GB/T 33652-2017 水泥制造能耗测试技术规程

　　ICS 27 . 010 F 0 1

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 33652—2017

　　水泥制造能耗测试技术规程

　　Technicalregulationofenergyconsumptiontestforcementmanufacturing

　　2017-05-12 发布 2017-12-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 33652—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国建筑材料联合会提出。

　　本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会建材行业能源管理分技术委员会(SAC/TC 20/ SC 10)归 口 。

　　本标准起草单位：天津水泥工业设计研究院有限公司、中材装备集团有限公司、合肥水泥研究设计院、中材节能股份有限公司、北京国建联信认证中心有限公司。

　　本标准主要起草人：狄东仁、刘继开、丁奇生、武庆涛、刘世忠、夏俊雅、胡光、陶从喜、梁乾、周丽玮、宋有削、王欣宇。

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　　水泥制造能耗测试技术规程

　　1 范围

　　本标准规定了水泥制造能耗的测试范围、测试条件、技术要求和测试报告。

　　本标准适用于通用硅酸盐水泥及熟料制造的能耗测试与计算，其他水泥品种和熟料制造的能耗测试与计算参考本标准。

　　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。

　　GB/T 176 水泥化学分析方法

　　GB/T 212 煤的工业分析方法

　　GB/T 213 煤的发热量测定方法

　　GB/T 1345 水泥细度检验方法 筛析法

　　GB/T 2565 煤的可磨性指数测定方法 哈德格罗夫法

　　GB/T 8074 水泥比表面积测定方法 勃氏法

　　GB 16780 水泥单位产品能源消耗限额

　　GB/T 17671 水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)

　　GB/T 21372 硅酸盐水泥熟料

　　GB/T 23331 能源管理体系 要求

　　GB/T 24851 建筑材料行业能源计量器具配备和管理要求

　　GB/T 26281 水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法

　　GB/T 26282 水泥回转窑热平衡测定方法

　　GB/T 26566 水泥生料易烧性试验方法

　　GB/T 26567 水泥原料易磨性试验方法(邦德法)

　　GB/T 27977 水泥生产电能能效测试及计算方法

　　GB/T 50123 土工试验方法标准

　　JC/T 543 烘干机热工测量方法与计算

　　3 测试范围

　　水泥制造能耗测试范围见图 1 。

　　图 1 水泥制造能耗测试范围

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　　4 测试条件

　　4 . 1 生产企业应按 GB/T 23331 的要求建立能源管理体系，同时按 GB/T 24851 的要求配备计量器具，在能耗测试前计量器具经过校验和校准，并记录。

