(高清版)GBT 26281-2021 水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法

GB/T26281—2021代替GB/T26281—2010水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法Methodsforthecalculationofheatbalance,heatefficiencyandcomprehensiveenergyconsumptionofcementrotarykiln2021-12-31发布国家标准化管理委员会GB/T26281—2021 I 2规范性引用文件 3术语和定义 4计算依据和计算基准 24.1计算依据 24.2计算基准 5回转窑系统热平衡与热效率计算 25.1物料平衡 25.2热平衡 5.3回转窑系统的热效率 6冷却机的热平衡与热效率计算 6.1热平衡 6.2冷却机的热效率计算 7水泥熟料烧成综合能耗 7.1统计范围 7.2计算方法 附录A(资料性)窑的主要设备情况及热平衡参数测定结果记录表 附录B(资料性)符号说明 附录C(资料性)各类数据表 附录D(规范性)熟料形成热的理论计算方法 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替GB/T26281—2010《水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法》,与GB/T26281—2010相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a)更改了水泥熟料烧成综合能耗、熟料烧成热耗的术语定义，增加了烧成系统热利用率、水泥熟料烧成综合燃料消耗术语定义(见3.1～3.4,2010年版的3.1～3.3);b)更改了物料平衡范围(见5.1.1、5.1.2,2010年版的5.1.1、5.1.2);c)更改了物料平衡中燃料消耗量的计算(见5.1.2.1,2010年版的5.1.2.1);d)更改了热平衡计算中燃料燃烧热和熟料形成热的计算，修订了燃料燃烧热计算中入窑煤粉热值的测定要求，增加了电石渣等替代原料配料时熟料形成热和冷却机余热利用风带出热的计e)更改了水泥回转窑热效率的计算，增加了烧成系统热利用率、燃料替代率的计算(见5.3,2010年版的5.2.4);f)更改了冷却机热平衡计算中热支出项计算内容，增加了冷却机余热利用风带出热计算(见6.1.2,2010年版的6.1.2);g)更改了水泥熟料烧成综合能耗的计算范围和方法(见7.2.1,2010年版的6.2),增加了水泥熟料烧成综合燃料消耗的计算(见7.2.2)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国建筑材料联合会提出。本文件由全国水泥标准化技术委员会(SAC/TC184)归口。本文件起草单位：天津水泥工业设计研究院有限公司、北京工业大学、华润水泥技术研发(广西)有限公司、北京建筑材料科学研究总院有限公司、郑州市建文特材科技有限公司、贵州省建材产品质量检验检测院。本文件于2010年首次发布，本次为第一次修订。1水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法本文件规定了生产水泥熟料的回转窑(包括预热、烧成及冷却系统)热平衡、热效率、综合能耗的计算方法，包括计算依据和计算基准、回转窑系统热平衡与热效率计算、冷却机的热平衡与热效率计算等内容。本文件适用于生产水泥熟料的各类型回转窑系统(包括预热、烧成及冷却系统)的热平衡、热效率及熟料烧成综合能耗的计算。采用废弃物作为替代原料和替代燃料时热平衡、热效率及熟料烧成综合能耗计算方法可参考本文件进行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T213煤的发热量测定方法GB/T2587用能设备能量平衡通则GB/T2589综合能耗计算通则GB16780水泥单位产品能源消耗限额GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则GB/T26282水泥回转窑热平衡测定方法GB/T27977水泥生产电能能效测试及计算方法GB/T33650水泥制造能耗评价技术要求GB/T33652水泥制造能耗测试技术规程GB/T35461水泥生产企业能源计量器具配备和管理要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。在测试期内，熟料烧成消耗的各类燃料燃烧热，折算为1kg熟料消耗的热能量。注：熟料烧成热耗亦可称为燃料燃烧热。在测试期内，水泥熟料烧成系统有效利用热能占燃料燃烧热能输入的比例。2在测试期内，烧成系统生产水泥熟料消耗的各种能源，折算成1t水泥熟料消耗的能源量。在测试期内，烧成系统生产水泥熟料消耗的各种燃料，折算成1t水泥熟料消耗的燃料量。4计算依据和计算基准4.1计算依据根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测试按GB/T26282、GB/T33652规定的方法进行。窑系统的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。4.2计算基准4.2.3产品质量基准：水泥熟料产品质量应满足相关标准要求。4.2.4本文件中不加说明时，气体体积均指温度为0℃,压力为101325Pa时的体积，单位为立方米5回转窑系统热平衡与热效率计算5.1物料平衡5.1.1物料平衡范围物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废气出口(即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统)。物料平衡范围见图1(相关符号说明见附录B)。