GB/T 27724-2011 普通长网造纸机系统能量平衡及能量效率计算方法

ICS85-010

Y30

囝雷

中华人民共和国国家标准

27724--2011

GB／T

普通长网造纸机系统能量平衡

及能量效率计算方法

Calculationmethodofandin

energyequilibriumefficiency

energy

fourdrinier

machine

papersystem

201

1-12-30发布

宰瞀鹘鬻瓣警麟瞥星发布中国国家标准化管理委员会仅111

1

GB／T27724--201

前言

1．1—2009给出的规则起草。

本标准按照GB／T

本标准由中国轻工业联合会提出。

本标准由全国造纸工业标准化技术委员会(SAC／TC141)归口。

本标准起草单位：大连工业大学、芬欧汇川(常熟)纸业有限公司、中国制浆造纸研究院、山东晨鸣集

团齐河板纸有限公司。

本标准主要起草人：刘秉钺、张清文、宁玲玲、邱文伦。

11

GB／T27724--20

普通长网造纸机系统能量平衡

及能量效率计算方法

1范围

本标准规定了制浆造纸企业普通长网造纸机系统能量平衡及能量效率的计算方法。

本标准适用于制浆造纸企业普通长网造纸机系统能量平衡及能量效率测试与计算。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是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。

277362011

GB／T制浆造纸企业生产过程的系统能量平衡计算方法通则

3能量平衡方框图

3．1普通长网造纸机系统能量平衡方框图见图1。

Q9

Q。

Qlo

Q5

Qll

Q

图1普通长网造纸机系统能量平衡方框图

3．2体系边界：从浆料进入造纸车间开始，至最后成纸送出车间为止。

3．3图1中符号说明：

Q，——浆料带入的热量；

Qz——加人化学药品带人的热量；

Q。——加入清水带人的热量；

Q。——新鲜空气带人的热量；

Q。——通入过热蒸汽带人的热量；

Qs——成纸带出的热量；

Q，——排渣带出的热量；

GB／T27724--2011

Q8——排水带出的热量；

Q。——冷凝水带出的热量；

Q，。——湿热空气带出的热量；

Qn——散热损失的热量。

图1中符号的单位为MJ。

4能量平衡计算公式说明(以生产1t纸为基准)

4．1输入热量

4．1．1浆料带入的热量Q，按式(1)计算：

………………·

Q1一(c辞·，，ll#+C木·m1术)·(t1一to)(l)

式中：

c#——绝干纤维的比热容，Ⅺ／(kg·℃)；

c女——水的比热容，kJ／(kg·℃)；

m，*——绝干纤维的量，kg；

mt^——纤维中含水的量，kg；

t。——浆料的温度，℃；

t。——基准温度，0℃。

4．1．2加入化学药品带入的热量Q：按式(2)计算(药品自身的热值忽略不计)：

Q2一C木·仇2^(屯一岛)………………·(2)

式中：

mz^——化学药液的送人量，kg；

tz——药液送入的温度，℃。

4．1．3加入稀释水、清水带入的热量Q3按式(3)计算：

Q3=C求·m3^(岛一to)

式中：

m3术——加人稀释水的量，kg；

屯——加入稀释水的温度，℃。

4．1．4新鲜空气带人的热量QI按式(4)计算：

Q4一m‘·工人

式中：

m。——新鲜空气的量，kg；

J。——新鲜空气的热焓值，l【J／kg。

其中，m。按式(5)和式(6)计算：

mt—D·(1+H^)…………(5)

D=W／(Hm—H^)…………(6)

式中：

D——干空气的量，kg；

H^——新鲜空气的含湿量，kg水／kg干空气；

w——干燥1t纸所蒸发的水量，kg；

H自——湿热空气的含湿量，kg水／kg干空气。

2

27724--2011

CB／T

4．1．5通人过热蒸汽带入的热量Q5按式(7)计算：

Q5一靠·m5-(￡_一tb)+m5·yb+c木·m5·(tb—to)

式中：

C^——通人过热蒸汽的比热容，Ml／(t·℃)；

t。——通人过热蒸汽的温度，℃；

t“——通人过热蒸汽在相应压力下的饱和温度，℃；

h——通人过热蒸汽在相应压力下饱和蒸汽的汽化热，MJ／t；

ms——通人过热蒸汽的量，t。

4．2输出热量

4．2．1浆料(成纸)带出的热景Q5按式(8)计算：

Q5一(C坪·仇6圩+C本·仇6m)·(岛

式中：

m6#——绝干纤维的量，kg；

ms^——纤维中含水的量，kg；

ts——浆料温度，℃。

4．2．2排渣带出的热量Q按式(9)计算：

Q7一(c拜·m7目+c木·m7女)·(t7

式中：

m，Ⅲ——排渣中含绝干固体的量，kg；

m，女——排渣中含水的量，kg；

tt——排渣的温度，℃。

4．2．3排水带出的热量Qs按式(10)计算：

Q8一C术·m8永(“一t。)