　　4 . 2 水泥生产线主机设备已通过性能考核并稳定运行 30 d 以上。

　　4 . 3 同一个厂区存在多条生产线时，每条生产线应单独进行能耗测试。

　　4 . 4 测试前应根据企业提供的生产线基本情况表(参见附录 A)编制测试大纲(参见附录 B) 。

　　4 . 5 测试中使用的温度、压力、烟尘浓度、烟气成分等测试仪器和仪表均应符合 GB/T 26282 规定的精度要求。

　　4 . 6 测试前根据测试项目的要求已开好测孔，测孔位置满足 GB/T 26282 规定的要求。

　　5 技术要求

　　5 . 1 原燃料预处理系统能耗测试

　　5 . 1 . 1 测试边界

　　从原燃材料进厂至原燃材料经过预处理后入储存库，包括原料破碎、预均化、烘干及输送。

　　5 . 1 . 2 测试要求

　　5 . 1 . 2 . 1 在整条生产线运行的情况下，统计的时间应不少于 7 d。

　　5 . 1 . 2 . 2 预处理系统在生产线烧成系统和粉磨系统正常运行的工况下运行。

　　5 . 1 . 2 . 3 如果对烘干机系统进行能耗测试，现场条件应满足测试的要求。

　　5 . 1 . 3 测试内容

　　测试内容见表 1 。如果采用回转烘干机系统，烘干机系统能耗测试内容按 JC/T 543 的规定进行。

　　表 1 原燃料预处理系统参耗测试内容

　　5 . 1 . 4 测试及计算方法

　　预处理系统电耗主要以水泥企业统计为主，对原料破碎和预均化系统，主要统计生产线正常运行情况下电耗及对应的熟料产量，预处理系统电耗折算至每吨熟料基准。

　　烘干机系统的热工测试与计算方法按 JC/T 543 的规定进行。

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　　5 . 1 . 5 测试结果

　　测试结果主要为预处理系统电耗，如果有烘干机系统，还应包括烘干机系统热效率的测试结果。

　　5 . 2 粉磨系统能耗测试

　　5 . 2 . 1 粉磨系统

　　粉磨系统包括生料制备系统、煤粉制备系统和水泥制成系统。

　　5 . 2 . 2 测试边界

　　5 . 2 . 2 . 1 生料制备系统

　　从原料出原料调配库到生料入生料库均化和储存，见图 2,其中生料均化库储存和均化电耗单独统计。

　　图 2 生料制备系统能耗测试边界

　　5 . 2 . 2 . 2 水泥制成系统

　　从水泥原料出水泥调配库到水泥入水泥库，见图 3 。

　　图 3 水泥制成系统能耗测试边界

　　5 . 2 . 2 . 3 煤粉制备系统

　　从原煤入煤磨到煤粉入煤粉仓，见图 4 。

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　　图 4 煤粉制备系统能耗测试边界

　　5 . 2 . 3 测试要求

　　5 . 2 . 3 . 1 测试期间，对煤粉制备系统和生料制备系统，不应改变入磨物料的种类;对水泥制成系统，不应改变混合材的种类和水泥的品种。

　　5 . 2 . 3 . 2 测试次数应不少于 3 次，每次不宜少于 8 h,测试期间不应停磨，否则应重新进行能耗测试。

　　5 . 2 . 3 . 3 测试期间过程控制应满足表 2 要求，测试期间主要操作参数不应大幅变动。

　　表 2 粉磨系统能耗测试过程控制要求

　　5 . 2 . 4 测试内容及测试频率

　　测试内容及测试频率见表 3 。如水泥制成系统采用高效选粉机，宜测试选粉机的选粉效率。

　　表 3 测试内容及测试频率

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　　表 3(续)

　　5 . 2 . 5 测试及计算方法

　　粉磨系统测试和计算参照 GB/T 26282 和 GB/T 26281 的规定进行，电耗测试按 GB/T 27977 的规定进行。

　　5 . 2 . 6 数据处理

　　根据粉磨系统测试期间的测试数据进行数据处理，各次能耗测试数据之间偏差应小于 5%,否则应重新进行现场测试。

　　5 . 2 . 7 测试结果

　　粉磨系统能耗测试数据参考 GB/T 26281 汇总成表，测试结果至少包括各点风量、粉尘浓度、粉磨系统电耗、主要用电设备电耗、入磨物料的物性、成分测试结果。

　　5 . 3 熟料烧成系统能耗测试

　　5 . 3 . 1 测试边界

　　从生料出库到熟料入库，见图 5,包括生料入窑计量与输送、预热预分解系统、窑尾高温风机、回转窑、熟料冷却机、窑尾及熟料冷却废气处理和煤粉计量与输送等设备。 窑尾废气处理系统的电耗应单独统计，采用废弃物作为替代原燃材料时，处理废弃物的能耗应单独统计。 不包括用于基建、技改等项 目建设消耗的电量。

　　图 5 熟料烧成系统能耗测试边界

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　　5 . 3 . 2 测试要求

　　5 . 3 . 2 . 1 熟料烧成系统能耗测试应不少于 72 h,且应在正常稳定运行工况下进行。

　　5 . 3 . 2 . 2 熟料烧成系统能耗测试时过程控制应满足表 4 的要求。

　　表 4 熟料烧成系统过程控制要求

　　5 . 3 . 3 测试内容及测试频率

　　测试内容及测试频率见表 5 。

　　表 5 测试内容及测试频率

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　　表 5(续)