图1物料平衡范围示意图3GB/T26281—20215.1.2收入物料5.1.2.1燃料消耗量固体或液体燃料消耗量按照公式(1)进行计算。式中：m,——每千克熟料燃料消耗量，单位为千克每千克(kg/kg);M——每小时入窑燃料量，单位为千克每时(kg/h);M每小时入分解炉燃料量，单位为千克每时(kg/h);M——每小时熟料产量，单位为千克每时(kg/h)。气体燃料消耗量按照公式(2)进行计算。式中：V₁——每小时气体燃料消耗体积，单位为立方米每时(m³/h);pr——气体燃料的标况密度，单位为千克每立方米(kg/m³)。气体燃料的标况密度按照公式(3)进行计算。………………(1)…(2)………(3)式中：各成分的标况密度，单位为千克每立方米(kg/m³)。若采用多种燃料时，则燃料消耗量为各类燃料的总和。5.1.2.2生料消耗量生料消耗量按照公式(4)进行计算。式中：m:——每千克熟料生料消耗量，单位为千克每千克(kg/kg);M——每小时生料喂料量，单位为千克每时(kg/h)。……)5.1.2.3气体消耗量5.1.2.3.1进入系统一次空气量进入系统一次空气量按照公式(5)进行计算。式中：mik——每千克熟料进入系统一次空气量，单位为千克每千克(kg/kg);Vyik——每小时入窑一次空气体积，单位为立方米每时(m³/h);4GB/T26281—2021Vrik——每小时入分解炉一次空气体积，单位为立方米每时(m³/h);p——一次空气的标况密度，单位为千克每立方米(kg/m³)。5.1.2.3.2进入冷却机气体量进入冷却机气体量按照公式(6)进行计算。式中：mk——每千克熟料入冷却机的气体量，单位为千克每千克(kg/kg);Vk——每小时入冷却机的气体体积，单位为立方米每时(m³/h);P——入冷却机气体的标况密度，单位为千克每立方米(kg/m³)。5.1.2.3.3生料带入空气量生料带入空气量按照公式(7)进行计算。mk——每千克熟料生料带入空气量，单位为千克每千克(kg/kg);Vk——每小时生料带入空气体积，单位为立方米每时(m³/h);Px——空气的标况密度，单位为千克每立方米(kg/m³)。5.1.2.3.4窑系统漏入空气量窑系统漏入空气量按照公式(8)进行计算。mtok——每千克熟料窑系统漏入空气量，单位为千克每千克(kg/kg);Viok——每小时窑系统漏入空气体积，单位为立方米每时(m³/h)。5.1.2.4其他物料带入量其他物料带入量按照公式(9)进行计算。式中：mgd——每千克熟料其他物料带入量，单位为千克每千克(kg/kg);Mgd——每小时其他物料(如入窑回灰、脱硫脱硝剂及协同处置的废弃物)带入量，单位为千克每时(kg/h)。5.1.2.5物料总收入物料总收入按照公式(10)进行计算。ma=m;+m、+mk+mk+mk+mtok+mgd……(10)m?——每千克熟料物料总收入，单位为千克每千克(kg/kg)。5GB/T26281—20215.1.3支出物料5.1.3.1出冷却机熟料量出冷却机熟料量按照公式(11)进行计算。式中：mish——每千克熟料出冷却机熟料量，单位为千克每千克(kg/kg);mLh——每千克熟料冷却机余风(包括余热利用风)出口飞灰量，单位为千克每千克(kg/kg)。5.1.3.2预热器出口废气量预热器出口废气量按照公式(12)进行计算。mr——每千克熟料预热器出口废气量，单位为千克每千克(kg/kg);V₁——每小时预热器出口废气体积，单位为立方米每时(m³/h);Pr——预热器出口废气的标况密度，单位为千克每立方米(kg/m³)。pr按照公式(13)进行计算。……(13)预热器出口废气中各成分的体积分数，%5.1.3.3预热器出口飞灰量预热器出口飞灰量按照公式(14)进行计算。mm——每千克熟料预热器出口飞灰量，单位为千克每千克(kg/kg);Km——预热器出口废气中飞灰的浓度，单位为千克每立方米(kg/m³)。5.1.3.4冷却机排出余风量冷却机排出余风量按照公式(15)进行计算。mk——每千克熟料冷却机排出余风量，单位为千克每千克(kg/kg);Vk——每小时冷却机排出余风体积，单位为立方米每时(m³/h)。5.1.3.5煤磨抽冷却机气体量煤磨抽冷却机气体量按照公式(16)进行计算。6GB/T26281—2021式中：mmmk——每千克熟料煤磨抽冷却机气体量，单位为千克每千克(kg/kg);Vmmk——每小时煤磨抽冷却机气体体积，单位为立方米每时(m³/h)。……5.1.3.6窑头余热利用抽冷却机气体量窑头余热利用抽冷却机气体量按照公式(17)进行计算。式中：myk——每千克熟料窑头余热利用抽冷却机气体量，单位为千克每千克(kg/kg);Vyk——每小时窑头余热利用抽冷却机气体体积，单位为立方米每时(m³/h)。5.1.3.7冷却机排出气体飞灰量冷却机排出气体飞灰量按照公式(18)进行计算。式中：KLm——冷却机排出气体中飞灰的浓度，单位为千克每立方米(kg/m³)。5.1.3.8其他物料支出量mg,单位为千克每千克(kg/kg)。物料总支出按照公式(19)进行计算。mc=mLsh+mr+mm+mpk+mmmk+myk+Mlm+mg式中：mx——每千克熟料物料总支出，单位为千克每千克(kg/kg)。5.1.3.10物料平衡计算结果物料平衡计算结果见表1。表1物料平衡计算结果……(18)收入物料支出物料符号%符号%燃料消耗量m:出冷却机熟料量生料消耗量ms预热器出口废气量m:一次空气量预热器出口飞灰量进入冷却机气体量冷却机排出余风量7表1物料平衡计算结果(续)收入物料支出物料符号%符号%生料带入空气量煤磨抽冷却机气体量mmmk窑系统漏入空气量窑头余热利用抽冷却机气体量其他物料带入量冷却机排出气体飞灰量其他物料支出量合计合计5.2热平衡5.2.1热平衡范围热平衡范围见图2。热平衡按GB/T2587规定的方法进行计算。收尘器图2热平衡范围示意图系统燃料为燃煤时，燃料燃烧热按照公式(20)进行计算。