冶金行业空分能耗分摊计算方法

1、H 04YB中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T XXXX XXXX冶金行业空分能耗分摊计算方法En ergy con sumptio n share method of air separatio n un it products for metallurgicalin dustry征求意见稿XXXX XX-实施XXXX- XX- XX发布中华人民共和国工业和信息化部 发布前言 II1范围 12标准性引用文件 13术语和定义 13.1空分产品13.2压缩功13.3能耗分摊比14工艺及原理4.1 工艺24.2原理24.3气体产品的品质 24.4气体产品压力等级 25能耗分摊计算方法5.1空气

2、别离装置能耗分摊计算方法 35.2产品能耗计算 35.3产品能耗计算实例 4附 录 A附录 B 本标准按照GB/T 1.1-2021给出的规那么起草。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/TC183归口。 本标准起草单位：本标准主要起草人：冶金行业空分能耗分摊计算方法1范围钢铁企业配套空分装置， 尚应符合国家现行有关本标准标准了冶金行业空分产品的能耗分摊的术语和定义及能耗分摊方法。 本标准适用于钢铁行业采用低温精馏法制取氧气、氮气、氩气的空分装置。推荐使用本方法进行能耗分摊。冶金行业空分能耗分摊计算时除符合本标准外, 法规和标准的规定。2标准性引用文件以下文件对

3、于本文件的应用是必不可少的。但凡注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。但凡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 3863 工业氧GB/T 3864 工业氮GB/T 4842 氩GB/T 8979 纯氮、高纯氮和超纯氮JB/T 8693大中型空气别离设备3术语和定义以下术语和定义适用于本文件。3.13.2 空分产品 air separation products以空气为原料制取生产的氧气、氮气、氩气、液氧、液氮、液氩产品，以及以氧气、氮气、氩气为 原料气进行压缩的产品。3.3压缩功 compressi on power将空分气体产品压缩到用户需要压力，实

4、际需要消耗的功。3.4能耗分摊比 proportion of energy consumption空分产品氧气、氮气、氩气以及液氧、液氮、液氩等在分摊整个空分装置能耗时所占的比例。4工艺及原理2.1 工艺2.2 原理钢铁厂配套空分装置一般采用低温精馏法制取，简要原理为空气经过滤、压缩、预冷、净化后，被 反流的低温产品气及排放气冷却到液化温度，在精馏塔内进行精馏别离。 根据空气中各组分沸点的不同,在空分塔不同的部位分别提取氧气、氮气和氩气空分装置的冷量来源有空气膨胀和氮气膨胀两种方 式。各种气体产品分别被压缩机压缩至钢铁冶炼需要的压力后，通过管网输配至用户。2.3 气体产品的品质气体产品的品质应

5、符合表 1规定。表1气体产品的品质表序号工程单位建议值允许值1氧气%> 99.8> 99.52氮气%> 99.999> 99.93氩气%> 99.999> 99.99当钢铁厂冶炼钢种品质要求高时，相应的对氧气、氮气、氩气品质要求也会提高，建议空分设备精馏产品品质到达表 1中的建议值。2.4 气体产品压力等级其气体产品压力应符合表 2规定。表2气体产品压力等级表序号工程单位建议值允许值1中压氧气MPa> 3.0> 2.02中压氮气MPa> 3.0> 2.03低压氮气MPa> 1.0> 0.74中压氩气MPa> 3.0&

6、gt; 2.0当钢铁厂各工序用气用户对氧气、氮气、氩气压力要求不同时，相应的气体产品的产出压力依照最高用气压力设置，低压力等级的用户减压后供给。设置空分设备精馏产品送出压力时应考虑管网沿 程损失。5能耗分摊计算方法5.1 空分装置能耗分摊计算方法5.1.1 空分装置产品的总三值按式1计算。Ext 八 E Qi 1i式中：Ext 空分装置产品的总.三值，单位为kW ；Ex空分装置产出的各产品的火用值，单位为kW h/Nm3 ；注：各产品包括不同压力等级的氧气、氮气、氩气以及液氧、液氮、液氩等，脚标i代表空分装置不同的产品i=0、N、Ar、LO LN、LAr分别代表氧气、氮气、氩气以及液氧、液氮和

