GB/T 34473-2017 烧结机热平衡测试与计算方法

　　ICS 77-010 H 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34473—2017

　　烧结机热平衡测试与计算方法

　　Methodsofdeterminationandcalculationofheatbalanceforsinteringmachine

　　2017-10-14 发布 2018-07-01 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 34473—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国钢铁工业协会提出。

　　本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC 183)归口 。

　　本标准起草单位：首钢总公司、冶金工业信息标准研究院、北京科技大学、鞍钢集团矿业有限公司。

　　本标准主要起草人：裴元东、祁成林、王姜维、张效鹏、安钢、仇金辉、陈绍 国、史凤奎、赵志星、马怀营、高景俊、潘文、石江山、冯根生、程峥明、赵勇、康海军、罗尧升、黄东辉、施春丽、高军驰。

　　GB/T 34473—20 17

　　烧结机热平衡测试与计算方法

　　1 范围

　　本标准规定了烧结机热平衡测试的术语和定义、热平衡测试与计算基准、设备概况及主要技术参数、测试的准备、测试的步骤、测试内容及方法、物料平衡计算、热平衡计算、测定结果分析与改进意见、热平衡测试报告。

　　本标准适用于钢铁行业烧结机的热平衡测试与计算。

　　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。

　　GB/T 476 煤中碳和氢的测定方法

　　GB 50408 烧结厂设计规范

　　3 术语和定义

　　GB 50408 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 热平衡测试与计算基准

　　4 . 1 基准温度和压力

　　基准温度为烧结机系统所在车间内距离设备 1 m 处的环境温度。压力以一个大气压为基准。

　　4 . 2 燃料发热量

　　采用收到基低(位)发热量。

　　4 . 3 测试范围

　　测试范围为烧结机(不包括环冷机)，烧结大烟道的烟气测试截止到余热利用前。

　　4 . 4 测试时间和频次

　　在物料品种及规格不变、系统工况稳定的情况下连续测试;热平衡测试应在烧结机系统连续运行的

　　8 h 内完成，每天测试次数不能少于 2 次，连续测试 3 天。

　　4 . 5 计算单位

　　物料平衡和热平衡的计算单位分别为单位重量成品矿所需物料量 kg/t 和所需热量 kJ/t 。

　　5 设备概况及主要技术参数

　　参考附录 A填写设备性能和概况及主要技术参数。

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　　6 测试的准备

　　6 . 1 熟悉设备状况

　　熟悉系统及相关设备的机构、性能、操作与运行情况，并了解生产工艺及主要工作参数和物料计量等;熟悉热工仪表的使用方法。

　　6 . 2 制定测试方案

　　根据测试目的及现场实际情况，制定测试方案。

　　6 . 3 组织测试人员

　　根据测试方案组织测试人员。 测试工作由专业技术人员指挥，按工作需要对测试人员进行分工，并进行现场安全和测试技术的培训。 测试时应严格遵守现场的安全生产制度。

　　6 . 4 检修设备与测试仪器和工具的准备

　　测试前应对被测试系统及相关仪器设备进行必要的检查及检修，以保证测试工作的顺利进行。 准备好测试仪器及所需工具，对现场已有的仪表及各种便携式测试仪器进行校正，达到测试要求的精度和准确度，精度等级不低于 1 . 5 级，主要测试设备的精度要求如表 1 所示。 现场无计量装置时应在测试前安装计量装置或准备计量器具。

　　表 1 热平衡测试主要设备及精度

　　6 . 5 选择测试时机

　　测试前及测试过程中被测试系统工作应连续稳定;尤其铺底料要持续稳定供给，返矿和除灰尘要持续稳定排出、配用。

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　　6 . 6 预备性测试

　　正式测试前应进行必要的预备性测试，验证测试方法的准确性和测试手段的可靠性。 预备性测试如可靠，亦可作为正式测定之用。

　　7 测试步骤

　　根据测试方案，准备或在预定部位安装测试装置。 所有热工参数测定同步进行;注意配料室、烧结台车处、成品取样点等之间取样测试存在时间差。 按测试方案规定的内容进行测试与记录。 采用以测量为主，现场观察及控制中心记录数据为参考的方法，对所测数据进行分析整理，并按本标准的计算方法进行计算。 对测试结果进行分析并提供测试报告。