式中：QR——每千克熟料燃料燃烧热，单位为千焦每千克(kJ/kg);8GB/T26281—2021Qmetar——入窑和入分解炉燃料收到基低位发热量，单位为千焦每千克(kJ/kg)。采用煤作为燃料时，Qmet,ar为入窑煤粉收到基低位发热量，按若系统采用了替代燃料等多种燃料时，则燃料燃烧热计算公式见式(21)。式中：……n——消耗的燃料品种数；m;r——第i种燃料的消耗量折算为每千克熟料的量，单位为千克每千克(kg/kg);Qw——测试期内的第i种燃料的收到基低位发热量，单位为千焦每千克(kJ/kg)。第i种燃料的消耗量计算公式见式(22)。式中：M;yr——第i种燃料每小时入窑燃料量，单位为千克每时(kg/h);M;r——第i种燃料每小时入分解炉燃料量，单位为千克每时(kg/h)。5.2.2.2燃料显热……燃料显热按照公式(23)进行计算。式中：Q:——每千克熟料燃料带入显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);c,——燃料比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];t,——燃料温度，单位为摄氏度(℃)若系统采用了替代燃料等多种燃料时，则燃料显热按照公式(24)进行计算。…(24)式中：C——第i种燃料平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];t;r——第i种燃料平均温度，单位为摄氏度(℃)。5.2.2.3生料中可燃物质燃烧热生料中可燃物质燃烧热按照公式(25)进行计算。QsR=ms×Qnet.s………………(25)QR——每千克熟料生料中可燃物质的燃烧热，单位为千焦每千克(kJ/kg);msr——生料中可燃物质含量，单位为千克每千克(kg/kg);Qmet——生料中可燃物质收到基低位发热量，单位为千焦每千克(kJ/kg)。5.2.2.4生料显热生料显热计算按照公式(26)进行计算。Q₅=msXcsXtsQ.——每千克熟料生料带入显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);9GB/T26281—2021t、——生料的温度，单位为摄氏度(℃);c、——生料的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)]c、按照公式(27)进行计算。c,=(0.88+2.93×10¹×t.)×(1-ww.)+4.1816×ww..式中：ww..——生料的水分，以质量分数表示，%。5.2.2.5其他物料带入显热其他带入物料显热按照公式(28)进行计算。Qad=mgd×Cgd×tnu…………(28)式中：Qaa——每千克熟料其他带入物料显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);Cga——其他带入物料的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];tga—-其他带入物料的温度，单位为摄氏度(℃)。5.2.2.6一次空气显热一次空气显热按照公式(29)进行计算。式中：……Qk——每千克熟料一次空气显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);cyk——入窑一次空气的体积比热容，单位为单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³·℃)];tyik——入窑一次空气的温度，单位为摄氏度(℃);crk——入分解炉一次空气的体积比热容，单位为单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³·℃)];trk——入分解炉一次空气的温度，单位为摄氏度(℃)。5.2.2.7入冷却机气体显热入冷却机气体显热按照公式(30)进行计算。式中：Qk——每千克熟料入冷却机的气体显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);cuk——人冷却机的气体体积比热容，单位为单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³·℃)];tu——入冷却机的气体温度，单位为摄氏度(℃)5.2.2.8生料带入空气显热生料带入空气显热按照公式(31)进行计算。式中：Qk——每千克熟料生料带入空气显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);ck——空气体积比热容，单位为单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³·℃)].………………GB/T26281—20215.2.2.9系统漏入空气显热系统漏入空气显热按照公式(32)进行计算。式中：Qtok——每千克熟料系统漏入空气显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);tk——环境空气的温度，单位为摄氏度(℃)。………5.2.2.10热量总收入热量总收入按照公式(33)进行计算。Q=QR+Qr+QR+Q.+Qik+QLk+Qk+QLok+Qad……(33)式中：Qs——每千克熟料热量总收入，单位为千焦每千克(kJ/kg)。5.2.3支出热量5.2.3.1熟料形成热当采用不同的钙质原料配料时，熟料形成热应根据实际情况进行计算。a)采用石灰石为钙质原料时，熟料形成热应按照附录D的规定计算，亦可按简化公式(34)进行计算：Qh=17.19WA₂0a,sh+27.10wMgo,h+32.01Wcao.sh—21.40Wsoz,kh—2.47wreOs.sh—107.90(wNgo.k—WNzo.h)—71.09(Wkeo,-Wkz₀sh)+83.64(wso -Wsosh) (34)式中：熟料中相应成分的质量分数，%;分数，%。