИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАРБИДА КАЛЬЦИЯ

Показатели энергопотребления

Calcium carbide furnaces. Power consumption indices

ГОСТ
27698-88

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.

Таблица 1

Pс max, МВт

Коэффициент использования мощности печи Км

Коэффициент использования времени Кв

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

20

1,0

3222

3234

3250

3270

3297

0,9

3253

3272

3290

3313

3343

0,8

3305

3321

3341

3368

3404

0,7

3366

3385

3410

3441

3484

0,6

3452

3476

3505

3544

3598

30

1,0

3185

3193

3203

3216

3233

0,9

3217

3225

3237

3251

3271

0,8

3256

3267

3280

3297

3319

0,7

3309

3321

3337

3357

3384

0,6

3382

3397

3416

3440

3473

40

1,0

3173

3180

3188

3198

3212

0,9

3203

3210

3219

3231

3247

0,8

3241

3249

3260

3274

3292

0,7

3291

3301

3313

3329

3351

0,6

3360

3372

3387

3407

3434

50

1,0

3167

3173

3180

3190

3202

0,9

3196

3203

3211

3221

3236

0,8

3233

3240

3250

3262

3279

0,7

3281

3290

3302

3316

3335

0,6

3349

3359

3373

3391

3414

Таблица 2

Pс max, МВт

Км

Кв

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

20

1,0

3164

3176

3191

3211

3238

0,9

3200

3213

3231

3253

3283

0,8

3245

3261

3281

3307

3342

0,7

3306

3325

3348

3379

3422

0,6

3390

3413

3442

3481

3533

30

1,0

3128

3136

3146

3158

3175

0,9

3159

3168

3179

3193

3212

0,8

3198

3208

3221

3237

3260

0,7

3250

3262

3277

3296

3323

0,6

3322

3336

3355

3379

3411

40

1,0

3116

3123

3131

3141

3155

0,9

3145

3153

3162

3173

3189

0,8

3182

3191

3201

3215

3233

0,7

3232

3241

3254

3270

3291

0,6

3299

3311

3326

3346

3372

50

1,0

3110

3116

3123

3132

3145

0,9

3139

3145

3153

3164

3178

0,8

3175

3182

3191

3203

3220

0,7

3223

3231

3242

3256

3275

0,6

3288

3299

3312

3330

3353

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.

Таблица 3

Наименование сырья и компонентов

Содержание компонента, %

Известь, в том числе:

 

оксид кальция (СаО)

92,40

оксид магния (MgO)

0,87

диоксид кремния (SiО2)

2,10

оксиды вида (R2O3)

1,20

диоксид углерода (СО2)

1,60

Гранулометрический состав извести

 

Наличие частиц размером:

 

более 80 мм, не более

5,0

от 80 до 35 мм, не менее

50,0

от 35 до 8 мм, не более

15,0

менее 5 мм, не более

5,0

Кокс, в том числе:

 

свободный углерод

87,0

зола

10,0

летучие вещества

1,0

влага

1,5

Гранулометрический состав кокса

 

Наличие частиц размером:

 

более 35 мм, не более

6,0

от 35 до 15 мм, не менее

70,0

менее 3 мм

-

Состав золы:

 

оксид кальция (СаО)

7,32

оксид магния (MgO)

2,24

оксид алюминия (Al2O3)

24,80

оксид железа (III) (Fe2О3)

18,30

диоксид кремния (SiO2)

45,40

2.5. Электрические потери (Ре) в мегаваттах составляют 6 % максимальной мощности (Рс max).

2.6. Тепловые потери (Рт) - по табл. 4.

Таблица 4

МВт

pс max

Pt

20

0,62

30

0,72

40

0,82

50

0,92

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 1

Обязательное

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

1. 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

Е1 = 2,688 LрDHСаC2,                                                  (4)

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

Е2 = 2,688 Lp ССаC2∙t1,                                                  (5)

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) ССаOt1,                                     (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

Е4 = 1,175 Lp∙CCOt2,                                                   (7)

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

E5 = 2,688 LрλCaC2,                                                       (8)

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 LpCaCO,                                             (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:

Евл = 0,01∙z2bBDЕ6,                                                      (11)

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;

Таблица 5

Физико-химические константы производства карбида кальция

Наименование и обозначение константы

Значение

Тепловой эффект реакции карбидообразования при стандартных условиях, (DHСаC2), кВт ч/кг

2,02

Средняя теплоемкость карбида кальция при температуре от 0 °С до 1900 °С, (ССаС2), кВт ч/кг К

0,34´10-3

Средняя теплоемкость оксида кальция при температуре от 0 °С до 1900 °С, (ССаО), кВт ч/кг К

0,27´10-3

Средняя теплоемкость оксида углерода при температуре от 0 °С до 900 °С, (Ссо), кВт ч/кг К

0,31´10-3

Средняя теплоемкость оксида углерода от 0 °С до 600 °С, (Ссо), кВт ч/кг К

0,265´10-3

Теплота плавления карбида кальция, (λСaC2), кВт ч/кг

0,14

Теплота плавления оксида кальция, (λСaCO), кВт ч/кг

0,394

Таблица 6

Показатель энергопотребления на восстановление примесей с учетом тепла продуктов (кВт∙ч/кг)

Наименование примеси

DE1

t2 = 600 °С

t2 = 900 °С

Оксид магния MgO

3,623

3,818

Оксид алюминия Al2O3

4,220

4,300

Диоксид кремния SiO2

3,812

3,939

Оксид железа (III) Fe2О3

1,301

1,352

Диоксид углерода СO2

2,448

2,571

Влага (Н2O - восстановление)

9,403

9,751

Влага (Н2O - испарение)

1,033

1,223

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 2

Обязательное

ПОРЯДОК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

При 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 3

Справочное

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

Технологическая 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 4

Справочное

ПРИМЕР РАСЧЕТА УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

1. 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.

Таблица 7

Примеси

MgO

Аl2O3

SiO2

Fe2O3

СO2

i

1

2

3

4

5

γi, %

0,44

0,15

0,0

0,0

0,0

2. Электрические потери энергии е) 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.

Таблица 8

Примеси

MgO

Al2O3

SiO2

Fe2O3

СO2

i

1

2

3

4

5

ai, %

0,87

0,3

2,1

1,0

1,6

bi, %

0,224

2,48

4,54

1,83

0,0

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.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Справочное

Термины и пояснения

Таблица 9

Термин

Пояснение

Литраж карбида кальция

Количество ацетилена, дм3, получаемого из 1 кг технологического карбида кальция при температуре 20 °С и давлении 101396 Па

Условный карбид кальция

Карбид кальция литражом Lст = 300 дм3/кг

Товарный карбид кальция

Охлажденный, раздробленный и упакованный технический карбид кальция

Физический карбид кальция

Карбид кальция на выпуске из печи литражом Lp

Коэффициент использования мощности печи (Км)

Отношение принятой печным трансформатором энергии к принимаемой печным трансформатором энергии при максимальной нагрузке печи в течение одинакового времени эксплуатации

Коэффициент использования времени (Кв)

Отношение времени питания печи электроэнергией к общему времени питания и простоев печи

 

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

 

 

 






ГОСТЫ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ и ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ.
Некоммерческая онлайн система, содержащая все Российские Госты, национальные Стандарты и нормативы.
В Системе содержится более 150000 файлов нормативно-технической документации, действующей на территории РФ.
Система предназначена для широкого круга инженерно-технических специалистов.

Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования

Copyright © www.gostrf.com, 2008 - 2016