冶金行業(yè)空分能耗分?jǐn)傆?jì)算方法

1、H 04YB中華人民共和國(guó)黑色冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB/T XXXX XXXX冶金行業(yè)空分能耗分?jǐn)傆?jì)算方法En ergy con sumptio n share method of air separatio n un it products for metallurgicalin dustry征求意見(jiàn)稿X(qián)XXX XX-實(shí)施XXXX- XX- XX發(fā)布中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部 發(fā)布前言 II1范圍 12標(biāo)準(zhǔn)性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 13.1空分產(chǎn)品13.2壓縮功13.3能耗分?jǐn)偙?4工藝及原理4.1 工藝24.2原理24.3氣體產(chǎn)品的品質(zhì) 24.4氣體產(chǎn)品壓力等級(jí) 25能耗分?jǐn)傆?jì)算方法5.1空氣

2、別離裝置能耗分?jǐn)傆?jì)算方法 35.2產(chǎn)品能耗計(jì)算 35.3產(chǎn)品能耗計(jì)算實(shí)例 4附 錄 A附錄 B 本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1.1-2021給出的規(guī)那么起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)鋼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) SAC/TC183歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：冶金行業(yè)空分能耗分?jǐn)傆?jì)算方法1范圍鋼鐵企業(yè)配套空分裝置， 尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)本標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)了冶金行業(yè)空分產(chǎn)品的能耗分?jǐn)偟男g(shù)語(yǔ)和定義及能耗分?jǐn)偡椒ā?本標(biāo)準(zhǔn)適用于鋼鐵行業(yè)采用低溫精餾法制取氧氣、氮?dú)?、氬氣的空分裝置。推薦使用本方法進(jìn)行能耗分?jǐn)?。冶金行業(yè)空分能耗分?jǐn)傆?jì)算時(shí)除符合本標(biāo)準(zhǔn)外, 法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2標(biāo)準(zhǔn)性引用文件以下文件對(duì)

3、于本文件的應(yīng)用是必不可少的。但凡注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。但凡不注日期的引用文件，其最新版本包括所有的修改單適用于本文件。GB/T 3863 工業(yè)氧GB/T 3864 工業(yè)氮GB/T 4842 氬GB/T 8979 純氮、高純氮和超純氮JB/T 8693大中型空氣別離設(shè)備3術(shù)語(yǔ)和定義以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.13.2 空分產(chǎn)品 air separation products以空氣為原料制取生產(chǎn)的氧氣、氮?dú)?、氬氣、液氧、液氮、液氬產(chǎn)品，以及以氧氣、氮?dú)狻鍤鉃?原料氣進(jìn)行壓縮的產(chǎn)品。3.3壓縮功 compressi on power將空分氣體產(chǎn)品壓縮到用戶需要壓力，實(shí)

4、際需要消耗的功。3.4能耗分?jǐn)偙?proportion of energy consumption空分產(chǎn)品氧氣、氮?dú)狻鍤庖约耙貉?、液氮、液氬等在分?jǐn)傉麄€(gè)空分裝置能耗時(shí)所占的比例。4工藝及原理2.1 工藝2.2 原理鋼鐵廠配套空分裝置一般采用低溫精餾法制取，簡(jiǎn)要原理為空氣經(jīng)過(guò)濾、壓縮、預(yù)冷、凈化后，被 反流的低溫產(chǎn)品氣及排放氣冷卻到液化溫度，在精餾塔內(nèi)進(jìn)行精餾別離。 根據(jù)空氣中各組分沸點(diǎn)的不同,在空分塔不同的部位分別提取氧氣、氮?dú)夂蜌鍤饪辗盅b置的冷量來(lái)源有空氣膨脹和氮?dú)馀蛎泝煞N方 式。各種氣體產(chǎn)品分別被壓縮機(jī)壓縮至鋼鐵冶煉需要的壓力后，通過(guò)管網(wǎng)輸配至用戶。2.3 氣體產(chǎn)品的品質(zhì)氣體產(chǎn)品的品質(zhì)應(yīng)

