ДСТУ 3581— 97 (ГОСТ 30517— 97)
ПЕРЕДМОВА
1 РОЗРОБЛЕНО І ВНЕСЕНО МТК 111 і Технічним комітетом зі стандартизації № 48 «Енергозбереження»
2 ЗАТВЕРДЖЕНО наказом Держстандарту України від 4 липня 1997 р. № 389
ВВЕДЕНО В ДІЮ наказом Держстандарту України від 16 березня 1998 р. № 165
З ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ
4 РОЗРОБНИКИ: Г. О. Куц, канд. техн, наук, М. В. Гнідой, канд. екон. наук, А. П. Усик, канд. техн, наук, В. Ю. Тонкаль, чл.-кор. НАН України, І. І. Стоянова, канд. техн, наук, Н. І. Соколовська
© Держстандарт України, 1999ДСТУ 3581—97
(ГОСТ 30517—97)
ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ
ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ
МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ І РОЗРАХУНКУ ТЕПЛОТИ ЗГОРЯННЯ
ПАЛИВА
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ И РАСЧЕТА ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ
ТОПЛИВА
ENERGY CONSERVATION
METHODS FOR MEASUREMENT AND CALCULATION OF CALORIFIC
VOLUE FUEL
Чинний від 1999—07—01
ГАЛУЗЬ ВИКОРИСТАННЯ
Цей стандарт установлює методи вимірювання і розрахунку теплоти згоряння палива і є обов'язковим для підприємств, установ і організацій, чинних на території України, а також для громадян-суб’єктів підприємницької діяльності незалежно від форм власності та видів діяльності в галузі виробництва і споживання палива.
НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ
У цьому стандарті є посилання на такі стандарти:
ГОСТ 8.417—81 Единицы физических величин
ГОСТ 147—74 (СТ СЭВ 1463—78) Топливо твердое. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисления низшей теплоты сгорания
ГОСТ 21261—91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисления низшей теплоты сгорания
ГОСТ 22667—82 (СТ СЭВ 3359—81) Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа «Воббе»
ГОСТ 27193—86 (СТ СЭВ 3360—81) Газы горючие природные. Метод определения теплоты сгорания водяным калориметром.
З ВИЗНАЧЕННЯ ТА ПОЗНАЧЕННЯ
У цьому стандарті використовуються такі терміни з відповідними визначеннями.
Теплота згоряння палива, Q — це кількість теплоти, що виділяється під час повного згоряння 1 моля, 1 кг, чи 1 м3 палива. Для газоподібного палива застосовується
у>?/поняття об'ємної теплоти згоряння. При цьому розрізняють теплоту згоряння 1 м3 газу за нормальних умов (температура газу 0 °С і тиск 0,1 МПа) і за стандартних умов (температура газу 20 °С І тиск 760 мм рт. ст.). Перерахунок значення теплоти згоряння газу за різних умов виконується за формулою
де GL та QM>U — значення теплоти згоряння газу відповідно до стандартних І нормальних умов.
Вища теплота згоряння QB— це кількість теплоти, що виділяється під час повного згоряння одиниці маси палива з утворенням CO? і SO2 в газоподібному, а Н?О в рідкому станах.
Нижча теплота згоряння Он — це кількість теплоти, що виділяється під час повного згоряння одиниці маси палива з утворенням СО2, SO? у газоподібному і Н?О у пароподібному станах.
Нижча теплота згоряння GL відрізняється від вищої на величину витрати теплоти в кілоджоулях на кілограм палива на випарювання вологи, що міститься у паливі, а також виділеної під час згоряння водню
o
(2)
f, = Qa - 24,42 (IVа + 8,94 Н “) ,де 24,42 — питома теплота пароутворення, кДж/кг;
— коефіцієнт перерахунку вмісту водню у паливі на кількість утвореної води під час його згоряння;
IVа та н" — масові частки вологи та водню в аналітичній пробі палива, %.
Розрізняють робочу (умовне позначення — р), аналітичну (а), суху (с), горючу (г) та органічну (о) маси палива і теплоту згоряння цих мас (Ор, О*, Qc', 0', та О °).
