工业炉及相关工艺设备能量效率评估示例

1、附录A能量效率评估示例A.1通用本附录提供了一个制作能量平衡表及其转换的例子，以展示两种TPE的有效能指数。A.2钢用连续加热炉示例TPE概述能量评估示例的TPE简要概述如表A.1 所示。表 A.1 TPE简要概述类型钢用练血加热炉标称容量300t/h燃烧器类型具有一般热回收设备的燃烧器产品材料碳钢板坯边界条件能量评价的边界条件见图A.1图中：1加热室a燃料热值， Eh,fuel2燃烧器b燃料显热， Es,fuel3热交换器c燃烧空气显热 , Es,air4产品d入口处产品焓， Ep15边界条件 EB2-a，见表 1e废气回收热， Eh,reex6边界条件 EB3-a，见表 1g从边界提取时产

2、品焓， Ep2h 氧化物质显热， El,ji 废气显热（热回收出口）， j 废气显热（燃烧室出口），Eex,orEex,ock 炉壁损失， El,fs(1)l 炉门辐射热损失， El,fs(2)m 冷却水损失， El,fs(3)n 其他能量损失， El,other图 A.1钢用连续加热炉效率评价边界条件测量数据测量数据如表A.2所示。表 A.2测量数据生产速度300 t/h产品装料温度20 产品出料温度1250环境温度20大气压力101.2kPa相对湿度60%燃料类型GOG（焦炉煤气）CO22.38%C2H22.42%O21.1%CO7.06%H257.39%CH424.55%N26.1%热值

3、17.23MJ/m3(n)流率22809m3(n)/h供气温度20雾化剂无燃烧空气体积空气比， m=1.15，通过计算得到温度热回收设备入口温度为 20温度燃烧器入口温度 750富氧无渗透空气无气氛气体无废气温度900 燃烧室出口空气比1.15炉子外壁位置温度面积侧面110612 m2顶部120820 m2底部120612 m2前/ 后110 2186 m水冷间接供水温度35出水温度49体积流量300t/h供水压力0.5MPa直接供水温度35出水温度49体积流量70t/h供水压力0.5MPa供水管500DN（直径 0.5m）注：表A.1 提供的数据基于ISO 13579-2 ：2013。注：如

4、有必要，应考虑烟气。能量平衡表的变化及各种效率表 A.3显示了使用表 A.2 提供的数据变换能量平衡表以得到各种效率的示例。表 A.3 热能平衡表转换及各种效率示例单位： MJ/t能量类型，符号输入热能燃料热值， Eh,fuel燃料显热， Es,fuel燃烧空气显热，Es,air入口处产品焓， Ep1放热反应热， Ereact ，exo渗透空气显热，Es,infilt废气回收热， Eh,reex总和热能输出从边界提取时产品焓，Ep2产品焓变， Epr,en =( Ep2- E p1 )Epr,en Ereact,exo氧化物显热， El,j废气显热（热回收出口处），Eex,or废气显热（燃烧室

5、出口处），Eex,oc炉壁损失， El,fs(1)炉门辐射热损失，El,fs(2)冷却水损失， El,fs(3)其他能量损失，El,other总和效率供热值基础上的热效率，3fg在全热值基础上的热效率，2(Epr,en Ereact,exo )/( Eh,fuel + Es,fluid+ Eh,re +( Eh,el )边界条件12345EB2aEB3aEB2a cEB3aEB3aabde13101310131013101310222229999915152828282800000210210210136415741349155915318508508358358077777717717756

6、256256242424242428888810210210210210233333136415741349155915310.6190.5360.554注：来源： ISO 13579-2 ： 2013，附表 B注：如果排出的冷却水/ 蒸汽的热含量被用在工业炉系统之外，将由ISO 13579-1考虑，（参考文献（4）a 边界条件EB2-a包含加热室和热回收设备。在标准并未显示回收热。入口处产品焓值( Ep1) 和出口处产品焓值（Ep2）被分别列入能量输入和能量输出。b 边界条件EB3-a 仅包含加热室。 明确规定了回收热。入口处产品焓值( Ep1) 和出口处产品焓值 （ Ep2）被分别列入能量

7、输入和能量输出。c 边界条件EB2-a 包含加热室和热回收设备。d 边界条件 EB3-a 仅包含加热室。e 边界条件 EB3-a 仅包含加热室。在能量输入和输出中均减去放热反应热值。f见Epr,ev=0,Epr,re =0g 见Epr,ev =0, Epr,re =0可用热能量平衡表通过转换表 A.3 中边界条件 4的能量的能量平衡，创建表A.4 ，以评价可用热。表 A.4可用热能量平衡能量类型，符号热能输入 /MJ/t燃料热值，h,fuel1310E废气回收热， Eh,reex210总和1520热能输出 /MJ/t可用热，available958E废气显热（燃烧室出口处），ex,oc561E总和1520效率a0.374燃烧室内余热回收率， R燃烧废气余热与燃料热值的比值，b0.429exh不考虑余热回收时的转换可用热率，*c0.5710可用热率， *0 c