b)采用电石渣为钙质原料配料时的熟料形成热应按照公式(35)计算：Qh=17.19wA₂0s.h+27.10wmgo.sh+20.08wcao.h+32.01wcao.c-21.40wsoz.sh—式中：wcao.h——100gwcao.——100gWrez₀ash-107.90(Wnago.s—WNeo.h)—71.09(wKzo.s—WkzOsh)+83.64(Wsos.-Wsos.h) (35)熟料中来自氢氧化钙分解的氧化钙含量，%熟料中来自碳酸钙分解的氧化钙含量，%。5.2.3.2蒸发生料中水分耗热蒸发生料中水分耗热按照公式(36)进行计算。式中：GB/T26281—2021Q——每千克熟料蒸发生料中的水分耗热，单位为千焦每千克(kJ/kg);qgh——水的汽化热，单位为千焦每千克(kJ/kg)。5.2.3.3出冷却机熟料显热出冷却机熟料显热按照公式(37)进行计算。Qish=(1-m₁m)×csh×t₁………………(37)式中：QLh——出冷却机熟料显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);ch——熟料的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];tish——出冷却机熟料温度，单位为摄氏度(℃)。5.2.3.4预热器出口废气显热预热器出口废气显热按照公式(38)进行计算。式中：Qr——每千克熟料预热器出口废气显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);c;——预热器出口废气体积比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³·℃)];t;——预热器出口废气的温度，单位为摄氏度(℃)。c;按照公式(39)进行计算。式中：内，各气体定压平均体积比热容，单位为千焦每立方米摄5.2.3.5预热器出口飞灰显热预热器出口飞灰显热按照公式(40)进行计算。Qn=mm×cn×t:…………(40)式中：Qm——每千克熟料预热器出口飞灰显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);cm——预热器出口飞灰的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)]。5.2.3.6飞灰脱水及碳酸盐分解耗热飞灰脱水及碳酸盐分解耗热按照公式(41)进行计算。式中：Qπ——每千克熟料飞灰脱水及碳酸盐分解耗热，单位为千焦每千克(kJ/kg);Ln——飞灰的烧失量，以质量分数表示，%;L、——生料的烧失量，以质量分数表示，%;GB/T26281—2021oH₂o.、——生料中化合水含量，以质量分数表示，%;oco₂.——生料中CO₂含量，以质量分数表示，%。oco,按照公式(42)进行计算。wcaO,、QMgO.——分别为生料中CaO和MgO含量，以质量分数表示，%。……………5.2.3.7煤磨抽冷却机气体显热煤磨抽冷却机气体显热按照公式(43)进行计算。式中：Qmmk——每千克熟料煤磨抽冷却机气体显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);tmmk——煤磨抽冷却机气体温度，单位为摄氏度(℃)。5.2.3.8窑头余热利用抽冷却机气体显热窑头余热利用抽冷却机气体显热按照公式(44)进行计算。式中：Qvk——每千克熟料窑头余热利用抽冷却机气体显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);tyk——窑头余热利用抽冷却机气体温度，单位为摄氏度(℃)。5.2.3.9冷却机排出余风显热冷却机排出余风显热按照公式(45)进行计算。Qk——每千克熟料冷却机排出余风显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);tgx——冷却机排出余风温度，单位为摄氏度(℃)。5.2.3.10冷却机排出气体飞灰显热冷却机排出气体飞灰显热按照公式(46)进行计算。式中：QLn——每千克熟料冷却机排出气体飞灰显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);cim——冷却机排出气体飞灰对应温度的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)]化学不完全燃烧的热损失按照公式(47)进行计算。Qm——每千克熟料化学不完全燃烧热损失，单位为千焦每千克(kJ/kg);5.2.3.12机械不完全燃烧的热损失机械不完全燃烧的热损失按照公式(48)进行计算。Qn——每千克熟料机械不完全燃烧热损失，单位为千焦每千克(kJ/kg);CTh——每千克熟料中的残碳量，单位为千克每千克(kg/kg)。CTh可按照公式(49)进行计算。CTsh=Lsh×k…k——碳引起的熟料烧失量占熟料总烧失量的百分比，宜取k=0.01。系统表面散热按照公式(50)进行计算。Q——每千克熟料系统表面散热量，单位为千焦每千克(kJ/kg);ZQm——每小时系统表面总散热量，单位为千焦每时(kJ/h)。冷却水带出热按照公式(51)进行计算。QL、——每千克熟料冷却水带出热量，单位为千焦每千克(kJ/kg);M₁——每小时冷却水用量，单位为千克每时(kg/h);te——冷却水出水温度，单位为摄氏度(℃);ts——冷却水进水温度，单位为摄氏度(℃);c,,——水的比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg·℃)];Mq——每小时汽化冷却水量，单位为千克每时(kg/h)。Q₄,单位为千焦每千克(kJ/kg)。GB/T26281—2021热量总支出按照公式(52)进行计算。Q=Qn+Q+QLh+Q+Qm+Qx+Qk+Q1m+Qmmk+Qyk+Qhb+Qjb+Qs+Qi+Q式中：Q≈——每千克熟料热量总支出，单位为千焦每千克(kJ/kg)。