Перерахунок однієї маси палива у другу можна проводити, користуючись множниками таблиці 1.
Під час теплотехнічних розрахунків енерготехнологічних процесів, у яких використовується теплота пароутворення продуктів згоряння палива, слід користуватися значенням вищої теплоти згоряння, в інших випадках — значенням нижчої теплоти згоряння.
Одиницю теплоти згоряння палива слід обирати згідно з ГОСТ 8 417 (Дж/кг, Дж/моль, Дж/м3 або кДж/кг, кДж/моль, кДж/м3). За необхідності дозволено користуватись одиницею, вираженою в ккал/кг, ккал/моль чи ккал/м3 із записом цього значення в дужках.
Приклад.
Нижча теплота згоряння кам’яного вугілля дорівнює 22191,1 кДж/кг (5300 ккал/кг).
4 МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ТА РОЗРАХУНКУ ТЕПЛОТИ ЗГОРЯННЯ ПАЛИВА
Вимірювання вищої І нижчої теплоти згоряння палива слід проводити: для твердого палива — згідно з ГОСТ 147, рідкого палива — згідно з ГОСТ 21261, і газоподібного палива — згідно з ГОСТ 27193
.Вихідна маса палива |
Визначувана маса палива |
||||
робоча (р) |
аналітична (а) |
суха (с) |
горюча (г) |
органічна (о) |
|
Робоча |
1 |
100 - Wa |
100 |
100 |
100 |
|
|
100- Wp |
100- wp |
100-(H/p + А^ |
100 - (tVp + А р + S |
Аналітична |
100 - и/р |
1 |
100 |
100 |
100 |
|
100- IVа |
|
100- wa |
100 - (И/а + /4 а) |
100 - (іУа + А а + S |
Суха |
100 - tvp |
100- wa |
1 |
100 |
100 |
|
100 |
100 |
|
100 - А с |
100 - (лс + s |
Г орюча |
ЮО-СИ/Р + ЛР) |
IQQ-j^ + A3) |
100- Ac |
1 |
100 |
|
100 |
100 |
100 |
|
100-s^ |
Органічна |
100 - (Шр+ А р + S к) |
100-(И/а + Aa+ S’) |
100-0C + S °) |
100-S к |
1 |
|
100 |
100 |
100 |
100 |
|
ДСТУ 3581— 97 (ГОСТ 30517— 97)
Для рідкого та газоподібного палива теплота згоряння визначається хроматографічним методом згідно з ГОСТ 22667 з використанням промислових хроматографічних аналізаторів типу «Мікрохром-1121», АХП-001, АХП-003 й іншими з похибкою не більше 5 %.
р
Нижчу теплоту згоряння <2Н у кілоджоулях на кілограм робочої маси івердого або рідкого палива за його елементарним складом обчислюють за формулою
= 339 СР + 1030 НР - 109 (ОР- SP) - 25 14'Р, (3)
р р р р р
де С , Н , О , S , та W — масові частки вуглецю, водню, кисню, сірки та вологи у робочій масі палива, %.
З метою спрощення розрахунку нижчої теплоти згоряння твердого палива за формулою (3) можна користуватися таблицями 2—5, у яких наведені значення нижчої теплоти згоряння твердого палива у залежності від вмісту у ньому окремих хімічних елементів і сполук.
Приклад
Розрахувати нижчу теплоту згоряння в кілоджоулях на кілограм кам'яного вугілля з таким хімічним складом у відсотках: 58,5 Ср; 4,0 Нр; 1,2 Np; 6,3 О₽; 3,1 Sp; 18,2 А °; 8,7 И/р, де Ср, Нр, Np, Ор, Sp, Ар, И/р— масові частки вуглецю, водню, азоту, кисню, сірки, золи, вологи у паливі, %.