式中：

”B——排水的量，kg；

t。——排水的温度，℃。

4．2．4冷凝水带出的热量Q，按式(11)计算：

Q。一m。·(i：一i：)

式中：

m。——冷凝水的量，kg；

i：——#℃冷凝水的热焙值，kJ／kg；

i；——o℃时水的热焓值，kJ／kg。

4．2．5湿热空气带出的热量Q-。按式(12)计算：

Q1。一mlo·h

式中：

m-。——湿热空气的量，kg；

毛——湿热空气的热焙值，kJ／kg。

其中，舰。按式(13)计算：

mlo—D·(1+Hm)

式中：

D——干空气的景，kg；

Hm——湿热空气的含湿量，kg水／kg干空气。

27724--2011

6B／T

4．2．6散热损失的热量Qu按式(14)计算：

Q1l—Q人一Qm

式中：

Q^——输入的热量，MJ；

Q女——输出的热量，MJ。

4．3电能计算(计算全系统的总用电负荷P)

计算全系统的总用电负荷P见式(15)，即：

P一∑霉·K，·P。一审·(K。·P。+Kz·P2+…+K。

式中：

9——参差系数，一般取9—0．8～o．9；

K。——用电设备的需要系数；

P。——用电设备的装机容量，kW。

5普通长网造纸机系统有关效率的计算

5．1生产1t纸所需热能Q(GJ／t纸)和蒸汽量M(t／t纸)按式(16)、式(17)计算：

Q=Qs…………(16)

M—m；(附蒸汽参数)…………(17)

5．2生产1

t纸所消耗的电能P(kW·h／t纸)按式(18)计算

P一22．5·P／G

式中：

22．5——每天工作的时间，h；

P——全系统的用电负荷，kw；

G——普通长网造纸机的日产量，t／a。

5．3生产1t纸消耗的水量M(tit纸)

5．4普通长网造纸机的热效率∞(％)按式(19)～式(21)计算：

100％…………(19)

印一Q★靛／(k彗X

…………(20)

Q有教一Q+Qb=(c水·m采+C扦·m#)(t2一tI)+Ⅳ(《一ii)

Q供*一Q5一Q9…………(21)

式中：

Q——把压榨部湿纸页的温度加热到成纸的温度所需要的热量，kJ；

Q“——把湿纸页中的水分由进干燥部的温度蒸发为烘缸罩水蒸汽所需要的热量，kJ；

”^——进人纸机干燥部的水的量，kg；

”#——进入纸机干燥部的纤维的量，kg；

tt——纸料进入纸机干燥部的温度，℃；

tz——纸料离开纸机干燥部的温度，℃；

ts——烘缸罩内排出的湿热空气的温度，℃；

W——干燥1

t纸所蒸发的水量，kg；

嚣——烘缸罩湿热空气中的水蒸气在t。℃时的热焙值，kJ／kg；

ii——湿纸页中的水分在t。℃时的热焙值，kJ／kg。

注：普通长网造纸机系统能量平衡及能量效率的具体计算实例参见附录A。

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27724--2011

GB／T

6能量平衡表

普通长网造纸机系统能量平衡表见表1。

袭1普通长网造纸机系统能量平衡表

输入能量输出能量

序号数量数量

项目项目

zv',3~玎

1浆料带人的热量Q1

2加人化学药品带人的热量G

3加人清水带人的热量Q3

4新鲜空气带人的热量G

5通人过热蒸汽带人的热量Q5

6成纸带出的热量G

7排渣带出的热量G

8排水带出的热量Q

9冷凝水带出的热量Q。

lO湿热空气带出的热量Q-。

11散热损失的热量Q1-

合计合计

7能量流向图

按照GB／T

27736--2011中5．3．5的要求绘制普通长网造纸机系统能量流向图。

GB／T27724—2011

附录A

(资料性附录)

普通长网造纸机系统能量平衡殛能量效率计算实例

A．1能量平衡有关数据(以生产1t纸为基准)