5、符合表 1規(guī)定。表1氣體產(chǎn)品的品質(zhì)表序號(hào)工程單位建議值允許值1氧氣%> 99.8> 99.52氮?dú)?> 99.999> 99.93氬氣%> 99.999> 99.99當(dāng)鋼鐵廠冶煉鋼種品質(zhì)要求高時(shí)，相應(yīng)的對(duì)氧氣、氮?dú)?、氬氣品質(zhì)要求也會(huì)提高，建議空分設(shè)備精餾產(chǎn)品品質(zhì)到達(dá)表 1中的建議值。2.4 氣體產(chǎn)品壓力等級(jí)其氣體產(chǎn)品壓力應(yīng)符合表 2規(guī)定。表2氣體產(chǎn)品壓力等級(jí)表序號(hào)工程單位建議值允許值1中壓氧氣MPa> 3.0> 2.02中壓氮?dú)釳Pa> 3.0> 2.03低壓氮?dú)釳Pa> 1.0> 0.74中壓氬氣MPa> 3.0&

6、gt; 2.0當(dāng)鋼鐵廠各工序用氣用戶對(duì)氧氣、氮?dú)?、氬氣壓力要求不同時(shí)，相應(yīng)的氣體產(chǎn)品的產(chǎn)出壓力依照最高用氣壓力設(shè)置，低壓力等級(jí)的用戶減壓后供給。設(shè)置空分設(shè)備精餾產(chǎn)品送出壓力時(shí)應(yīng)考慮管網(wǎng)沿 程損失。5能耗分?jǐn)傆?jì)算方法5.1 空分裝置能耗分?jǐn)傆?jì)算方法5.1.1 空分裝置產(chǎn)品的總?cè)蛋词?計(jì)算。Ext 八 E Qi 1i式中：Ext 空分裝置產(chǎn)品的總.三值，單位為kW ；Ex空分裝置產(chǎn)出的各產(chǎn)品的火用值，單位為kW h/Nm3 ；注：各產(chǎn)品包括不同壓力等級(jí)的氧氣、氮?dú)?、氬氣以及液氧、液氮、液氬等，腳標(biāo)i代表空分裝置不同的產(chǎn)品i=0、N、Ar、LO LN、LAr分別代表氧氣、氮?dú)?、氬氣以及液氧、液氮?/p>

7、液氬，氣態(tài)產(chǎn)品還應(yīng)區(qū)分不同的壓力等級(jí)，各產(chǎn)品 的：；叩值可以根據(jù)熱力學(xué)性質(zhì)模型計(jì)算等方法獲取Q 空分裝置產(chǎn)出的各產(chǎn)品的產(chǎn)量，單位為Nm3 / h。5.1.2 空分裝置產(chǎn)品的能耗分?jǐn)傁禂?shù)按式2計(jì)算。i = Ex Qi 2E人5.1.3 空分裝置產(chǎn)品的能耗分?jǐn)偙劝词?計(jì)算。NO ： Nn ： “ I： N LAr = O : N ： 1 I I ： LAr 3式中：No、Nn、|、NLAr 空分裝置產(chǎn)出的各產(chǎn)品的能耗，單位為kW，各產(chǎn)品包括不同壓力等級(jí)的氧氣、氮?dú)狻鍤庖约耙貉?、液氮、液氬等；o、 N、山、LAr -空分裝置產(chǎn)出的各產(chǎn)品的能耗分?jǐn)傁禂?shù)，各產(chǎn)品包括不同壓力等級(jí)的氧氣、氮 氣、氬氣以及

8、液氧、液氮、液氬等。5.2產(chǎn)品能耗計(jì)算5.2.1空分裝置的實(shí)際總能耗按式4計(jì)算。(4)其中的非電力能耗折算為Nt 八 NEii式中：Nt空分裝置的實(shí)際總能耗，單位為kW ；Ne 空分裝置所有耗能各部件的實(shí)際能耗，單位為kW。注：各部件包括空壓機(jī)、水泵、再生加熱、液氧泵、液氮泵、液氬泵等, 電耗522 空氣別離裝置各產(chǎn)品的能耗分?jǐn)偘词?5)計(jì)算。Ni=Nt (5)5.2.3 輸配至用戶的產(chǎn)品的總能耗當(dāng)空分產(chǎn)品離開(kāi)空分裝置后直接配送至用戶時(shí)，各空分產(chǎn)品的總能耗按式(6)計(jì)算。Nti =Ni (6)當(dāng)空分產(chǎn)品離開(kāi)空分裝置后需要進(jìn)一步壓縮到用戶需要壓力時(shí)，那么各空分產(chǎn)品的總能耗按式(7)計(jì)算。Nti=

