ГОСТ 27698-88

Группа Е75

    
    
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПЕЧИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАРБИДА КАЛЬЦИЯ

Показатели энергопотребления

Calcium carbide furnaces. Power consumption indices

    

МКС 25.180.10     
ОКП 34 4259

Дата введения 1989-01-01

    
    
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

    
    ВНЕСЕН Министерством по производству минеральных удобрений
    
    Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.04.88 N 1141 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи "Печи для производства карбида кальция. Показатели энергопотребления" СТ СЭВ 5866-87 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.01.89
    
   ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2006 г.
    
    
    Настоящий стандарт распространяется на вновь разрабатываемые промышленные полузакрытые и открытые печи для производства карбида кальция из кокса и извести, питаемые от сети переменного тока.
    
    1. Нормы удельного расхода электроэнергии () в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция для получения карбида кальция на выпуске из печи литражом 300 дм/кг должны соответствовать указанным в табл.1 для полузакрытых печей и в табл.2 для открытых.
    
    

Таблица 1

    
    
Таблица 2

    
    
    2. Нормы удельного расхода электроэнергии, приведенные в табл.1 и 2, действительны при следующих условиях эксплуатации:
    
    2.1. Температура кокса и извести - 0 °С.
    
    2.2. Температура карбида кальция на выпуске - 1900  °С.
    
    2.3. Средняя температура печных газов, выходящих непосредственно из печи:
    
    600 °С - для открытых печей;
    
    900 °С - для полузакрытых с приемом газов изнутри садки.
    
    2.4. Состав сырья - по табл.3.
    
    

Таблица 3

    
    
    2.5. Электрические потери () в мегаваттах составляют 6% максимальной мощности ().
    
    2.6. Тепловые потери () - по табл.4.
    
    

Таблица 4

    
МВт

    
    
    2.7. Коэффициент использования (), учитывающий потери карбида кальция при дроблении, упаковке и хранении - 0,998.
    
    3. Показатель энергопотребления () для получения товарного карбида кальция вычисляют по формуле
    

,                                                (1)

    
где - показатель энергопотребления по табл.1 или 2, кВт·ч/т;
    
      - коэффициент, учитывающий потери литража в результате охлаждения, дробления и упаковки карбида кальция, равный 1,03 при охлаждении в изложницах и 1,07 при охлаждении в грануляционном барабане;
    
     - коэффициент использования по п.2.7.
    
    4. Методика определения показателей энергопотребления приведена в приложении 1. Методика действительна при отклонении характеристик сырья от значений, указанных в табл.3.
    
    Порядок экспериментального определения показателей энергопотребления приведен в приложении 2.
    
    5. Технологическая схема описана в приложении 3, пример расчета показателей энергопотребления приведен в приложении 4 и термины - в приложении 5.
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

    
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

    
    1. Показатели энергопотребления рассчитывают на основе энергетического баланса, учитывающего:
    
    физико-химические данные процесса производства карбида кальция по табл.5 и 6;
    
    эксплуатационные данные: усреднение показателей расхода, состава сырья и состава карбида кальция; коэффициенты использования времени и мощности;
    
    экспериментальные данные для печи данной системы, тепловые потери печи; активные потери электропечного контура с учетом печного трансформатора при работе в режиме максимальной мощности; коэффициенты, учитывающие потери литража карбида кальция при его охлаждении и дроблении и карбида кальция на утруску при дроблении, хранении и упаковке; коэффициент эффективности рекуперации тепла из газов и карбида кальция.
    
    

Таблица 5

Физико-химические константы производства карбида кальция

    
    
Таблица 6

Показатель энергопотребления на восстановление примесей с учетом тепла продуктов (кВт·ч/кг)

    
    
    2. Удельный расход электроэнергии () в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция при получении карбида кальция на выпуске из печи литражом вычисляют по формуле
    

,                                                                          (2)

    
где - показатель энергопотребления на нагрев и плавление материалов и химические реакции, кВт·ч/т;
    
     - энергетический коэффициент полезного действия печи.
    
    2.1. Удельный расход электроэнергии () в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция на нагрев и плавление материалов и химические реакции вычисляют по формуле
    

,                            (3)

    
где - удельный расход энергии на образование карбида кальция при нормальной температуре, кВт·ч/т, вычисленный по формуле
    

,                                                           (4)

    
где - литраж карбида кальция, дм/кг;
    
     - тепловой эффект реакции карбидообразования, кВт·ч/кг, по табл.5;
    
     - удельный расход энергии на нагрев карбида кальция до температуры выпуска, кВт·ч/т, вычисленный по формуле

,                               (5)

    
где - средняя теплоемкость карбида кальция при температуре от 0 °С до 1900 °С, кВт·ч/кг·К, по табл.5;
    