A．1．1消耗针叶木浆166．74kg，干度85％，温度25℃；消耗阔叶木浆721．04kg，干度85％，温度

25℃；日产量80t／d。

A．1．2水的比热容4．187kI／(t·℃)，纤维的比热容1．423kJ／(t·℃)。

A．1．3浆料制备系统加入的化学药品参数

填料：172．87

kg／t纸，浓度10％，留着率92．06％，温度25℃；

中性胶：1．45kg／t纸，浓度5‰，温度25℃；

kg／t纸，浓度5‰，温度25℃；增白剂：4．45

助剂：0．32kg／t纸，浓度1‰，温度25℃；品蓝、品紫：0．21kg／t纸，浓度5‰，温度25℃。

A．1．4损纸浆浓度3％；排渣浓度1．2％，排渣率约为1％。

A．1．5浆料进人网部的浓度0．8％，温度25℃；网部洗涤水为20t／t纸；湿损纸率2％。

A．1．6浆料进入压榨部的干度20％，温度25℃；湿损纸率0．5％。

A．1．7浆料进入干燥部的干度40％，温度25℃。

A．1．8表面施胶的胶液为36．24

kg／t纸，浓度7．5％，温度50℃。纸页出干燥部干度95％，温度

50℃。

A．1．9卷曲复卷部干损纸率1．5％；抄造率97％，成纸温度45℃。

t。

A．1．10吨纸配药消耗的清水用量3．1t，压榨部洗毛布清水用量1．7

719．7

和水蒸汽表得：温度127℃时，一2kJ／kg，i’一534．39kJ／kg；蒸汽比热1．926kJ／(kg·℃)；冷凝

水的压力0．05MPa，温度80℃，查饱和水蒸汽表得：☆=339．80kJ／kg。

A．1．12进入干燥部的新鲜空气平均温度20℃，相对湿度50％，查湿空气焓湿图表得：含湿量

0．007

kg水／kg干空气，热焓值38．63kJ／kg；排出干燥部的湿热空气温度70℃，相对湿度65％，查表

得：含湿量0．156kg水／kg干空气，热焓值479．80kJ／kg。

624．4

A．1．13查饱和水蒸汽表得，i"o一2kJ／kg；i；s一104．68kJ／kg。

A．1．14普通长网造纸机系统电器设备的需要系数(K)和装机容量(P)见表A．1。

A．2能量平衡方框图

普通长网造纸机系统能量平衡方框图见图A．1。

27724—2011

GB／T

图A．1普通长网造纸机系统能量平衡方框图

图中符号说明

浆料制备系统：

Qu——针叶木浆带入的热量；

Q-z——阔叶木浆带入的热量；

Q”——品蓝、品紫带入的热量

Q“——增白剂带人的热量；

Q-s——中性胶带人的热量；

Q1．s——稀释水带人的热量；

Q”——助剂带人的热量；

Q-s——填料带人的热量；

Q”——损纸浆带入的热量；

Quo——排渣带出的热量；

Qu。——浆料带出的热。

网部：

Q“，——浆料带入的热量；

Qz．，——洗涤水带人的热量；

11

GB／T27724--20

Q2z——排水带出的热量；

Q2

s——损纸浆带出的热量；

Q2t——浆料带出的热量。

压榨部：

Q2

t——浆料带入的热量；

Q3，——洗毛布水带入的热量；

Q3。——排水带出的热量；

Q。——损纸带出的热量f

Q3

t——浆料带出的热量。

干燥部和施胶部：

Q“——浆料带人的热量；

q，——胶液带入的热量；

Q“——新鲜空气带入的热量；

Q。——蒸汽带入的热量；

Q“——湿热空气带出的热量；

Q“——冷凝水带出的热量；

Q“——浆料带出的热量；

Q4，——散热损失的热量。

压光、卷取、复卷部：

Q4s——浆料带入的热量；

Q5，——成纸带出的热量；

Q”——损纸带出的热量；

Q5a——去碎浆机的稀释水带入的热量；

Q。．——散热损失的热量。

损纸浆系统：

Qzs——网部损纸带入的热量；

Q3。——压榨部损纸带人的热量；

Qs。——复卷部损纸带人的热量；

Q”——去浆料制备系统的损纸带出的热量。

水处理系统；

Q一——去浆料制备系统的水带走的热量；

Qz，——网部洗涤水带出的热量；

Qzz——网部排水带人的热量；

Q。。——压榨部排水带人的热量；

Q“——去碎浆机的稀释水带出的热量；

Qe，——去自制浆车间的水带出的热量。

A．3能量平衡计算(以生产1t纸为基准，基准温度为0℃)

A．3．1浆料制备系统能量平衡计算

A．3．1．1针叶木浆带入的热量Q“

Q1．1一(C#·mll#+C术·m11术)·(￡11一to)

一(1．423X141．73+4．187X25．01)x(25—0)一7．66(MD

8

27724--2011

GB／T

A．3．1．2阔叶木浆带入的热量Q”

m1

2*一721．04×85％一612．88(kg)；ml2^一721．04—612．88=108．16(kg)

t。)

Q1．2=(C井·m12拜+C采·mⅥ求)·(￡1．2