　　5 . 3 . 4 测试及计算方法

　　烧成系统能耗的测试和计算按 GB/T 26282、GB/T 26281 的规定进行，电耗测试按 GB/T 27977 的规定进行。 燃料消耗量根据煤粉喂煤秤累计值计算，熟料产量宜通过生料计量秤累计值和生熟料折合系数计算，生熟料折合系数计算方法见附录 C。 熟料产量或根据实物放料计量确定，方法见附录 D。

　　可比熟料烧成系统煤耗和可比熟料烧成系统电耗按照 GB 16780 的规定对烧成系统煤耗和烧成系统电耗进行 28 d抗压强度修正及海拔高度统一修正。

　　5 . 3 . 5 数据处理

　　根据每 24 h 的测试数据进行数据处理，3 组 24 h 能耗测试数据之间偏差应小于 5% , 同时按GB/T 26281 热平衡表中“其他支出”计算值 Qqt应小于 ±3%,否则应重新进行数据测试。

　　5 . 3 . 6 测试结果

　　熟料烧成系统能耗测试数据按 GB/T 26281 汇总成表，并计算物料平衡、热平衡和冷却机热平衡。数据汇总应包括熟料烧成系统煤耗、熟料烧成系统电耗、可比熟料烧成系统煤耗和可比熟料烧成系统电耗，宜增加供配电系统运行状态和主要电动机运行状态判定结果等内容。

　　5 . 4 余热发电系统能效测试

　　5 . 4 . 1 测试边界

　　从余热发电系统的余热锅炉进口至汽轮机及冷却塔，见图 6 。

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　　图 6 余热发电系统能效测试边界

　　5 . 4 . 2 测试要求

　　5 . 4 . 2 . 1 余热发电系统能效测试期间应统计核算熟料烧成系统产量、电耗和烧成煤耗，烧成系统产量和余热发电系统发电量波动幅度不超过测试期间平均值的 ±5%;测试应不少于 72 h,且应在水泥熟料烧成系统和余热发电系统正常稳定运行工况下进行，即测试期间窑和余热发电系统不应停止运行，否则应重新进行能效测试。

　　5 . 4 . 2 . 2 余热发电系统能效测试时熟料烧成系统过程控制应满足表 4 的要求。

　　5 . 4 . 2 . 3 余热发电系统热工参数的测试按 GB/T 26282 的规定进行。

　　5 . 4 . 3 测试内容及测试频率

　　余热发电系统能效测试内容及频率见表 6,所有用于余热发电的热源都应进行测试。

　　表 6 余热发电系统能效测试内容及测试频率

　　5 . 4 . 4 测试及计算方法

　　余热发电系统热效率的计算方法见附录 E。

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　　5 . 4 . 5 数据处理

　　根据每 24 h 的测试数据进行数据处理，3 组 24 h 能效测试结果之间相差应不大于 5%,否则应重新进行能效测试。

　　5 . 4 . 6 测试结果

　　余热发电系统能效测试参数参考 GB/T 26281 汇总成表，测试结果应包括余热发电系统热效率。

　　5 . 5 水泥包装及发运系统与辅助生产系统能耗测试

　　5 . 5 . 1 测试边界

　　包括空压机、水泵房、厂区照明、中控窒、化验窒、机修车间等辅助生产系统及水泥包装及发运系统。水泥包装及发运系统测试边界为从水泥出水泥库至水泥出厂。

　　5 . 5 . 2 测试要求

　　5 . 5 . 2 . 1 在整条生产线运行的情况下，辅助生产系统电耗统计的时间应不少于 7 d。

　　5 . 5 . 2 . 2 水泥包装及发运系统在包装及发运系统运行的情况下，电耗统计的时间应不少于 7 d。

　　5 . 5 . 2 . 3 辅助生产系统在生产线烧成系统和各粉磨系统正常运行的工况下运行。

　　5 . 5 . 3 测试内容

　　主要测试电耗，水泥包装及发运系统电耗折算至吨水泥的单位电耗，辅助生产系统电耗折算至吨熟料或水泥的单位电耗。

　　5 . 5 . 4 测试及计算方法

　　能耗测试主要以水泥企业统计为主。 对于水泥包装及发运系统，主要统计系统电耗及对应包装及散装的水泥产量。 辅助生产系统统计生产线正常运行情况下系统电耗及对应的熟料或水泥产量，电耗折算至每吨熟料或水泥基准。