　　8 测试内容及方法

　　8 . 1 燃料

　　8 . 1 . 1 燃料的用量

　　燃料的用量可由工厂现有的计量装置读取。 固体燃料用量由现场的电子皮带秤计量，气体燃料用量由现场管道的流量计读出。

　　8 . 1 . 2 燃料的取样分析及发热量测试

　　8 . 1 . 2 . 1 气体燃料在燃烧器前煤气管道上的取样孔进行取样，一般每小时取一次，如果煤气成分波动较大，可适当缩短取样间隔时间。 成分分析用气体分析仪测试，具体测试项包括 H 2、CO、CH 4 等;含水量用吸水法或露点法测试。 根据气体分析成分及含水量换算成湿成分，然后计算出气体燃料的收到基低(位)发热量。

　　8 . 1 . 2 . 2 固体燃料在配料圆盘处皮带截取，按 GB/T 476 的规定进行取样、化验分析，计算得出燃料的收到基低(位)发热量。

　　8 . 1 . 3 燃料温度

　　气体燃料点火温度从现场接近燃烧器前的直管道上仪表读取。

　　8 . 2 烧结机

　　其测试内容和测试方法按表 2 的规定进行。

　　表 2 烧结机测试内容及方法

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　　表 2(续)

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　　表 2(续)

　　9 物料平衡计算

　　9 . 1 烧结机物料收入计算

　　9 . 1 . 1 进入烧结机的干混合料量按式(1)计算：

　　G …………………………( 1 )

　　式中：

　　G1 — 进入烧结机干混合料量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　M1-1 , M1-2 , M1-3 ……M1-9 — 分别对应为进入烧结机的混匀矿(M1 -1) , 自返矿(M1 -2) ,高炉返矿

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　　(M1 -3) , 白灰(M1 -4) ,石灰石(M1 -5) , 白云石(M1 -6) ,焦粉(M1 -7) ,

　　煤(M1 -8),除尘灰(M1 -9)等，单位为吨每小时(t/h) ;

　　∞ 1-1 , ∞ 1-2 , ∞ 1-3 …… ∞ 1-9 — 分别对应为进入烧结机的混匀矿( ∞ 1-1) , 自返矿( ∞ 1-2) ,高炉返矿

　　( ∞ 1-3) , 白灰( ∞ 1-4) ,石灰石( ∞ 1-5) , 白云石( ∞ 1-6) ,焦粉( ∞ 1-7) ,煤( ∞ 1-8) ,除尘灰( ∞ 1-9)的含水量，用百分比表示( % ) ;

　　MS — 烧结矿的产量，单位为吨每小时(t/h )。

　　9 . 1 . 2 进入烧结机的铺底料量按式(2)计算：

　　G …………………………( 2 )

　　式中：

　　G2 — 进入烧结机铺底料量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　MP — 进入烧结机的铺底料量，单位为吨每小时(t/h )。

　　9 . 1 . 3 进入烧结机的物理水量按式(3)计算：

　　G …………………………( 3 )

　　式中：

　　G3 — 进入烧结机的物理水量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　MW — 在烧结配料和混合系统等所配加的水量，单位为吨每小时(t/h)。

　　9 . 1 . 4 进入烧结机的蒸汽量按式(4)计算：

　　G …………………………( 4 )

　　式中：

　　G4 — 进入烧结机的蒸汽含量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　MZ — 经烧结配料、混合、矿槽和烧结料面等位置进入烧结机的蒸汽量，单位为吨每小时(t/h) ;

　　其中在二混和矿槽所加蒸汽进入烧结机的量由所加蒸汽总量扣掉物料在二混和矿槽提温所消耗的蒸汽量。

　　9 . 1 . 5 进入烧结料层的空气量按式(5)计算：

　　G …………………………( 5 )

　　式中：

　　G5 — 进入烧结料层的空气量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　ρA — 进入烧结料层空气的密度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ;

　　VA — 进入烧结料层空气的流量，单位为立方米每小时(m3 /h);由微风速仪测试得到。

　　9 . 1 . 6 烧结漏风量按式(6)计算：

　　G …………………………( 6 )

　　式中：

　　G6 — 烧结机漏风量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　ρL — 漏风气体的密度，单位为千克每立方米(kg/m3 );可取 ρL =ρA ;

　　V′F — 排出烧结机的废气流量，单位为立方米每小时(m3 /h) ;

　　V′FX — 大烟道循环废气的流量，单位为立方米每小时(m3 /h) ;

　　KJ — 烧结机的漏风率，以百分数(%)表示，漏风率的计算参照附录 B。

　　9 . 1 . 7 煤气或其他可燃气体消耗量按式(7)计算：

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　　G7 = ρSR …………………………( 7 )

