Норми розрахунку витрат палива, теплової та електричної енергії при виробництві вапна, цегли і каменів силікатних

5.1.5 Комбінований метод поєднує в собі дослідний та розрахунково-аналітичний методи визна­чення питомих витрат ПЕР.

5.2 На базі розрахованих за наведеними методами питомих витрат ПЕР визначають норми енерговитрат при виробництві вапна, цегли і каменів силікатних, у тому числі в умовах неритмічної роботи підприємства.

5.3 Технічно обгрунтовані індивідуальні норми витрат ПЕР встановлюються розрахунково-аналітичним або комбінованим методами.

5.4 Групові норми витрат ПЕР визначаються, як правило, розрахунково-аналітичним методом як середньозважені показники на підставі індивідуальних норм і відповідних обсягів виробництва одноіменної продукції та розрахунково-статистичним методом.

5.5 Основними вихідними даними для визначення питомих витрат теплової та електричної енергії є:

- нормативна, технічна та технологічна документація;

- технічні та енергетичні характеристики устаткування;

- технологічна характеристика палива.

5.6 Витрати на планові розігрівання і пуск агрегатів та устаткування безперервної дії як витрати на допоміжні потреби виробництва розраховуються окремо.

ДБН Г. 1-8-2000 С. 5

5.7 Розраховані підприємствами норми питомих витрат ПЕР для підприємств, які не вийшли з підпорядкування центральних органів виконавчої влади, підлягають затвердженню цими органами влади, а для всіх інших підприємств - Радою міністрів Автономної Республіки Крим, обласними, Київською та Севастопольською міськими держадміністраціями.

6 СТРУКТУРА ТА СКЛАД ПИТОМИХ ВИТРАТ ПАЛИВА НА ВИРОБНИЦТВО ВАПНА 6.1 При виробництві вапна у печах випалювання для технологічних потреб використовується безпосередньо паливо. Для загальних цехових і загальних заводських потреб використовується теплова енергія. Для зручності виконання розрахунків у даному документі базовою, універсальною сучасною одиницею виміру теплових витрат прийнято кДж з перерахунком кінцевих результатів розрахунків в кг умовного палива.

Показники для взаємних перерахунків різних видів енергетичних витрат наведені в додатку А.

6.2 Питому витрату палива (теплової енергії) визначають як наскрізний показник, що скла­дається з витрат на реалізацію технологічного процесу, додаткових витрат на потреби цеху та на потреби всього заводу.

Визначення витрати палива (теплової енергії) на виробництво вапна виконують методом тепло­вого балансу згідно з розділом 9.

6.3 Технологічну питому витрату палива, в , кг ум.п., (теплової енергії , тис. кДж/т), визначають з урахуванням конкретних технологічних умов:

;

,

де В ,Q - витрати палива (теплової енергії) на випалювання вапна, кг ум.п. (тис. кДж);

- обсяг виробництва вапна за розрахунковий період, т.

Для початкової орієнтовної оцінки витрати умовного палива на діючих підприємствах та для виробництв, що проектуються, питому витрату палива визначають з урахуванням даних таблиці 8.1.

Визначення витрати палива для підприємств з тепловими установками великої продуктивності виконують за допомогою теплотехнічного розрахунку з урахуванням позонного режиму обробки сировинної суміші та конструктивних характеристик теплових агрегатів.

6.4 Загальновиробничу цехову питому витрату теплової енергії q_цех., тис. кДж/т, на вироб­ництво вапна визначають:

,

де - витрата теплової енергії на загальні потреби цеху за виключенням технологічних потреб, тис. кДж.

- витрата теплової енергії на опалення, тис. кДж;

- витрата теплової енергії на вентиляцію, тис. кДж;

- витрата теплової енергії на гаряче водопостачання, тис. кДж.

Витрати теплової енергії на ці потреби можуть бути частково компенсовані використанням вторинних теплоносіїв.

Загальновиробничу цехову питому витрату умовного палива , кг ум.п./т, визначають

, (6.3)

де - нижча теплотворна здатність умовного палива, тис. кДж/кг ум.п.

С. 6 ДБН Г.1-8-2000

6.5 Загальновиробничу заводську питому витрату теплової енергії , тис. кДж/т, визнача­ють:

; (6.4)

де Q - витрата теплової енергії на загальні потреби заводу за виключенням цехових потреб, тис. кДж;

- витрата теплової енергії на виробничі потреби в допоміжних цехах, адміністративних будинках, насосних тощо, тис. кДж;

- втрата теплової енергії в заводських мережах, тис. кДж.