5.2.3.17热平衡计算结果热平衡计算结果见表2。表2热平衡计算结果收入热量支出热量符号%符号%燃料燃烧热熟料形成热燃料显热Q蒸发生料中水分耗热生料中可燃物质燃烧热出冷却机熟料显热生料显热预热器出口废气显热一次空气显热预热器出口飞灰显热入冷却机气体显热飞灰脱水及碳酸盐分解耗热Q生料带入空气显热冷却机排出余风显热Q系统漏入空气显热冷却机排出气体飞灰显热其他物料带入显热煤磨抽冷却机气体显热窑头余热利用抽冷却机气体显热化学不完全燃烧的热损失机械不完全燃烧的热损失Q系统表面散热其他支出合计合计5.3回转窑系统的热效率5.3.1回转窑系统烧成效率(回转窑系统热平衡表中，熟料的形成热与燃料燃烧放出热量的比值)按照公式(53)进行计算。ηe——回转窑系统烧成效率，%。5.3.2烧成系统热利用率按照公式(54)进行计算。……η,——烧成系统热利用率，%;Eg——标定测试期其他余热回收利用折算的标准煤量，单位为千克标准煤每吨(kgce/t);Ehe——测试期内熟料余热发电折算的标准煤量，单位为千克标准煤每吨(kgce/t)。E按照公式(55)进行计算。0.1229——每千瓦时电力折合的标准煤量，单位为千克标准煤每千瓦时(kgce/kW·h);whe——统计报告期内余热电站总发电量，单位为千瓦时(kW·h);w₀——统计报告期内余热电站自用电量，单位为千瓦时(kW·h);Ph——统计报告期内窑系统熟料产量，单位为吨(t)。5.3.3燃料替代率按照公式(56)进行计算，替代燃料燃烧热按照公式(57)进行计算。PrR——燃料替代率，%;QuR——每千克熟料替代燃料燃烧热，单位为千焦每千克(kJ/kg)。mu——第i种替代燃料的消耗量折算为每千克熟料的量，单位为千克每千克(kg/kg);Qw——测试期内的第i种替代燃料的收到基低位发热量，单位为千焦每千克(kJ/kg)。6冷却机的热平衡与热效率计算6.1热平衡出窑熟料显热按照公式(58)进行计算。Qsh=(1+myzk+msk)×csh×tysh…………(58)mzk——每千克熟料入窑二次空气含尘量，单位为千克每千克(kg/kg);mfsk——每千克熟料入分解炉三次空气含尘量，单位为千克每千克(kg/kg);热量总收入按照公式(59)进行计算。GB/T26281—2021Qlzs=Qsh+Qk式中：Qizs——冷却机热量总收入，单位为千焦每千克(kJ/kg)。6.1.2支出热量6.1.2.1出冷却机熟料显热按5.2.3.3中公式(37)进行计算。6.1.2.2入窑二次空气显热6.1.2.2.1入窑二次空气显热按照公式(60)进行计算。Qzk——每千克熟料入窑二次空气显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);………Vzk——每小时入窑二次空气体积，单位为立方米每时(m³/h),V₂k按照公式(61)进行计算；tyzk—-入窑二次空气的温度，单位为摄氏度(℃)。V₂k=V×ay×My×(1-9yr)-Vyk……………(61)Vk——燃料完全燃烧时理论空气需要量，对固体及液体燃料，单位为立方米每千克(m³/kg),对气体燃料，单位为立方米每立方米(m³/m³);a,——窑尾过剩空气系数；6.1.2.2.2根据燃料元素分析(或成分分析)结果计算Vk:a)固体及液体燃料固体及液体燃料完全燃烧时理论空气需要量按照公式(62)进行计算。Vk=0.089wca+0.267wH+0.033(Wsr—wom) (62)式中：b)气体燃料气体燃料完全燃烧时理论空气需要量按照公式(63)进行计算。Vk=0.0476×(0.5φco+0.5φH₂+2φcH₁+3φc₂H₄+1.5φH₂s—φo₂)……(63)6.1.2.2.3根据燃料收到基低位发热量近似计算Vk:a)固体燃料固体燃料完全燃烧时理论空气需要量按照公式(64)进行计算。b)液体燃料液体燃料完全燃烧时理论空气需要量按照公式(65)进行计算。c)气体燃料对于Qntar<12560GB/T26281—2021kJ/m³的煤气完全燃烧时理论空气需要量按照公式(66)进行计算。……(66)对于Qntar>12560kJ/m³的煤气完全燃烧时理论空气需要量按照公式(67)进行计算。对于天然气完全燃烧时理论空气需要量按照公式(68)进行计算。………………(67)6.1.2.3入分解炉三次空气显热入分解炉三次空气显热按照公式(69)进行计算。式中：Qrak——每千克熟料入分解炉三次空气显热，单位为千焦每千克(kJ/kg);trsk——人分解炉三次空气的温度，单位为摄氏度(℃)。6.1.2.4煤磨抽冷却机气体显热按5.2.3.7中公式(43)进行计算。6.1.2.5窑头余热利用抽冷却机气体显热按5.2.3.8中公式(44)进行计算。6.1.2.6冷却机排出余风显热按5.2.3.9中公式(45)进行计算。6.1.2.7冷却机排出气体飞灰显热按5.2.3.10中公式(46)进行计算。6.1.2.8冷却机表面散热冷却机表面散热按照公式(70)进行计算。式中：Qg——每千克熟料冷却机表面散热量，单位为千焦每千克(kJ/kg);2QL——每小时冷却机表面总散热量，单位为千焦每时(kJ/h)。…………6.1.2.9冷却水带走热冷却水带走热按照公式(71)进行计算。GB/T26281—2021式中：Qu——每千克熟料冷却机冷却水带走热，单位为千焦每千克(kJ/kg);M——每小时冷却机冷却水用量，单位为千克每时(kg/h);tue,tijs——分别为冷却机冷却水出水和进水温度，单位为摄氏度(℃);Mtgh——每小时冷却机汽化冷却水量，单位为千克每时(kg/h)。6.1.2.10冷却机其他支出Q,冷却机其他支出，单位为千焦每千克(kJ/kg)。6.1.2.11热量总支出热量总支出按照公式(72)进行计算。Qlzc=QLh+Q₂k+Qrsk+Q+Q+QLm+QLB+QL+QL式中：Qizc——冷却机热量总支出，单位为千焦每千克(kJ/kg);6.1.3冷却机热平衡计算结果冷却机热平衡计算结果见表3。