　　式中：

　　G7 — 烧结点火或料面喷洒所消耗的煤气或其他可燃气体的量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　VR — 进入烧结机的煤气或其他可燃气体的流量，单位为立方米每小时(m3 /h) ;

　　ρR — 煤气或其他可燃气体的密度，单位为千克每立方米(kg/m3 ) ,各气体的密度可按式(8)计算。 ρR =(1.25φCO + 0.717φCH4 + 1.977φCO2 + 0.899φH2 + 1.429φO2 + 1.252φCmHn +

　　1.251φN2 + 0.804φH2 O + 1.539φH2 S) …………………………( 8 )

　　式中：

　　φCO ,φCH4 ,φCO2 ,φH2 , … — 气体 CO, CH4 , CO2 , H2 , … 湿成分的体积分数，用百分数(%)表示。

　　9 . 1 . 8 点火助燃气体量按式(9)计算：

　　G8 = ρSZ …………………………( 9 )

　　式中：

　　VZ — 进入烧结机点火助燃气体的流量，单位为立方米每小时(m3 /h) ,可由仪表读取，或按式(11)

　　计算得出：

　　VZ = αL …………………………

　　式中：

　　α — 空气系数，按式(12)计算：

　　L— 理论湿空气量，按式(13)计算：

　　α = 21 ………………

　　21 - 79 φO2 ’- 0.5φCO’- 0.5φH2 ’- 2φCH4 ’

　　φCO2 + φCO + φCH4 + mφCmHn + φH2 S

　　L=0.0238(φH2 +φCO) +0.0952φCH4 +0.0476(m + φCmHn +

　　0.071 4φH2 S - 0.047 6φO2 …………………………

　　( 11 )

　　( 12 )

　　( 13 )

　　式中：

　　φO2 ’,φCO’,φH2 ’,φCH4’,φN2’,φSO2 ’,φCO2 ’— 干烟气中各成分的体积含量，用百分数(%)表示。

　　9 . 1 . 9 烧结大烟道废气循环气体量按式(14)计算：

　　G …………………………( 14 )

　　式中：

　　GX — 从烧结大烟道废气中循环回烧结机料层表面的废气量，单位为千克每吨 (kg/t) ; X — 循环废气的密度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　9 . 2 . 1 排出烧结机的成品矿量按式(15)计算：

　　G …………………………( 15 )

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　　式中：

　　G′1 — 排出烧结机成品矿的量，折算为 1 000 千克每吨(含铺底料)，单位为千克每吨 (kg/t) ; M′S — 排出烧结机成品矿的量，M′S=MS,单位为吨每小时(t/h )。

　　9 . 2 . 2 排出烧结机的 自返矿量按式(16)计算：

　　G,2 = 1 000 …………………………( 16 )

　　式中：

　　G′2 — 排出烧结机自返矿的量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　M′R — 排出烧结机自返矿的量，正常工况下返矿平衡 M ′R=M1-2 ,单位为吨每小时(t/h )。

　　9 . 2 . 3 排出烧结机的铺底料量按式(17)计算：

　　G,3 = 1 000 ,SP …………………………( 17 )

　　式中：

　　G 3 — 排出烧结机铺底料量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　M ′P — 排出烧结机的铺底料量，单位为吨每小时(t/h )。

　　9 . 2 . 4 排出烧结机的灰量按式(18)计算：

　　G …………………………( 18 )

　　式中：

　　G 4 — 排出烧结机的灰量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　M′H — 排出烧结机的灰的总量，单位为吨每小时(t/h )。

　　9 . 2 . 5 排出烧结机的废气的量按式(19)计算：

　　G …………………………( 19 )

　　式中：

　　G 5 — 排出烧结机废气的量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　ρ′F — 排出烧结机废气的密度，单位为千克每立方米(kg/m3 )。

　　9 . 2 . 6 烧结大烟道废气循环量按式(20)计算：

　　G …………………………( 20 )

　　式中：

　　G X — 烧结大烟道废气循环量，单位为千克每吨 (kg/t)。

　　9 . 3 差值

　　物料平衡各项收入总和 ΣG与已测各项支出总和之差即为差值 ΔG ，按式(21)计算：

　　ΔG=ΣG-G,1 - G,2 - G,3 - G,4 - G,5 - G,X …………………( 21 )

　　式中：

　　ΔG — 各项收入总和与已测各项支出总和之差，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　ΣG — 物料平衡各项收入总和，单位为千克每吨(kg/t)。