Загальнозаводську питому витрату умовного палива , кг ум.п./т, визначають

(6.5)

7 СТРУКТУРА ТА СКЛАД ПИТОМИХ ВИТРАТ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ НА ВИРОБНИЦТВО ВАПНА

7.1 Витрату електричної енергії визначають як наскрізний показник, що складається з витрат на всіх стадіях технологічного процесу виробництва вапна, додаткових витрат у виробничих, до­поміжних цехах і дільницях підприємства.

7.2 Технологічну витрату електроенергії на виробництво вапна у загальному вигляді , кВт  год, визначають

, (7.1)

де - витрата електроенергії на добування вапняку, кВт · год.,

,

- витрата електроенергії технологічним устаткуванням, кВт · год;

- витрата електроенергії транспортним устаткуванням, кВт · год;

- витрата електроенергії на складування вапняку, кВт · год;

- витрата електроенергії технологічним устаткуванням, кВт · год;

- витрата електроенергії транспортним устаткуванням, кВт · год;

- витрата електроенергії у подрібнювально-млиновому відділенні, кВт · год.,

- витрата електроенергії технологічним устаткуванням, кВт · год;

- витрата електроенергії транспортним устаткуванням, кВт · год;

- витрата електроенергії на випалювання вапна, кВт · год,

- витрата електроенергії технологічним устаткуванням, кВт · год;

- витрата електроенергії транспортним устаткуванням, кВт · год.

ДБН Г.1-8-2000 С. 7

7.3 Технологічну питому витрату електроенергії на виробництво вапна , кВт · год/т, визна­чають

(7.2)

7.4 Загальновиробничу цехову питому витрату електроенергії на виробництво вапна , кВт · год/т, визначають

, (7.3)

де - витрата електроенергії на загальні потреби цеху за виключенням технологічних потреб, кВт · год;

- витрата електроенергії на опалення та вентиляцію цеху, кВт · год;

- витрата електроенергії на освітлення цеху, кВт  год;

W - витрата електроенергії на внутрішньоцеховий транспорт, кВт  год.;

W - втрати в цехових електромережах, кВт  год.

7.5 Загальновиробничу заводську питому витрату електроенергії на виробництво вапна w , кВт  год /т, визначають:

, (7.4)

,

де W - витрата електроенергії на загальні потреби заводу за виключенням цехових потреб, кВт · год;

W - витрата електроенергії в допоміжних цехах, гаражах, адміністративних будинках, кВт · год;

W - витрата електроенергії заводським транспортом, кВт  год;

W - витрата електроенергії насосними станціями, кВт · год;

W - витрата електроенергії на виготовлення стиснутого повітря, кВт · год;

W - витрата електроенергії в котельні, кВт · год;

W - витрата електроенергії на зовнішнє освітлення, кВт · год;

W - втрата електроенергії в заводських електромережах та трансформаторних підстанціях, кВт · год.

У випадку підключення кар'єру до енергосистеми підприємства загальновиробничу заводську питому витрату електроенергії з урахуванням витрати кар'єром w_{зав.+кар.}, кВт · год., визначають

W_{зав.+кар.}= w_зав.+W_кар./П_вап. (7.5)

де W_кар -_. витрата електроенергії в кар'єрі, кВт · год.

7.6 Визначення витрат електроенергії на виробництво вапна виконують згідно з розділом 11.

8 ТЕХНОЛОГІЧНІ ПАРАМЕТРИ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ ВАПНА

8.1 При випалюванні вапняку може застосовуватись природний газ будь-якого складу. Мож­ливість застосування штучного газу визначається в кожному конкретному випадку.

8.2 Як тверде паливо для шахтних пересипних печей використовується антрацит або пісне кам'яне вугілля з вмістом горючих летких компонентів не більше 12 % та зольністю за сухою масою не більше 16 %.

С. 8 ДБН Г.1-8-2000

8.3 Орієнтовну питому витрату умовного палива при виробництві вапна з вмістом у вапняку активних (СаО + MgO) в кількості 80 % приймають за таблицею 8.1.

8.4 Питому витрату умовного палива в, кг ум.п./т, при виробництві вапна з вмістом у вапняку активних (СаО + MgO), що відрізняється від 80 %, визначають за формулою

, (8.1)

де в_о. - питома витрата умовного палива при виробництві вапна, кг/т, з вмістом активних

(СаО + MgO) в кількості 80 % (таблиця 8.1);

А_ф. - фактичний вміст активних (СаО + MgO), %.