　　5 . 5 . 5 测试结果

　　水泥包装及发运系统与辅助生产系统能耗测试结果主要为系统电耗。 能耗测试参数以系统内各电力窒、变压器及高压设备的电量消耗量和对应产量列表表示。

　　6 测试报告

　　测试报告应至少包括以下内容：

　　a) 水泥生产线总体情况，包括生产规模、投产运行时间、系统主机配置等;

　　b) 测试任务和目的要求，测试范围划分和确定、系统运行参数等，测试依据的法规、标准;

　　c) 测试内容、测试频率，检测、计量仪器仪表的配备说明(包括量程、精度等);燃料、水(介质)、电、运行参数等检测、计量方法;

　　d) 测试数据汇总、测试周期内生产线原燃料情况;

　　e) 能耗测试结果汇总表;

　　f) 测试结果与 GB 16780 对应工段分步能耗指标的对照表;

　　g) 系统能耗测试结果分析。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　能耗测试基本情况表

　　A.1 范围

　　本附录给出了能耗测试时不同系统基本情况表的内容。 测试前，可参考本附录编制能耗测试基本情况表。

　　A.2 熟料烧成系统基本情况表

　　熟料烧成系统基本情况表包括以下内容：

　　a) 烧成系统工艺图及设备表;

　　b ) 生产线烧成系统设计指标;

　　c) 烧成系统近期生产质量报表;

　　d) 近期水泥熟料烧成系统 72 h稳定运行的中控室操作记录;

　　e) 配电变压器的铭牌参数，主要电动机的铭牌参数;

　　f) 配电系统图;

　　g) 电能计量器具配置图，及各电能表的倍率。

　　A.3 粉磨系统基本情况表

　　粉磨系统基本情况表包括以下内容：

　　a) 粉磨系统工艺图及设备表;

　　b ) 粉磨系统设计参数和实际运行报表;

　　c) 近期粉磨系统 48 h稳定运行记录;

　　d) 配电变压器的铭牌参数，主要电动机的铭牌参数;

　　e) 配电系统图;

　　f) 电能计量器具配置图，及各电能表的倍率。

　　A.4 余热发电系统基本情况表

　　余热发电系统基本情况表包括以下内容：

　　a) 余热发电系统工艺图及设备表;

　　b ) 余热发电系统相关设计参数;

　　c) 余热发电系统近期生产运行报表;

　　d) 近期余热发电系统 72 h稳定运行的中控室操作记录;

　　e) 进行电能能效测试所需提供的其他资料。

　　A.5 原燃料预处理系统基本情况表

　　原燃料预处理系统基本情况表包括以下内容：

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　　a) 预处理系统物料处理量、主机系统配置等设计指标;

　　b ) 预处理系统统计期电量消耗报表;

　　c) 近期预处理系统操作运行记录;

　　d) 进行电能能效测试所需提供的其他资料;

　　e) 配电变压器的铭牌参数，主要电动机的铭牌参数;

　　f) 配电系统图;

　　g) 电能计量器具配置图，及各电能表的倍率。

　　A.6 辅助生产系统基本情况表

　　辅助生产系统基本情况表包括以下内容：

　　a) 辅助生产系统主机系统配置等设计指标;

　　b ) 辅助生产系统统计期电量消耗报表;

　　c) 近期辅助生产系统操作运行记录;

　　d) 配电变压器的铭牌参数，主要电动机的铭牌参数;

　　e) 配电系统图;

　　f) 电能计量器具配置图，及各电能表的倍率。

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　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　水泥制造能耗测试大纲