　　差值包括未测出的支出及误差。物料平衡允许相对误差值为 5%以内，即

　　9 . 4 烧结机系统物料平衡表

　　烧结机系统物料平衡表见表 3 。

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　　表 3 烧结机物料平衡表

　　10 热平衡计算

　　10 . 1 烧结机热收入项目计算

　　10 . 1 . 1 固体燃料的化学热按式(22)计算：

　　Q

　　式中：

　　Q1 — 固体燃料燃烧放出的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　QJ ,QM — 分别为烧结用焦粉和煤的收到基低(位)发热量，按 8.1.2.2 中测试计算得到，单位为千焦每千克(kJ/kg)。

　　10 . 1 . 2 气体燃料化学热按式(23)计算：

　　Q …………………………( 23 )

　　式中：

　　Q2 — 烧结点火或料面喷洒供入的气体燃料燃烧的化学热，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　Qd — 气体燃料低发热值，取自 8.1.2.1 中根据测试计算得到的气体燃料收到基低(位)发热量，单位为千焦每立方米( kJ/m3 )。

　　10 . 1 . 3 气体燃料物理热按式(24)计算：

　　Q …………………………( 24 )

　　式中：

　　Q3 — 烧结点火或料面喷洒供入的气体燃料的物理热，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

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　　tR — 气体燃料的温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　tc — 环境温度，在不受外界辐射影响下测试，单位为摄氏度(℃) ;

　　cR,cRc — 分别为气体燃料在 0 ℃到tR及tc间的平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 ·℃)]。

　　按气体燃料所测组分和各组分平均比热容加权计算，按式(25)计算：

　　cR =(cCOφCO + cCO2 φCO2 + cH2 φH2 + ……) …………………………( 25 )

　　式中：

　　cCO ,cCO2 ,cH2 , …… — 湿气体燃料中 CO, CO2 , H2 , …… 成分的平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )]。

　　10 . 1 . 4 助燃气体物理热按式(26)计算：

　　Q …………………………( 26 )

　　式中：

　　Q4 — 烧结点火助燃气体的物理热，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　cZ,cZc — 分别为助燃气体在0到tZ及tc间的平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 · ℃)]; tZ — 助燃气体的温度，单位为摄氏度(℃)。

　　10 . 1 . 5 干混合料的物理热按式(27)计算：

　　Q5 =G1(chth -chctc) …………………………( 27 )

　　式中：

　　Q5 — 烧结干混合料带入的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　th — 干混合料温度，单位为摄氏度(℃ ) ;

　　ch ,ch— 分别为干混合料在 0 ℃ 至th 及tc 间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)]。

　　10 . 1 . 6 铺底料带入的物理热按式(28)计算：

　　Q6 =G2(cptp -cpctc) …………………………( 28 )

　　式中：

　　Q6 — 铺底料带入的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　tp — 铺底料温度，单位为摄氏度(℃ ) ;

　　cp ,cpc — 分别为铺底料在 0 ℃至tp及 tc 间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];

　　10 . 1 . 7 水的物理热按式(29)计算：

　　Q7 =G3(cw tw -cwctc) …………………………( 29 )

　　式中：

　　Q7 — 烧结过程水带入的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　tw — 分别为烧结料中水的温度，实际中可按 tw=th 考虑，单位为摄氏度(℃ ) ;

　　cw ,cwc — 分别为水在 tw 和 tc 时的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )]。

　　10 . 1 . 8 水蒸气的物理热按式(30)计算：

　　Q8 =G4(csttst -cstctc) …………………………( 30 )

　　式中：

　　Q8 — 水蒸气带入的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　G4 — 进入烧结机的水蒸气量，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　tst — 烧结料中水蒸气的温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　cst ,cstc— 分别为水蒸气在 0 ℃至tst及tc间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)]。

　　10 . 1 . 9 硫化物燃烧放热量按式(31)计算：

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　　Q9 = 6 901.18 × 1.875 ( ΣGi∞i-S -G’1∞’S) ………………………( 31 )

　　式中：

　　Q9 — 硫化物燃烧放出的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　Gi — 进入烧结机各物料的量，Gi=M1 -i(1-∞1 -i)/MS,单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　∞i-S — 烧结各原料中硫的含量，用百分数(%)表示;

　　∞ — 成品烧结矿中硫的含量，用百分数(%)表示;

　　6 901.18 — 每千克 FeS2完成氧化所放热量，单位为千焦每千克(kJ/kg) ;