8.5 Вапно, яке вивантажують з шахтних печей, охолоджують до температури нижче 100°С.

8.6 Усі обертові печі для випалювання вапна обладнуються пристроями для охолодження випаленого вапна: шарові, барабанні, багатобарабанні (рекуператорні) холодильники або холодиль­ники "киплячого шару". Теплоту повітря, яке охолоджує вапно, використовують при спалюванні палива.

8.7 Коефіцієнт надлишку повітря для забезпечення горіння палива в шахтних та обертових печах, що працюють на газовому паливі, дорівнює 1,15-1,25, в шахтних пересипних печах - 1,06-1,15.

Таблиця 8.1 - Орієнтовна питома витрата умовного палива при виробництві вапна

Тип печі

Витрата умовного палива, кг/т

Шахтні пересипні печі

148

Шахтні печі, що працюють на природному газі

158

Шахтні печі, що працюють на мазуті

187

Короткі обертові печі з шаровими теплообмінниками

210

Довгі обертові печі, що працюють за сухим способом

245

Довгі обертові печі, що працюють за мокрим способом

280

8.8 При використанні високомагнезіальної сировини, вапняку фракцією менше 10 мм застосову­ють печі "киплячого шару".

8.9 Види палива, які можуть бути застосовані при випалюванні вапна, наведені в таблиці 8.2.

Таблиця 8.2- Види палива та рекомендовані типи агрегатів для виробництва вапна Вид палива

Тип агрегату для виробництва вапна

Теплотворна здатність палива, кДж/кг

Кокс металургійний

Шахтні пересипні печі

27900

Коксик

-" -

21000-23000

Антрацит

-" -

23000-30000

Буре вугілля

Шахтні печі з виносними топками

10500-12600

Торф

Печі з виносними напівгазовими топками

8800-14700

Мазут

Шахтні та обертові печі

37000-40000

Газ природний

-" -

33500-42000

Газ коксовий

-" -

14700-19200

Газ доменний

-" -

3700-4000

ДБН Г. 1-8-2000 С. 9

9 ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ВИТРАТИ ПАЛИВА І ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ НА ВИРОБНИЦТВО ВАПНА

9.1 Витрату палива і теплової енергії на технологічні потреби при виробництві вапна визначають з теплового балансу печі для випалювання вапна. Розрахунок виконується на 1 кг вапна.

9.2 Прихід теплоти

9.2.1 Теплота, що надходить до печі з паливом

9.2.1.1 Теплота горіння палива (хімічна) q , кДж/кг,

q , (9.1)

де Q - нижча теплотворна здатність палива, кДж/кг;

В - витрата палива на виробництво 1 кг вапна, кг/кг.

9.2.1.2 Фізична теплота палива q , кДж/кг,

, (9.2)

де t_пал. - температура палива, °С;

с_пал. - теплоємність палива, кДж/(кг °С).

9.2.2 Теплота, шо надходить до печі з повітрям на горіння, q₃^пр., кДж/кг,

якщо паливо - газ, q ; (9.3)

якщо паливо тверде або рідке, q ,

де V - фактична витрата повітря на горіння палива, м³/кг або м³/м³ ,

;

V - теоретична витрата повітря на горіння палива, м³/кг або м³/м³, що визначається з розрахунку горіння палива;

α_г. - коефіцієнт надлишку повітря, 1,05-1,5;

t_пов. - температура повітря, °С;

с_пов. - теплоємність повітря, кДж/(кг °С);

G - фактична витрата повітря, кг/кг;

ρ_пов. - густина повітря, кг/м³.

9.2.3. Теплота, що надходить до печі з натуральною сировиною, q , кДж/кг,

, (9.4)

де G_нат -_. витрата натуральної сировини на одержання 1 кг вапна, кг/кг;

t_с. - температура сировинии, ⁰С;

с_с. - теплоємність сировини, кДж/(кг °С).

9.3 Витрата теплоти

9.3.1 Витрата теплоти на випарювання вологи з натуральної сировини q , кДж/кг,

, (9.5)

де w_c. - відносна вологість сировини;

q_пари - теплота, що витрачається на випарювання вологи з 1 кг сировини (2500-2700 кДж/кг).