     - удельный расход энергии на нагрев оксида кальция, содержащегося в карбиде кальция, кВт·ч/т, вычисленный по формуле
    

,                  (6)

    
где - средняя теплоемкость оксида кальция при температуре от 0 °С до 1900 °С, кВт·ч/кг·К, по табл.5;
    
      - удельный расход энергии на нагрев оксида углерода, выделенной при образовании карбида кальция, кВт·ч/т, вычисленный по формуле
    

,                                  (7)

    
где - средняя теплоемкость оксида углерода при температуре от 0 °С до 600 °С или от 0 °С до 900 °С, кВт·ч/кг·К, по табл.5;
    
     - температура печных газов на выходе из печи,  °С;
    
     - удельный расход энергии на плавление карбида кальция, кВт·ч/т, вычисленный по формуле
    

,                                 (8)

    
где - теплота плавления карбида кальция, кВт·ч/кг, по табл.5;
    
     - удельный расход энергии на плавление оксида кальция, содержащегося в карбиде кальция, кВт·ч/т, вычисленный по формуле
    

,                            (9)

    
где - теплота плавления оксида кальция, кВт·ч/кг, по табл.5;
    
     - удельный расход энергии на восстановление примесей, содержащихся в извести и коксе, кВт·ч/т, вычисленный по формуле
    

,                       (10)

    
где - удельный расход энергии на восстановление примесей при температуре газов колошника печи, кВт·ч/кг, по табл.6;
    
    , - показатель расхода извести и кокса физического карбида кальция, кг/т;
    
    , , - концентрация примесей соответственно в извести, коксе и карбиде кальция на выпуске из печи, %;
    
     - удельный расход энергии на восстановление и испарение воды, кВт·ч/т, вычисленный по формулам:
    
    при содержании воды в коксе до 1,5% включительно:
    

,                                  (11)

    
    при содержании воды в коксе свыше 1,5%:
    

,                           (12)

где - концентрация воды, %;
    
     - удельный расход энергии на восстановление воды, кВт·ч/кг, по табл.6;
    
     - удельный расход энергии на испарение воды, кВт·ч/кг, по табл.6.
    
    2.2. Энергетический коэффициент полезного действия печи вычисляют по формуле
    

,                                  (13)

    
где - электрические потери энергии - по п.2.5, МВт;
    
     - тепловые потери энергии - по табл.4, МВт;
    
     - коэффициент использования мощности печи - по табл.1;
    
     - коэффициент использования времени - по табл.1.
    
    
    Допускается электрические и тепловые потери энергии определять экспериментальным путем, но значения их не должны превышать значений , приведенных в табл.4, и , получаемых по п.2.5.
    
    Расчет и ведется при работе печи с максимальной мощностью .
    
    При расчете учитывают потери:
    
    в печном трансформаторе;
    
    в короткой сети с учетом 25%-ного увеличения сопротивления, рассчитанного для постоянного тока;
    
    в контактных соединениях сети, определяемые расчетом сопротивлений участка контакта на постоянном токе с учетом его фактической длины и 50%-ного увеличения;
    
    в соединениях контактных щек с электродами, принимая среднее активное сопротивление контактной щеки равным 0,25 МОм;
    
    в электродах при удельной проводимости, равной 150 Ом·см, на длине электрода от конца контактной щеки до поверхности колошника печи.
    
    При расчете учитывают потери кожуха ванны печи и верхней поверхности садки, а также части электродов, не погруженных в садку.
    
    2.3. Показатель энергопотребления () в киловатт-часах на тонну условного карбида кальция вычисляют по формуле
    

,                                   (14)

    
где - литраж условного карбида кальция, равный 300 дм/кг.
    
    3. Показатель энергопотребления () при получении товарного карбида кальция, кВт·ч/т, вычисляют по формуле
    

,                                           (15)

    
где - показатель энергопотребления при получении карбида кальция на выпуске из печи, кВт·ч/т;
    
     - коэффициент по табл.5, учитывающий потери литража в результате охлаждения, дробления и упаковки карбида кальция, вычисленный по формуле
    

,                                                  (16)

    
где , - литраж карбида кальция на выпуске из печи и после упаковки, дм/кг;
    
     - коэффициент использования, учитывающий потери карбида кальция при дроблении, упаковке и хранении, вычисляют по формуле
    

,                                                     (17)

    
где , - масса карбида кальция после упаковки и на выпуске из печи, кг;
    
    4. В случае рекуперации тепла охлаждения карбида кальция и печных газов вычисляют приведенный удельный расход энергии на выпуске из печи по формуле
    

,                (18)

    
где , , , , - удельный расход энергии, определенный по формулам (4-9);
    
     - коэффициент полезного действия системы рекуперации тепла при остывании карбида кальция, определенный по формуле
    

,                           (19)

    
где - показатель возвращаемого тепла охлаждения карбида кальция, кВт·ч/т;
    
     - коэффициент полезного действия системы рекуперации тепла из печных газов, определенный по формуле
    

,                                                  (20)

где - показатель возвращаемого тепла охлаждения печных газов, кВт·ч/т.
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

    
ПОРЯДОК ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

    
    При экспериментальном определении показателей энергопотребления должны соблюдаться следующие условия:
    
    Отклонения сетевого напряжения не должны превышать ±10%. Питание печи электроэнергией должно быть непрерывным.
    