　　1.875 —S换算成 FeS2的比值。

　　10 . 1 . 10 形成新矿物的放热量按式(32)计算：

　　Q10 = ……………

　　式中：

　　Q10 — 烧结过程中形成新矿物放出的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　ΔHCF,ΔHCS — 烧结矿中生成铁酸盐，硅酸盐矿物的放热量，单位为千焦每千克(kJ/kg) ;

　　∞CF , ∞CS — 烧结矿中生成铁酸盐，硅酸盐矿物的含量，用百分数(%)表示。

　　Q10值可按以下方法获得：

　　a) 经验取法 — 取烧结总热量收入的 3% ;

　　b) 实测取法 — 通过矿相分析计算烧结矿中铁酸钙和硅酸钙等的比例，以此计算热量。

　　10. 1 . 1 1 混合料中 FeO 氧化放热量按式(33)计算：

　　式中：

　　Q8 — 烧结混合料中 FeO 氧化成 Fe2 O3放出的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　∞i-FeO — 烧结各原料中氧化亚铁的含量，用百分数(%)表示;

　　∞ eO — 成品烧结矿中氧化亚铁的含量，用百分数(%)表示;

　　1 952.06 — 每千克 FeO 氧化成 Fe2 O3所放热量，单位为千焦每千克(kJ/kg) ;

　　1 . 123 —S换算成 FeO 的系数(72/64 . 2) 。

　　10 . 1 . 12 返矿和灰的残碳化学热按式(34)计算：

　　式中：

　　Q12 — 返矿和灰残碳化学热，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　∞ ′cF1 , ∞ ′cF2 ,∞′cH — 分别为烧结自返矿，高炉返矿和灰中残留的固定碳含量，用百分数(%)表示;

　　10 . 1 . 13 烧结过程空气带入物理热按式(35)计算：

　　Q …………………………( 35 )

　　式中：

　　Q13 — 烧结过程空气带入的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　VA — 进入烧结料层空气的量，单位为立方米每小时(m3 /h) ;

　　ta — 进入烧结料层空气的温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　ca ,cac — 分别为空气在 0 ℃到ta及 tc 间的平均比热容，单位为千焦每立方摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )]。

　　10 . 1 . 14 漏风带入物理热按式(36)计算：

　　GB/T 34473—20 17

　　Q …………………………( 36 )

　　式中：

　　Q14 — 烧结过程漏风带入的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　VL — 烧结漏风量，VL=(V′F+V′FX) KJ ,单位为立方米每小时(m3 /h ) ;

　　tL — 漏风气体的温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　cL,cLc — 分别为漏风气体在 0 ℃到tL及tc 间平均比热容，单位为千焦每立方摄氏度[kJ/(m3 · ℃)]。

　　10 . 1 . 15 大烟道废气循环带入热按式(37)计算：

　　Q 式中：

　　QX — 烧结大烟道循环废气带入的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　tFX1 — 烧结大烟道循环废气(在烧结料面烟气罩位置测试)的平均温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　cFX1 ,cFXc — 分别为烧结大烟道循环废气在 0 ℃到 tFX1及 tc 间的平均比热容，单位为千焦每立方摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )] ;

　　φCH4 — 烧结废气中甲烷的体积分数，以百分数(%)表示。

　　10 . 1 . 16 热量总收入按式(38)计算：

　　ΣQ=Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11 +

　　Q12 + Q13 + Q14 + QX …………………………( 38 )

　　式中：

　　ΣQ — 烧结过程热量总收入，单位为千焦每吨 (kJ/t)。

　　10 . 2 烧结机热支出项目计算

　　10 . 2 . 1 烧结废气带走的物理热按式(39)计算：

　　Q …………………………( 39 )

　　式中：

　　Q′1 — 烧结过程排放废气带走的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　tF — 烧结大烟道废气(机头除尘器入口测试)的平均温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　cF,cFc — 分别为烧结大烟道废气在 0 ℃到 tF及 tc 间的平均比热容，单位为千焦每立方摄氏度[kJ/(m3 · ℃ )]。

　　10 . 2 . 2 化学不完全燃烧热损失按式(40)计算：

　　Q’2 = (30.2φCO + 25.8φH2 + 85.7φCH 4 + ……) × 420 …………………( 40 )

　　式中：

　　Q′2 — 烧结过程燃料不完全燃烧的热损失，单位为千焦每吨 (kJ/t)。

　　10 . 2 . 3 烧结饼的物理热按式(41)计算：

　　Q’3 =G’1 -1(cO1 tO1 -cO1ctc ) + G’1 -2(cO2tO2 -cO2ctc ) + …… +G’1 -n(cOntOn-cOnctc ) …( 41 )式中：