　　B.1 范围

　　本附录给出了水泥制造能耗测试大纲的编写内容。 测试时，可参考本附录编写测试大纲。

　　B.2 能耗测试大纲内容

　　B.2 . 1 项目名称

　　项目名称如“× ×公司× × × ×t/d生产线× ×系统能耗测试大纲”。

　　B.2 . 2 测试内容

　　根据测试的目的与要求、生产线工艺流程系统和设备的特点确定测试内容。

　　B.2 . 3 测点位置、测试内容、测试仪器与测试人员安排

　　测点位置、测试项 目 、测试仪器与测试人员安排参照表 B. 1 制定。

　　表 B.1 测点位置、测试频率、测定仪器与测试人员安排

　　B.2 . 4 测试安排及工作内容

　　测试安排及工作内容见表 B. 2 。

　　表 B.2 能耗测试安排与内容计划表

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　　附 录 C

　　(规范性附录)

　　生熟料折合系数计算方法

　　C.1 范围

　　本附录给出了水泥生产企业生熟料折合系数的计算方法，主要适用于新型干法生产工艺生熟料折合系数的计算。

　　C.2 生熟料折合系数计算

　　干生料的理论生熟料折合系数计算见式(C. 1) :

　　m ………………( C.1 )

　　式中：

　　ms —干生料的理论生熟料折合系数，单位为千克每千克(kg/kg) ;

　　mr —单位熟料煤粉消耗量，单位为千克每千克(kg/kg) ;

　　Aar —烧成用煤的收到基灰分，以百分数(%)表示;

　　L1 —入预热器系统生料烧失量，以百分数(%)表示。

　　单位熟料煤粉消耗量计算见式(C. 2) :

　　m ………………( C.2 )

　　式中：

　　Mr —煤粉消耗量，单位为千克每小时(kg/h) ;

　　Msh —熟料产量，单位为千克每小时(kg/h) 。

　　干生料的实际生熟料折合系数计算见式(C. 3) :

　　ms1 =ms + C1 ·V1 · ………………( C.3 )

　　式中：

　　ms1 —干生料的实际生熟料折合系数，单位为千克每千克(kg/kg) ;

　　C1 —窑尾预热器出口废气粉尘浓度，单位为克每立方米(g/m3 ) ;

　　V1 —窑尾预热器出口单位熟料废气量，单位为立方米每千克(m3 /kg) ;

　　L2 —窑尾预热器出口飞灰烧失量，以百分数(%)表示。

　　湿生料的实际生熟料折合系数计算见式(C. 4) :

　　ms2 =ms 1 /(1 -Ws ) ………………( C.4 )

　　式中：

　　ms2 —湿生料的实际生熟料折合系数，单位为千克每千克(kg/kg) ;

　　Ws —生料含水量，以百分数(%)表示。

　　上述计算基于以下假定：

　　a) 入窑煤粉的灰分全部沉积于出窑熟料中，即煤灰沉落率为 100%。

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　　b) 出预热器飞灰回到原料磨或均化库中，根据理论分析，生熟料折合系数应相当于湿生料的实际料耗。

　　综上所述，湿生料的实际生熟料折合系数计算见式(C. 5) :

　　+ C1 ·V1 · /(1 -Ws ) ……( C.5 )

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　　附 录 D

　　(规范性附录)

　　熟料产量实物放料计量方法

　　D.1 范围

　　本附录给出了水泥企业通过熟料实物放料确定熟料产量的两种方法，主要适用于新型干法生产工艺熟料产量的确定。 仲裁方法为全部熟料产量实物放料计量方法。

　　D.2 熟料产量实物放料计量方法

　　D.2 . 1 方法 A(部分熟料产量实物放料计量方法)

　　在熟料烧成系统 72 h 能耗测试期间，采用同一台生料喂料秤计量生料消耗量。 每 24 h 内取4 h~8 h 时间段生产的熟料外排，同时记录生料消耗量，将外排的熟料称量得到熟料量。 由此计算生熟料折合系数，生熟料折合系数计算见式(D. 1) :

　　ms2 =Ms /Msh ………………( D.1 )

　　式中：

　　ms2 —湿生料实际料耗，单位为千克每千克(kg/kg) ;

　　Ms —熟料实物放料期间的生料消耗量，单位为千克每小时(kg/h) ;