7、液氩，气态产品还应区分不同的压力等级，各产品 的：；叩值可以根据热力学性质模型计算等方法获取Q 空分装置产出的各产品的产量，单位为Nm3 / h。5.1.2 空分装置产品的能耗分摊系数按式2计算。i = Ex Qi 2E人5.1.3 空分装置产品的能耗分摊比按式3计算。NO ： Nn ： “ I： N LAr = O : N ： 1 I I ： LAr 3式中：No、Nn、|、NLAr 空分装置产出的各产品的能耗，单位为kW，各产品包括不同压力等级的氧气、氮气、氩气以及液氧、液氮、液氩等；o、 N、山、LAr -空分装置产出的各产品的能耗分摊系数，各产品包括不同压力等级的氧气、氮 气、氩气以及

8、液氧、液氮、液氩等。5.2产品能耗计算5.2.1空分装置的实际总能耗按式4计算。(4)其中的非电力能耗折算为Nt 八 NEii式中：Nt空分装置的实际总能耗，单位为kW ；Ne 空分装置所有耗能各部件的实际能耗，单位为kW。注：各部件包括空压机、水泵、再生加热、液氧泵、液氮泵、液氩泵等, 电耗522 空气别离装置各产品的能耗分摊按式(5)计算。Ni=Nt (5)5.2.3 输配至用户的产品的总能耗当空分产品离开空分装置后直接配送至用户时，各空分产品的总能耗按式(6)计算。Nti =Ni (6)当空分产品离开空分装置后需要进一步压缩到用户需要压力时，那么各空分产品的总能耗按式(7)计算。Nti=

9、Ni W (7)式中：W空分装置产出的产品压缩到用气压力所需的压缩功，即实际压缩机的功耗，单位为kW。5.2.4 各气体产品的单位能耗按式(8)计算。n =Nti /Qi =Ni /Qi +Wl (8)V式中：V 压缩机的排气量，单位为Nm3 / h。5.3 产品能耗计算实例参见附录B。资料性附录常见空分产品的值表A.1常见空分产品的"值产品温度厂c压力/MPa虫用/ kW h Nm液氧-1780.270.2748液氮-1930.420.2421液氩-1820.260.3580氧气200.10.04668氧气200.50.09593氧气2050.1643氮气200.10.007198

10、氮气200.50.05656氮气2080.14040氩气200.10.1437注：表中丈用值根据PR方程计算得到。附录 B资料性附录空气别离装置能耗分摊的计算实例某52000 m3/h制氧机内压缩全部产品的主要参数。产品产量/ Nm3/h纯度压力/MPa温度厂c氧气43000>99.6%O24.6037.5高压氮气9000兰10汇10卫。28.1537.5中压氮气60600兰 10 汇 10020.520低压氮气7000兰10汇10卫020.0120液氩1020兰 1汇10“02，兰2X10N20.15-182根据各个产品的纯度、温度及压力，可以根据热力学性质模型或者查表得到各产品的：叩

11、值:333Ex氧气=0.1627kW h/Nm ，E冷压氮=0.1414kW h/Nm ，Ex中压氮=0.06221kW h/Nm33Ex低压氮=0.01050kW h/Nm ， Ex液氩=0.3580kW h/Nm。空气别离装置产品的总 川丨值为：EXt = Ex氧气 Q 氧气+ Ex高压氮Q高压氮+Ex中压氮Q中压氮+Ex低压氮Q低压氮+ Ex液氩Q液氩=0.1627 43000+0.14149000+0.0622160600+0.010507000+0.3580 1020=12476.91kW空气别离装置产品氧的能耗分摊系数为：十Ex氧气Q氧气0.1627 X3000门氧气=0.561Ext12476.91同理可得：高压氮=0.102，中压氮=0.302，低压氮=0.006 ，液氩=0.029 。根据实际生产可知空气别离装置的总能耗为Nt，空分装置产出的产品不再需要进一步加工时，那么氧产品分摊的空分装置能耗为：Nt氧气=氧气 Nt =0.561 Nt(kW)同理：Nt高压氮=0.102 Nt， Nt中压氮=0.302 Nt ， Nt低压氮=0.006 Nt ， Nt液氩=0.029 -Nt 。氧产品的单位能耗为：Nt 氧气 0.561 Nt53n氧气= 氧气 =1.304 10- Nt(kW h/ Nm3)Q氧气 43000-5-6-7-5冋理