　　Q′3 — 烧结饼带走的热量，单位为千焦每吨烧结矿(kJ/t) ;

　　G′1-1 ,G′1-2 ,G′1-n — 烧结机卸矿处各层烧结饼的量，基本按等量划分，单位为千克每吨 (kg/t) ;

　　cO1 ,cO2 ,cOn — 分别为烧结机卸矿处各层烧结饼分别在 0 ℃到对应的 tni间的平均比热容，单

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　　位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　cO1c ,cO2c ,cOnc — 分别为烧结机卸矿处各层烧结饼在 0 ℃到 tc间的平均比热容，单位为千焦每

　　千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　tO1 ,tO2 ,tOn — 烧结机卸矿处各层烧结饼量的平均温度，单位为摄氏度(℃ )。

　　10 . 2 . 4 烧结矿残碳化学损失按式(42)计算：

　　Q

　　式中：

　　Q 4 — 烧结矿残碳化学损失，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　∞ — 成品烧结矿中残留的固定碳含量，用百分数(%)表示。

　　10 . 2 . 5 混合料中物理水蒸发热按式(43)计算：

　　Q’5 = 2 260.87

　　式中：

　　Q′5 — 混合料中水分蒸发所吸收的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　2 260.87— 水在 100 ℃下的汽化热，单位为千焦每千克(kJ/kg)。

　　10 . 2 . 6 混合料中结晶水分解热按式(44)计算：

　　Q’6 = 4 184G1 ∞J …………………………( 44 )

　　式中：

　　Q′6 — 混合料中结晶水分解和蒸发所吸收的热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　∞J — 混合料中的结晶水含量，用百分数(%)表示;

　　4 184 —Fe2 O3 · H2 O —→Fe2 O3 +H2 O 在 260 ℃ ~360 ℃时分解和蒸发的热值，单位为千焦每千克(kJ/kg)。

　　10 . 2 . 7 混合料中碳酸盐分解热按式(45)计算：

　　…………………………( 45 )

　　式中：

　　Q′7 — 混合料中碳酸盐分解所吸收的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　3 192 , 2 519 , 647 — 分别为 CaCO3、MgCO3和菱铁矿的分解热，单位为千焦每千克 CaO,千焦每千克 MgO 和千焦每千克 FeCO3(kJ/kg) ;

　　∞CaO , ∞MgO — 石灰石中含 CaO, MgO 量，用百分数(%)表示;

　　∞ ′CaO , ∞ ′MgO — 白云石中含 CaO, MgO 量，用百分数(%)表示;

　　∞FeCO3 — 混匀矿中 FeCO3含量，用百分数(%)表示。

　　10 . 2 . 8 飞灰带走热按式(46)计算：

　　Q’8 =G’H-1(cH1tH1 -cH1ctc) +…… +G’H-n(cHntHn-cHnctc

　　…………………………( 46 )

　　式中：

　　Q 8 — 烧结过程飞灰带走的热量，单位为千焦每吨烧结矿(kJ/t) ;

　　G′H-1 ,G′H-2 ,……,G′H-n — 烧结机各处飞灰的量，单位千克每吨 (kg/t) ;

　　cH1 ,cH2 , …… ,cHn — 分别为烧结机各处灰在 0 ℃到 tH1 ,tH2 ,tHn间的平均比热容，单位为千

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　　焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　cH1c ,cH2c ,cHnc — 分别为烧结机各处灰在 0 ℃到 tH1c ,tH2c ,tHnc 间的平均比热容，单位为

　　千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　tH1 ,tH2 ,tHn — 烧结机各处灰在排灰烟道位置时的平均温度，单位为摄氏度(℃ )。

　　10 . 2 . 9 大烟道废气循环带走热按式(47)计算：

　　Q 式中：

　　Q′X — 烧结大烟道循环废气带走的热量，单位为千焦每吨 (kJ/t)。

　　10 . 2 . 10 热损失

　　热损失按式(48)计算：

　　Q’9 =Q’9-TC + Q’9-BWL + Q’9-BS + Q’9-LQS + Q’9-FX ……………………( 48 )

　　式中：

　　Q′9 — 烧结过程主要的热损失，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　Q′9-TC — 烧结台车和箅条的吸热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　Q′9-BWL — 点火保温炉表面散热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　Q′9-BS — 出点火保温炉烧结饼的表面散热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　Q′9-LQS — 点火炉冷却水的吸热量，单位为千焦每吨 (kJ/t) ;