表3冷却机热平衡计算结果收入热量支出热量符号%符号%出窑熟料显热出冷却机熟料显热入冷却机气体显热入窑二次空气显热入分解炉三次空气显热煤磨抽冷却机气体显热冷却机排出余风显热窑头余热利用抽冷却机气体显热冷却机排出气体飞灰显热冷却机表面散热冷却水带走热冷却机其他支出合计合计6.2冷却机的热效率计算冷却机的热效率计算按照公式(73)进行计算。式中：n.——冷却机的热效率，%。GB/T26281—20217水泥熟料烧成综合能耗7.1统计范围7.1.1熟料烧成系统用能管理范围内，主要生产系统和辅助生产系统消耗的各种能源，统计范围与GB16780保持一致，包括但不限：生料均化与储存、入窑生料计量与输送，生料预热(和分解),熟料烧成与冷却，熟料输送，废气处理，中控室等项。不包括生料和燃料制备，不包括用于基建、技改等项目建设期消耗的能源。7.1.2如果采用协同处置或替代燃料，应单独统计其消耗的能源量和替代燃料量，并计入熟料烧成热耗和水泥熟料烧成综合燃料消耗。烧成系统废气用于余热电站发电时，应统计余热电站发电量及余热电站自用电量，烧成系统废气用于烘干原料的，应统计标定期内用于烘干物料的有效回收热量，并计入烧成系统热利用率计算中。7.1.3生产系统应按照GB17167和GB/T35461的要求配备能源计量器具，相关的统计和评价按照GB/T33650的要求执行。7.2计算方法7.2.1水泥熟料烧成综合能耗按照公式(74)进行计算。E——水泥熟料烧成综合能耗，单位为千克标准煤每吨(kgce/t);esc——水泥熟料烧成综合燃料消耗，单位为千克标准煤每吨(kgce/t);P——测试期内熟料烧成每小时用电量，按照GB/T27977的规定计算，单位为千瓦时(kW·h);msh——测试期内每小时熟料产量，单位为吨(t)。7.2.2水泥熟料烧成综合燃料消耗按照公式(75)进行计算。(资料性)窑的主要设备情况及热平衡参数测定结果记录表窑的主要设备情况及热平衡参数测定结果记录表见表A.1～表A.9。表A.1主要设备情况工厂名称工厂厂址窑的编号烧成方法单位规格参数备注回转窑规格m筒体内容积m³平均有效直径m有效长度m有效内表面积m²有效内容积m³斜度%窑速r/min电机型号电机功率分解炉型式规格m预热器型式规格mmmmmm余热发电锅炉型号规格m发电机组型号规格m能力名称单位规格参数备注燃烧喷嘴窑头型式规格分解炉型式规格次风机窑头型号风压铭牌风量m³/min电机功率窑尾型号风压铭牌风量m³/min电机功率喂煤设备窑头型号能力罗茨风机型号铭牌风量m³/min风压电机功率分解炉型号能力罗茨风机型号铭牌风量m³/min风压电机功率喂料设备斗式提升机型号能力输送高度m增湿塔规格工况处理风量m³/h收尘设备窑尾型式工况处理风量m³/h冷却机型式工况处理风量m³/h表A.1主要设备情况(续)名称单位规格参数备注冷却机系统冷却机型式型号篦床面积m²风机1型号风压铭牌风量电机功率风机2型号风压Pa铭牌风量m³/h电机功率风机3型号风压Pa铭牌风量m³/h电机功率风机4型号风压Pa铭牌风量m³/h电机功率风机5型号风压Pa铭牌风量m³/h电机功率风机6型号风压Pa铭牌风量m³/h电机功率风机7型号风压Pa铭牌风量m³/h电机功率风机：型号风压Pa铭牌风量m³/h电机功率表A.1主要设备情况(续)名称单位规格参数备注冷却机余风风机型号风压Pa铭牌风量m³/h介质温度℃电机功率窑尾高温风机型号风压Pa铭牌风量m³/h介质温度℃电机功率窑尾排风机型号风压Pa铭牌风量m³/h介质温度℃电机功率表A.2热平衡参数测定记录测定时间测定人员天气情况大气压力气温℃风速空气湿度%测定项目单位测定数据备注熟料产量温度窑出口℃冷却机出口℃入窑生料喂料量折合比水分%温度℃可燃物质的含量窑灰增湿塔收回窑灰量收尘器收回窑灰量入窑回灰灰量温度℃水分%表A.2热平衡参数测定记录(续)测定时间测定人员天气情况大气压力气温℃风速空气湿度%测定项目单位测定数据备注入窑燃料喂料量窑头分解炉合计温度窑用℃炉用℃煤灰掺入率%种类产地表A.3气体体积与含尘量测定结果测定项目风量温度℃压力含尘浓度飞灰量飞灰水分%飞灰烧失量%备注工况标况一次空气入窑送煤风净风入分解炉送煤风净风生料带入空气入冷却机的冷空气风机6预热器出口烟气表A.3气体体积与含尘量测定结果(续)测定项目风量温度℃压力含尘浓度飞灰量飞灰水分%飞灰烧失量%备注工况m³/h标况m³/h入窑二次空气冷却机排风(或余热利用风)煤磨抽冷却机热风入分解炉三次空气表A.4化学分析结果烧失量%SiO₂%Al₂O₃%Fe₂O₃%CaO%MgO%K₂O%Na₂O%SO₃%Cl%总和%f-Ca(%KH熟料生料窑灰煤灰飞灰表A.5固体燃料和液体燃料分析结果燃料种类水分%元素分析工业分析低位热值Qnet.kJ/kgC%H%S%N%O%M%Var%Aar%FCar%焦渣特性#固体燃料可燃物质液体燃料表A.6气体燃料分析结果气体燃料W%H₂%%CO₂%N₂%O₂%%SO₂%H₂S%低位热值Qnet.mrkJ/kg表A.7气体成分与含湿量测定结果气体成分%过剩空气系数α含湿量%CO₂O₂SO₂NO,窑尾烟室表A.7气体成分与含湿量测定结果(续)气体成分%过剩空气系数α含湿量%CO₂O₂SO₂NO₄分解炉出口预热器出口一次风机管道冷却机进风管道烟囱表A.8表面散热测定结果测定项目每小时散热量每千克熟料散热量回转窑预热器分解炉三次风管冷却机合计表A.9冷却水测定结果测定项目冷却水量进水温度℃出水温度℃汽化耗水量耗热量回转窑冷却机合计(资料性)符号说明本文件使用的符号见表B.1。