9、Ni W (7)式中：W空分裝置產(chǎn)出的產(chǎn)品壓縮到用氣壓力所需的壓縮功，即實(shí)際壓縮機(jī)的功耗，單位為kW。5.2.4 各氣體產(chǎn)品的單位能耗按式(8)計(jì)算。n =Nti /Qi =Ni /Qi +Wl (8)V式中：V 壓縮機(jī)的排氣量，單位為Nm3 / h。5.3 產(chǎn)品能耗計(jì)算實(shí)例參見(jiàn)附錄B。資料性附錄常見(jiàn)空分產(chǎn)品的值表A.1常見(jiàn)空分產(chǎn)品的"值產(chǎn)品溫度廠c壓力/MPa蟲(chóng)用/ kW h Nm液氧-1780.270.2748液氮-1930.420.2421液氬-1820.260.3580氧氣200.10.04668氧氣200.50.09593氧氣2050.1643氮?dú)?00.10.007198

10、氮?dú)?00.50.05656氮?dú)?080.14040氬氣200.10.1437注：表中丈用值根據(jù)PR方程計(jì)算得到。附錄 B資料性附錄空氣別離裝置能耗分?jǐn)偟挠?jì)算實(shí)例某52000 m3/h制氧機(jī)內(nèi)壓縮全部產(chǎn)品的主要參數(shù)。產(chǎn)品產(chǎn)量/ Nm3/h純度壓力/MPa溫度廠c氧氣43000>99.6%O24.6037.5高壓氮?dú)?000蘭10匯10衛(wèi)。28.1537.5中壓氮?dú)?0600蘭 10 匯 10020.520低壓氮?dú)?000蘭10匯10衛(wèi)020.0120液氬1020蘭 1匯10“02，蘭2X10N20.15-182根據(jù)各個(gè)產(chǎn)品的純度、溫度及壓力，可以根據(jù)熱力學(xué)性質(zhì)模型或者查表得到各產(chǎn)品的：叩

11、值:333Ex氧氣=0.1627kW h/Nm ，E冷壓氮=0.1414kW h/Nm ，Ex中壓氮=0.06221kW h/Nm33Ex低壓氮=0.01050kW h/Nm ， Ex液氬=0.3580kW h/Nm?？諝鈩e離裝置產(chǎn)品的總 川丨值為：EXt = Ex氧氣 Q 氧氣+ Ex高壓氮Q高壓氮+Ex中壓氮Q中壓氮+Ex低壓氮Q低壓氮+ Ex液氬Q液氬=0.1627 43000+0.14149000+0.0622160600+0.010507000+0.3580 1020=12476.91kW空氣別離裝置產(chǎn)品氧的能耗分?jǐn)傁禂?shù)為：十Ex氧氣Q氧氣0.1627 X3000門(mén)氧氣=0.561Ext12476.91同理可得：高壓氮=0.102，中壓氮=0.302，低壓氮=0.006 ，液氬=0.029 。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)可知空氣別離裝置的總能耗為Nt，空分裝置產(chǎn)出的產(chǎn)品不再需要進(jìn)一步加工時(shí)，那么氧產(chǎn)品分?jǐn)偟目辗盅b置能耗為：Nt氧氣=氧氣 Nt =0.561 Nt(kW)同理：Nt高壓氮=0.102 Nt， Nt中壓氮=0.302 Nt ， Nt低壓氮=0.006 Nt ， Nt液氬=0.029 -Nt 。氧產(chǎn)品的單位能耗為：Nt 氧氣 0.561 Nt53n氧氣= 氧氣 =1.304 10- Nt(kW h/ Nm3)Q氧氣 43000-5-6-7-5冋理