　　Q′9-FX — 大烟道循环废气的热损失，单位为千焦每吨 (kJ/t)。

　　烧结台车和箅条的吸热量按式(49)计算：

　　Q’9-TC =GTC(cTC1 tTC1 -cTC2tTC2) +GBT(cBT1 tBT1 - cBT2tBT2) ………………( 49 )

　　式中：

　　GTC ,GBT — 吨烧结矿需要通过的台车车体和箅条的质量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　cTC1 , cTC2 , cBT1 , cBT2 — 分别为台车和箅条在 0 ℃到 tTC1 ,tTC2 ,tBT1 ,tBT2间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　tTC1 ,tTC2 ,tBT1 ,tBT2 — 分别为台车和箅条在卸矿和布料处所对应温度，单位为摄氏度(℃ )。

　　点火保温炉表面散热量按式(50)计算：

　　Q’9-BWL =ΣqLiA …………………………( 50 )

　　式中：

　　τ — 计算散热时间，按 1 h计，单位为小时(h) ;

　　ALi — 点火保温炉 i部炉体的散热面积，单位为平方米(m2 ) ;

　　Li — 点火保温炉 i部炉体的平均表面热流，单位为千焦每平方米小时[kJ/(m2 · h)],如不能直

　　q …………………

　　式中：

　　εa — 点火保温炉各表面的黑度，单位为无量纲;

　　tBi — 点火保温炉 i部炉体散热面的平均温度，单位为摄氏度(℃)。

　　αd — 对流给热系数，单位为千焦每平方米小时摄氏度[kJ/(m2 · h · ℃ )],见式( 52)、式( 53)和

　　式(54) 。

　　无风时，按式(52)计算：

　　αd = A …………………………( 52 )

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　　式中：

　　Q’9-BS =ΣqBiA …………………………( 55 )

　　式中：

　　ABi — 烧结饼 i 部的表面积，单位为平方米(m2 ) ;

　　Bi — 各烧结饼 i部的平均表面热流，单位为千焦每平方米小时[kJ/(m2 · h)],如不能直接测定，

　　q

　　式中：

　　εb — 烧结饼表面黑度，单位为无量纲;

　　tbi — 烧结饼 i 部表面的平均温度，单位为摄氏度(℃ )。

　　冷却水带走物理热按式(57)计算：

　　Q’9-LQS =GLQS(cLQS1tLQS1 -cLQS2tLQS2) …………………………( 57 )

　　式中：

　　GLQS — 点火炉冷却水耗量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　cLQS1 ,cLQS2 — 冷却水在 tLQS1和 tLQS2时的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　tLQS1 ,tLQS2 — 冷却水在出和入炉的温度，单位为摄氏度(℃)。

　　大烟道循环废气的热损失按式(58)计算：

　　Q …………………………

　　式中：

　　tFX2 — 烧结大烟道循环废气(在循环废气离开大烟道位置测试)的平均温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　10 . 2 . 1 1 热量总支出按式(59)计算：

　　ΣQ’=Q’1 + Q’2 + Q’3 + Q’4 + Q’5 + Q’6 + Q’7 + Q’8 + Q’X + Q’9 …………( 59 )

　　式中：

　　ΣQ’— 烧结过程热量总支出，单位为千焦每吨 (kJ/t)。

　　10 . 3 差值

　　热平衡各项收入热量总和 ΣQ与各项支出热量总和 ΣQ’之差即为差值 ΔQ，按式(60)计算：

　　ΔQ=ΣQ- ΣQ’ …………………………( 60 )

　　式中：

　　ΔQ— 热平衡各项收入热量总和与各项支出热量总和之差，单位为千焦每吨(kJ/t)。允许相对误差规定为 ±5% ,即

　　10 . 4 烧结机系统热平衡表

　　烧结机系统热平衡表见表 4 。

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　　表 4 烧结机系统热平衡表

　　10 . 5 烧结机系统热效率

　　烧结机热效率为烧结有效热除以供给烧结的热量;烧结的有效热应包括：烧结混合料水分的蒸发吸热，物料的化学分解吸热和把物料加热到工艺温度所需热量，则烧结机系统热效率按式(61)计算：