表B.1符号说明序号符号含义单位1窑尾过剩空气系数2冷却机的热效率%3回转窑系统烧成效率%4燃料替代率%5烧成系统热利用率%6一次空气的标况密度7CO的标况密度8Pco₂CO₂的标况密度9预热器出口废气的标况密度PH₂H₂的标况密度PH₂OH₂O的标况密度空气的标况密度入冷却机气体的标况密度PN₂N₂的标况密度Po₂O₂的标况密度气体燃料的标况密度每小时系统表面总散热量每小时冷却机表面总散热量气体燃料中CH₄的体积分数%气体燃料中CO的体积分数%预热器出口废气中CO的体积分数%气体燃料中CO₂的体积分数%预热器出口废气中CO₂的体积分数%气体燃料中C₂H₄的体积分数%气体燃料中CmH,的体积分数%序号符号含义单位气体燃料中H₂的体积分数%气体燃料中H₂O的体积分数%预热器出口废气中H₂O的体积分数%气体燃料中H₂S的体积分数%气体燃料中N₂的体积分数%预热器出口废气中N₂的体积分数%气体燃料中O₂的体积分数%预热器出口废气中O₂的体积分数%窑头漏风系数%①Al₂O₃,A煤灰中Al₂O₃含量%熟料中Al₂O₃的质量分数%WCaO,A煤灰中CaO含量%①CaO.ce100g熟料中来自碳酸钙分解的氧化钙含量%60CaO,ch100g熟料中来自氢氧化钙分解的氧化钙含量%0cnO,s生料中CaO含量%00CaO,sh熟料中CaO的质量分数%0cOg,s生料中CO₂含量%WCar燃料中碳元素质量分数%Wc₂s熟料中C₂S的含量%Wc₃A熟料中C₃A的含量%熟料中C₃S的含量%WC₄AF熟料中C₄AF的含量%OFezO3·sh熟料中Fe₂O₃的质量分数%OHar燃料中氢元素质量分数%WH₂0,s生料中化合水含量%OK₂O.?生料中K₂O的灼烧基质量分数%Wk₂O,sh熟料中K₂O的质量分数%WMgO,A%0Mg),s%OMgO,sh熟料中MgO的质量分数%序号符号含义单位煤灰掺入率%生料中Na₂O的灼烧基质量分数%wNazO,sh熟料中Na₂O的质量分数%燃料中氧元素质量分数%燃料中硫元素质量分数%熟料中SiO₂的质量分数%生料中SO₃的灼烧基质量分数%熟料中SO₃的质量分数%生料的水分%统计报告期内余热电站总发电量o统计报告期内余热电站自用电量Aur煤粉收到基灰分%水的比热容kJ/(kg·℃)在0℃~t;℃内，CO气体定压平均体积比热容kJ/(m³·℃)在0℃~tr℃内，CO₂气体定压平均体积比热容kJ/(m³·℃)预热器出口废气体积比热容kJ/(m³·℃)预热器出口飞灰的比热容kJ/(kg·℃)入分解炉一次空气的体积比热容kJ/(m³·℃)在0℃~t;℃内，H₂O气体定压平均体积比热容kJ/(m³·℃)空气体积比热容kJ/(m³·℃)入冷却机的气体体积比热容kJ/(m³·℃)冷却机排出气体飞灰对应温度的比热容kJ/(kg·℃)在0℃~tr℃内，N₂气体定压平均体积比热容kJ/(m³·℃)在0℃~t;℃内，O₂气体定压平均体积比热容kJ/(m³·℃)其他带入物料的比热容kJ/(kg·℃)燃料比热容kJ/(kg·℃)生料的比热容kJ/(kg·℃)熟料的比热容kJ/(kg·℃)入窑一次空气的体积比热容kJ/(m³·℃)第i种燃料平均比热容kJ/(kg·℃)序号符号含义单位每千克熟料中的残碳量水泥熟料烧成综合燃料消耗测试期内熟料余热发电折算的标准煤量标定测试期其他余热回收利用折算的标准煤量E水泥熟料烧成综合能耗飞灰的烧失量%生料的烧失量%熟料烧失量%k碳引起的熟料烧失量占熟料总烧失量的百分比%预热器出口废气中飞灰的浓度冷却机排出废气中飞灰的浓度m1k每千克熟料进入系统一次空气量生产每千克熟料煤灰的掺入量MAS₂H生产每千克熟料生料中高岭土消耗量生产每千克熟料生料中碳酸钙消耗量生产每千克熟料生料中CO₂消耗量每千克熟料预热器出口废气量每千克熟料预热器出口飞灰量每千克熟料入分解炉三次空气含尘量生产每千克熟料，干原料的消耗量生产每千克熟料生料中的化合水消耗量m;综合统计范围内的第i种燃料的消耗总量mr第i种燃料的消耗量折算为每千克熟料的量每千克熟料冷却机余风(包括余热利用风)出口飞灰量每千克熟料入冷却机的气体量每千克熟料系统漏入空气量每千克熟料出冷却机熟料量mMgCOg生产每千克熟料生料中碳酸镁消耗量mmmk每千克熟料煤磨抽冷却机空气量每千克熟料冷却机排出余风量序号符号含义单位其他物料支出量每千克熟料其他物料带入量每千克熟料燃料消耗量每千克熟料生料消耗量测试期内每小时熟料产量每千克熟料生料带入空气量生料中可燃物质含量第i种替代燃料的消耗量折算为每千克熟料的量每千克熟料入窑二次空气含尘量每千克熟料窑头余热利用抽冷却机气体量每千克熟料物料总支出每千克熟料物料总收入Mrr每小时入分解炉燃料量第i种燃料每小时入分解炉燃料量M:yr第i种燃料每小时入窑燃料量Muug每小时冷却机冷却水用量Mlah每小时冷却机汽化冷却水量MLs每小时冷却水用量Mah每小时汽化冷却水量Mgd每小时其他物料每小时生料喂料量Msn每小时熟料产量Myr每小时入窑燃料量n燃料品种数P测试期内熟料烧成每小时用电量统计报告期内窑系统熟料产量t干物料从0℃加热到450℃吸收热量高岭土吸收热量脱水后物料由450℃加热到900℃吸收热量碳酸盐分解吸收热量序号符号含义单位物料由900℃加热到1400℃吸收热量在1400℃时，液相形成吸收热量在1000℃~1400℃范围内，由熟料矿物形成放出热量黏土中无定形物质结晶放出热量碳酸盐分解出的CO₂,由900℃冷却到0℃时，放出热量生料中化合水，由450℃冷却到0℃时，放出热量水的汽化热每千克熟料一次空气显热每千克熟料系统表面散热量每千克标准煤发热量每千克熟料预热器出口废气显热每千克熟料预热器出口飞灰显热每千克熟料入分解炉三次空气显热每千克熟料化学不完全燃烧热损失测试期内的第i种燃料的加权平均低位发热量每千克熟料机械不完全燃烧热损失每千克熟料冷却机表面散热量每千克熟料冷却机排出气体飞灰显热每千克熟料入冷却机气体显热每千克熟料冷却机冷却水带走热每千克熟料系统漏入空气显热冷却机其他支出每千克熟料冷却水带出热量出冷却机熟料显热冷却机热量总支出冷却机热量总收入每千克熟料煤磨抽冷却机气体显热入窑和入分解炉燃料收到基低位发热量Qmet.r生料中可燃物质收到基低位发热量序号符号含义单位每千克熟料冷却机排出余风显热Q每千克熟料燃料带入显热每千克熟料燃料燃烧热每千克熟料生料带入显热熟料形成热每千克熟料生料带入空气显热每千克熟料生料中可燃物质的燃烧热每千克熟料蒸发生料中的水分耗热Q每千克熟料飞灰脱水及碳