    Расход активной энергии следует измерять с первичной стороны трансформатора при помощи счетчиков энергии для измерения асимметричных нагрузок без учета энергии для вспомогательных целей.
    
    До проведения измерения печь должна работать не менее 72 ч при колебаниях мощности ±5% и при такой же средней нагрузке, что и во время испытаний.
    
    Время измерения должно составлять не менее 72 ч, при этом колебания активной мощности не должны превышать ±3%.
    
    При проведении измерения через каждые 2 ч отбирают пробы кокса и извести, а химический состав сырья следует анализировать один раз за смену.
    
    Пробы карбида кальция отбирают с каждого слива так, чтобы состав ее был представительным.
    
    Контроль литража проводят не менее одного раза в смену.
    
    Анализ состава карбида кальция проводят не менее одного раза в сутки.
    
    При определении максимальной мощности печи печь эксплуатируют с максимальной  мощностью не менее одной смены, а затем не менее 24 ч до начала определения с нагрузкой не менее 95% .
    
    Тепловые потери энергии определяют путем снятия теплового баланса по специальным методикам.
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное

    
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

    
    Технологическая схема производства карбида кальция включает:
    
    систему подготовки и питания печи сырьем и электродными материалами;
    
    дуговую печь сопротивления с печным трансформатором;
    
    систему охлаждения карбида кальция в изложницах или грануляционных барабанах с возможной утилизацией тепла;
    
    устройства для дробления кусков карбида кальция и упаковки;
    
    устройство обеспыливания печных газов с возможной утилизацией энергии;
    
    вспомогательные устройства (например холодильные и вентиляционные системы).
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Справочное

    
ПРИМЕР РАСЧЕТА УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

    
    1. Исходные данные: прямоугольная полузакрытая карбидная печь с максимальной мощностью =43 МВт при непрерывном производстве карбида кальция литражом =300 дм/кг, охлаждением в грануляционном барабане средней мощностью =34,4 МВт. Состав извести и кокса указан в табл.3.
    
    Средние показатели потребления извести и кокса, относящиеся к карбиду кальция на выпуске из печи, составляют =891,25 кг/т, =556,77 кг/т. Средние концентрации примесей в карбиде кальция на выпуске из печи приведены в табл.7.
    
    

Таблица 7

    
    
    2. Электрические потери энергии () в мегаваттах составляют 6% , т.е.
    

МВт.

    
    3. Тепловые потери энергии () в мегаваттах на основе табл.4 определяют путем интерполяции
    

МВт.

    
    4. Коэффициент использования времени при непрерывной работе печи равен 1.
    
    5. Коэффициент использования мощности вычисляют по формуле
    

.

    
    6. Энергетический коэффициент полезного действия печи вычисляют по формуле (13)
    

.

    
    7. Удельный расход энергии в киловатт-часах на тонну вычисляют по формулам (4-9)
    

кВт·ч/т;

по п.2.2, =1900 °C;

    
кВт·ч/т;

кВт·ч/т;

по п.2.3, =900 °С;

кВт·ч/т;

кВт·ч/т;

кВт·ч/т.

    
    8. Содержание компонентов в соответствии с табл.3 в процентах в извести () и коксе () приведено в табл.8.
    
    

Таблица 8

    
    
    В соответствии с табл.3 концентрация оксидов вида RO в извести составляет 1,2%, которая соответствует отношению 1:5. Концентрация воды в коксе составляет =1,5%.
    
    Удельный расход энергии на восстановление и испарение воды () в киловатт-часах на тонну вычисляют по формуле (11)
    

кВт·ч/т.

    
    Удельный расход энергии в киловатт-часах на тонну на восстановление примесей вычисляют по формуле (10)
    
    
    
    9. Удельный расход энергии в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция на нагрев и плавление материалов и химические реакции вычисляют по формуле (3)
    

кВт·ч/т.

    
    10. Удельный расход электроэнергии в киловатт-часах на тонну физического карбида кальция при получении карбида кальция на выпуске из печи вычисляют по формуле (2)
    

кВт·ч/т.

    
    11. Показатель энергопотребления при получении товарного карбида кальция вычисляют по формуле (15) при =1,07 по п.3 и =0,998 по п.2.7.
    
    

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Справочное

    
Термины и пояснения

    
Таблица 9

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2006