　　若 犙11为负，则犙11放入热平衡的支出项，则烧结机系统热效率计算按式(62)计算：

　　式中：

　　式中：

　　犌′H — 烧结环冷和成品系统的灰量，单位为千克每吨 (kg/t)。

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　　10 . 6 主要技术经济指标

　　烧结机热平衡测试主要技术经济指标见表 5 。

　　表 5 烧结机热平衡测试主要经济指标

　　1 1 测定结果分析与改进意见

　　根据热平衡测定、观察和计算结果，对影响烧结机热效率的各种因素：设备结构、生产工艺和操作等进行分析，提出改进建议。

　　12 热平衡测定报告

　　热平衡测试报告应包括以下内容：

　　a) 前言 ;

　　b) 主要设备概况及生产情况;

　　c) 主要测定数据;

　　d) 物料平衡表;

　　e) 热平衡表;

　　f) 主要技术经济指标;

　　g) 分析和改进意见;

　　h ) 测定单位负责人、报告人、审核人。

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　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　烧结机概况

　　A.1 烧结机概况见表 A. 1 。

　　表 A.1 烧结机概况

　　A.2 烧结机生产状况月报见表 A. 2 。

　　表 A.2 烧结机生产状况月报( 年 月)

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　　表 A.2(续)

　　A.3 主要测定项目见表 A. 3 。

　　表 A.3 主要测定项目

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　　表 A.3(续)

　　GB/T 34473—20 17

　　表 A.3(续)

　　A.4 烧结矿和点火材料黑度见表 A. 4 。

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　　表 A.4 烧结矿和点火材料黑度

　　A.5 气体比热见表 A. 5 。

　　表 A.5 气体比热公式

　　A.6 矿物比重和生成热见表 A. 6 。

　　表 A.6 矿物比重和生成热

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　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　漏风率测定方法和计算的推荐方法

　　B.1 原理

　　测试烧结机的漏风率采用烟气分析法，对烧结机所测部位的前后测点的烟气成分进行测试，按物质平衡进行漏风率的计算。 根据烟气中不同成分浓度的变化列出平衡方程，找出前后风量的比值和成分浓度变化之间的关系，从而间接算出漏风率。

　　B.2 漏风率测定方法

　　烟气分析法的测定过程：当烧结机处在正常生产状态，料面平整，操作稳定时，取样测试(真空泵和球胆抽出烟气试样)或直接使用烟气分析仪读取数据。

　　在布料之前把取样管放在台车篦条上面，随台车移动，或把取样管固定在每一个风箱的最上部，当测定整个烧结机抽风系列的漏风率时，台车上的烟气样应按风箱位置从机头连续地取到机尾。 当取样管相继经过各个风箱时，同时从台车上、风箱立管里和除尘器前后进行测试(取样测试更能保证同步性，否则需多台烟气分析仪分处多个位置测试)。

　　B.3 漏风率计算方法

　　B.3 . 1 氧平衡按式(B. 1)计算：

　　犓

　　式中：

　　犓O2 — 以测点前后氧含量变化求得的漏风率，用百分数(%)表示;

　　φQ2 (B) 、φQ2 (A) 、φQ2 (AIR) — 所分析部位前测点、后测点和大气中氧含量的体积分数，%。

　　B.3 . 2 碳平衡按式(B. 2)计算：

　　犓C = × φCO2 (B) + ×φCO(B) ] × 100% …( B.2 )

　　式中：

　　犓C — 以测点前后碳含量变化求得的漏风率，用百分数(%)表示;

　　φ CQ2 (B) 、φ CO(B) — 所测部位前测点烟气二氧化碳和一氧化碳的体积分数，% ;

　　φ CQ2 (A) 、φ CO(A) — 所测部位后测点烟气二氧化碳和一氧化碳的体积分数，%。

　　两种算法得到的结果应接近。 烟气中氧含量比较稳定，且氧气可以放置较长时间再分析，但在最后几个风箱氧含量与大气氧含量接近时，气体分析少量的误差(取样管氧化等设备原因)可能会导致分析结果出现较大误差。 故烧结机各风箱所测部位的漏风率取上述两种计算结果的算数平均值较为适宜，见式(B. 3) :

　　犓犻=(犓O2 +犓C)/2 …………………………( B.3 )

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　　式中：

　　Ki — 烧结机各风箱所测部位的漏风率，用百分数(%)表示。

　　各风箱所测部位的漏风率以立管流量大小进行加权平均可得到烧结机的漏风率，按式(B. 4)计算：

　　K …………………………( B.4 )

　　式中：

　　n — 风箱编号;

　　Qi — 第 i个风箱立管中烟气的流量，单位为立方米每分(m3 /min)。

　　在分段计算了烧结不同位置的漏风率时，计算总漏风率应注意烟气流量的折算，统一到一个基准

　　(一般以主抽风机入口处流量为 100%)再相加。