酸盐分解耗热测试期内的第i种替代燃料的收到基低位发热量每千克熟料替代燃料燃烧热其他热量支出每千克熟料其他带入物料显热每千克熟料入窑二次空气显热每千克熟料窑头余热利用抽冷却机气体显热出窑熟料显热Q电石渣每千克熟料热量总支出每千克熟料热量总收入冷却水出水温度℃预热器出口废气的温度℃入分解炉一次空气的温度℃入分解炉三次空气的温度℃第i种燃料平均温度℃冷却水进水温度℃环境空气的温度℃冷却机冷却水出水温度℃冷却机冷却水进水温度℃入冷却机的气体温度℃出冷却机熟料温度℃煤磨抽冷却机气体温度℃序号符号含义单位冷却机排出余风温度℃其他带入物料的温度℃燃料温度℃生料的温度℃入窑一次空气的温度℃入窑二次空气的温度℃窑头余热利用抽冷却机气体温度℃出窑熟料温度℃V;每小时预热器出口废气体积m³/hVF₁k每小时入分解炉一次空气体积m³/hVLk每小时入冷却机的气体体积m³/hVtok每小时系统漏入空气体积m³/hVmmk每小时煤磨抽冷却机空气体积m³/hVpk每小时冷却机排出余风体积m³/hV每小时气体燃料消耗体积m³/hVk每小时生料带入空气体积m³/hVyik每小时入窑一次空气体积m³/hVy₂k每小时入窑二次空气体积m³/hVyk每小时窑头余热利用抽冷却机气体体积m³/hVk燃料完全燃烧时理论空气需要量m³/kg或m³/m³(资料性)各类数据表各类数据见表C.1～表C.7。表C.1各种气体的常数名称分子式分子量密度kg/m³气体热值kJ/m³kJ/kg计算值实测值Q空气—氧O₂氢H₂2氮N₂一氧化碳二氧化碳CO₂二氧化硫SO₂三氧化硫——硫化氢H₂S一氧化氮NO氧化二氮N₂O水蒸气H₂O 甲烷49991.6乙烷C₂H₆47465.7丙烷C₃H₈99063.291205.246332.4丁烷 49385.245600.5戊烷—48992.145332.9乙炔C₂H₂49891.348201.7乙烯47139.5丙烯 91853.485961.048895.945759.4丁烯 48431.745295.2戊烯48113.944977.4苯C₆H₆42246.640557.0碳C2.26(固)硫S1.96(单斜)2.07(斜方)表C.2各种气体的平均体积比热容温度℃平均体积比热容CO₂H₂O空气空气中N₂O₂H₂H₂SC₂H₂C₂H₆C₃H₈0表C.3燃料的平均比热容温度℃煤的平均比热容kJ/(kg·℃)燃油的平均比热容kJ/(kg·℃)煤的挥发分油的容重0温度/℃煤的平均比热容燃油的平均比热容煤的挥发分油的容重表C.4物料成分的平均比热容温度/℃平均比热容/[kJ/(kg·℃)]SiO₂CaOCaCO₃MgOMgCO₃高岭土脱高岭矿渣0.7990.7860.8740.9790.9910.8410.8240.8200.9280.8990.9200.8410.9790.9410.9034000.9700.8530.9790.9330.8610.9450.8700.9620.8780.9910.8870.8910.8950.8990.9030.9070.9120.916表C.5熟料矿物成分的平均比热容温度/℃平均比热容/[kJ/(kg·℃)]C₃SY-C₂SC₃A0.7900.8660.8660.8874000.8910.8914500.9030.9030.9120.9330.9160.9240.9330.9490.9330.9450.9660.9490.9490.9740.9450.9660.9950.9790.9580.9950.9700.983表C.6熟料与窑灰的平均比热容温度℃平均比热容/[kJ/(kg·℃)]温度℃平均比热容/[kJ/(kg·℃)]熟料窑灰熟料窑灰0注1:1200℃以上的比热容，已包含熔融热。注2:窑灰的比热容，按一般成分概算。温度℃汽化热kJ/kg温度℃汽化热kJ/kg温度℃汽化热kJ/kg温度℃汽化热kJ/kg02497.52403.42305.52198.552485.82391.32292.62184.72474.12380.02279.62170.02462.42367.42266.62155.02450.72355.72253.72140.82438.92343.22239.92125.32427.22331.02226.52110.22415.12318.52212.7GB/T26281—2021(规范性)熟料形成热的理论计算方法D.1熟料形成热及计算前提D.1.1熟料形成热：是用基准温度(0℃)的干物料，在没有任何物料和热量损失的条件下，制成1kg仍为基准温度的熟料所需的热量。D.1.2计算前提：采用普通原料(石灰石、黏土和铁粉)配料，以煤粉为燃料。D.2计算方法D.2.1生成1kg熟料，干原料消耗量的计算D.2.1.1生成1kg熟料，煤灰的掺入量按照公式(D.1)进行计算。式中：mA——生产每千克熟料煤灰的掺入量，单位为千克每千克(kg/kg);m,——每千克熟料燃料消耗量，单位为千克每千克(kg/kg);A。——煤粉收到基灰分，以质量分数表示，%;0mh——煤灰掺入率，以质量分数表示，%。D.2.1.2生成1kg熟料，生料中碳酸钙(生料中提供氧化钙的矿物：碳酸钙、电石渣等)消耗量按照公式(D.2)进行计算。……式中：mcaco₃——生产每千克熟料生料中碳酸钙消耗量，单位为千克每千克(kg/kg)wcao.A——煤灰中CaO含量，以质量分数表示，%D.2.1.3生成1kg熟料，生料中碳酸镁消耗量按照公式(D.3)进行计算。式中：mmgco₃——生产每千克熟料生料中碳酸镁消耗量，单位为千克每千克(kg/kg);ongo.h——熟料中MgO含量，以质量分数表示，%;wwgo.A——煤灰中MgO含量，以质量分数表示，%。D.2.1.4生成1kg熟料，生料中高岭土消耗量按照公式(D.4)进行计算。………(D.4)式中：mast——生产每千克熟料生料中高岭土消耗量，单位为千克每千克(kg/kg);oAeo₁.A——煤灰中Al₂O₃含量，以质量分数表示，%。41GB/T26281—2021D.2.1.5生