　　Msh—外排的熟料称量得到熟料质量，单位为千克每小时(kg/h) 。

　　三次计算的生熟料折合系数相差不得超过 3%,根据三次生熟料折合系数的算术平均值和每 24 h生料消耗量计算熟料产量。

　　D.2 . 2 方法 B(全部熟料产量实物放料计量方法)

　　在熟料烧成系统 72 h 能耗测试期间，将 72 h生产的所有熟料外排，经称量后得到 72 h生产的熟料总量。

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　　附 录 E

　　(规范性附录)

　　余热发电系统热效率计算方法

　　E.1 范围

　　本附录给出了余热发电系统热效率的计算方法，适用于新型干法水泥生产线余热发电系统热效率的计算。

　　E.2 余热发电系统热效率计算方法

　　余热发电系统热效率计算见式(E. 1) :

　　η =(犇 × 3 600)/Σ犙i ………………( E.1 )

　　式中：

　　η —余热发电系统热效率，以百分数(%)表示;

　　犇 —余热发电系统输出功率，单位为千瓦(kW) ;

　　Σ犙i —可用于发电的总余热量，单位为千焦每小时(kJ/h) 。

　　可用于发电的总余热量 Σ犙i计算见式(E. 2) :

　　Σ犙i =犙SP +犙AQC + 犙tt +犙qt ………………( E. 2 )

　　犙SP —可用于发电的窑尾废气余热，单位为千焦每小时(kJ/h) ;

　　犙AQC —可用于发电的窑头废气余热，单位为千焦每小时(kJ/h) ;

　　犙tt —用于发电的窑胴体废热热量，单位为千焦每小时(kJ/h) ;

　　犙qt —用于发电的其他热量，单位为千焦每小时(kJ/h) 。

　　可用于发电的窑尾废气余热 犙SP计算见式(E. 3) :

　　犙SP =犞zs(犜js × 犆tjs - 犜hs × 犆ths ) +犞ys(犜hs × 犆ths - 135 × 1 . 42) …………( E. 3 )

　　式中：

　　犞zs —窑尾预热器排出的废气体积，单位为标准立方米每小时(m3 /h) ;

　　犜js —窑尾预热器排出的废气平均温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　犆tjs —对应于 犜js 的窑尾废气比热，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )] ;

　　犜hs —物料烘干所需要的废气平均温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　犆ths —对于应 犜hs 的窑尾废气比热，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )] ;

　　犞ys —扣除物料烘干所需窑尾废气量后剩余的窑尾废气量(m3 /h) ;

　　135 — 扣除物料烘干所需窑尾废气量后剩余的窑尾废气进入收尘器金属构件不结露的允许最低温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　1.42—对应于 135 ℃的窑尾废气比热，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )] 。

　　可用于发电的窑头废气余热 犙AQC计算见式(E. 4) :

　　犙AQC =犞ZA(犜jA × 犆tjA - 犜l × 犆tl ) ………………( E. 4 )

　　式中：

　　犞ZA — 电站不投入运行时冷却机排入大气的废气体积，单位为标准立方米每小时(m3 /h) ;

　　犜jA — 电站不投入运行时冷却机出口排入大气的废气平均温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　犆tjA —对应于 犜jA 的冷却机出口排入大气的废气比热，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )];

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　　Tl —余热锅炉最低工段 —热水段理论上废气温度的下限值，视系统配置不同通常在 80 ℃ ~ 120 ℃,计算取值为 100 ℃ ;

　　ctl —对应于 Tl 的废气比热，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )]。

　　对于窑胴体废热热量Qtt , 目前有部分水泥工厂进行了部分回收，但未用于发电，其他绝大部分水泥工厂都未回收。 当将窑胴体废热热量回收并用于发电时，计算发电系统热效率应按实际回收的窑胴体废热热量计算。

　　对于不同的余热发电技术或不同的水泥工厂，其用于发电的热量除预热器出 口废气和冷却机出 口废气热量外，有可能还利用其他热量 Qqt , 如为了多发电，利用窑系统的部分二次风或三次风进行发电，应将用于发电的二次风、三次风的热量计入发电用热量。