9.3.2 Витрата теплоти на дисоціацію (СаСО₃ + MgCO₃) q , кДж/кг,

q , (9.6)

де G_Ca - маса СаСО₃ на 1 кг сировини, кг;

G - маса СаСО₃, який не розклався, на 1 кг сировини, кг;

С. 10 ДБН Г. 1-8-2000

q_Ca - теплота хімічної реакції дисоціації СаСО₃, кДж/кг, (згідно з додатком А);

G_Mg - маса MgCO₃ на 1 кг сировини, кг;

q_Mg - теплота хімічної реакції дисоціації MgCO₃, кДж/кг, (згідно з додатком А).

9.3.3 Втрата теплоти від хімічної неповноти згоряння палива q , кДж/кг,

, (9.7)

де а_хім - складова хімічної неповноти згоряння палива.

9.3.4 Втрата теплоти від механічної неповноти згоряння палива q , кДж/кг,

, (9.8)

де а_мех. - складова механічної неповноти згоряння палива.

9.3.5 Витрата теплоти на нагрівання повітря, що йде на горіння, q , кДж/кг,

q₅ ^вит=q¹ _пов.В=V , (9.9)

де q¹_пов. - теплота, що витрачається на нагрівання до температури t¹ повітря для горіння, кДж/кг,

t¹ _пов. - температура нагрітого повітря, "С;

ρ¹ _пов.- густина повітря при t¹ _пов., кг/м³.

9.3.6 Втрата теплоти з димовими газами q₆ ^втр. , кДж/кг,

q₆ ^втр=V_д.г.ρ_д.г.t_д.г.В , (9.10)

де V_д..г. - об'єм димових газів, що утворюється при згорянні 1 кг палива (визначають у залежності від складу та умов горіння палива, м³/кг, з розрахунку горіння палива);

ρ_д.г. - густина димових газів, кг/м³;

t_д.г. - температура димових газів, °С;

с_д.г. - теплоємність димових газів, кДж/(кг °С).

9.3.7 Втрата теплоти з вапном, що виходить з печі, q , кДж/кг,

, (9.11)

де G_вап. - маса вапна за 9.1;

с_вап. - теплоємність вапна, кДж/(кг °С);

t_вап. - температура вапна на виході з печі, °С.

9.3.8 Втрата теплоти з вапняковим пилом, що видаляється з печі, q₈ ^втр, кДж/кг,

(9.12)

де G_с.в. - витрата сухої сировини на винесення, кг/кг (приймаємо із розрахунку матеріального балансу).

9.3.9 Втрата теплоти q₉ ^втр., кДж/кг, через огородження печі (визначають з теплотехнічного розрахунку або приймають усереднено 6 % від кількості теплоти, що надійшла з паливом),

(9.13)

9.4 Рівняння теплового балансу

(9.14)

З рівняння (9.14) визначають витрату палива В, кг, на одержання 1 кг вапна. Питому витрату умовного палива визначають

, кг ум.п./т вапна. (9.15)

Питому витрату теплової енергії визначають

, кДж/кг. (9.16)

ДБН Г.1-8-2000 С. 11

10 ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ТЕПЛОВИХ АГРЕГАТІВ ВИРОБНИЦТВА ВАПНА 10.1 При виробництві будівельного вапна (кальцієвого, магнезіального, доломітового) кількість корисно використаної енергії, тобто тепловий ефект ендотермічної реакції, зручно відносити до активних оксидів кальцію та магнію, що знаходяться в готовому продукті.

10.2 Коефіцієнт корисної дії (к.к.д) η, у відсотках, шахтних і обертових печей виробництва вапна визначають

η = (q_CaO m_CaO ⁺ q_MgO m_MgO) /Q _.(в_ум.п. + е) 100 , (10.1)

де q_CaO = 3185 кДж/кг СаО;

m_CaO - вміст активного СаО в готовому продукті, %;

q_MgO - 2715 кДж/кг MgO;

m_MgO - вміст активного MgO в готовому продукті, %;

в_{ум. п} - витрата умовного палива на одержання 1 кг вапна, кг/кг;

е - питома витрата електроенергії на виробництво 1 кг вапна в перерахунку на умовне паливо, кг ум.п./кг.

11 ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОЇ ВИТРАТИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ НА ВИРОБНИЦТВО ВАПНА

11.1 Згідно з структурою та змістом питомих витрат електричної енергії на виробництво вапна (розділ 7) в загальному випадку споживачами електричної енергії є транспортні засоби та тех­нологічне устаткування при добуванні і складуванні сировини (вапняку); устаткування подріб-нювально-млиновсго відділення; обладнання та установки для випалювання; устаткування систем аспірації, вентиляції, опалення, освітлення; устаткування допоміжних цехів, складів готової продукції тощо.