Згідно з формулою (3) та даними таблиць 2—5
О„ = (19679 + 167) + 4103 - (335 - 42) - 209 = 23447, (4)
Для мазуту та інших видів рідкого палива розрахунок нижчої теплоти згоряння Qpу кілоджоулях на кілограм слід проводити за такою формулою
Qp= 34040,3 + 690,8 НР- 230,2 S₽- 448 о” - 339 (А Р+ NP), (5)
р р р р р
де Н , S , О , А та N — масові частки водню, сірки, кисню, золи та азоту у паливі, %.
Крім розрахунку за формулою (5), нижчу теплоту згоряння рідкого палива можна визначити, користуючись даними таблиці 6.
Приклад
Розрахувати нижчу теплоту згоряння в кілоджоулях на кілограм мазуту такого складу у відсотках: 87,8 Ср; 10,7 Нр; 0,75 Sp; 0,3 Np; 3,0 Wp; 0,2 А р. Згідно з формулою (5) та даними таблиці 6
ОР = 34040,3 + (690,8 + 481) - 146 - 210 - 1089 - 168 = 39817,3, (6)
Масова частка вуглецю у паливі, Ср, % |
Нижча теплота „Р згоряння, Он, кДж/кг |
Масова частка вуглецю у паливі, Ср. % |
Нижча теплота _Р згоряння, О*. кДж/кг |
Масова частка вуглецю у паливі, Ср. % |
Нижча теплота _Р згоряння, Q и, кДж/кг |
Масова частка вуглецю у паливі, С”, % |
Нижча теплота р згоряння, Q н, кДж/кг |
20 |
6783 |
42 |
14236 |
63 |
21354 |
84 |
28472 |
21 |
7118 |
43 |
14613 |
64 |
21731 |
85 |
28848 |
22 |
7453 |
44 |
14948 |
65 |
22065 |
86 |
29183 |
23 |
7788 |
45 |
15283 |
66 |
22400 |
87 |
29518 |
24 |
8123 |
46 |
15618 |
67 |
22735 |
88 |
29853 |
25 |
8458 |
47 |
15952 |
68 |
23070 |
89 |
30188 |
26 |
8793 |
48 |
16287 |
69 |
23405 |
90 |
30523 |
27 |
9170 |
49 |
16622 |
70 |
23740 |
91 |
30858 |
28 |
9504 |
50 |
16957 |
71 |
24075 |
92 |
31193 |
29 |
9839 |
51 |
17292 |
72 |
24410 |
93 |
31528 |
ЗО |
10174 |
52 |
17627 |
73 |
24787 |
94 |
31905 |
31 |
10509 |
53 |
17962 |
74 |
25122 |
95 |
32240 |
32 |
10844 |
54 |
18339 |
75 |
25457 |
0,1 |
42 |
33 |
11221 |
55 |
18674 |
76 |
25792 |
0,2 |
84 |
34 |
11556 |
56 |
19009 |
77 |
26127 |
0,3 |
105 |
35 |
11891 |
57 |
19344 |
78 |
26462 |
0,4 |
125 |
36 |
12226 |
58 |
19679 |
79 |
26797 |
0,5 |
167 |
37 |
12561 |
59 |
20014 |
80 |
27132 |
0,6 |
209 |
38 |
12896 |
60 |
20349 |
81 |
27467 |
0,7 |
251 |
39 |
13231 |
61 |
20684 |
82 |
27802 |
0,8 |
272 |
40 |
13566 |
62 |
21019 |
83 |
28127 |
0,9 |
293 |
41 |
13901 |
|
|
|
|
|
|
ДСТУ 3581— 97 (ГОСТ 30517— 97)
Масова частка водню у паливі, Нр % |
Нижча теплота _р згоряння, О , кДж/кг |
Масова частка водню у паливі, Н₽, % |
Нижча теплота згоряння. О*. кДж/кг |
Масова водню у Н< |
частка паливі. % |
Нижча теплота згоряння. Q кДж/кг |
Масова частка водню у паливі, Нр. % |
Нижча теплота згоряння, О*. кДж/кг |
1.0 |
1047 |
2,4 |
2512 |
3,8 |
|
3936 |
5,2 |
5317 |
1.1 |
1172 |
2,5 |
2596 |
3,9 |
|
4019 |
5,3 |
5443 |
1,2 |
1256 |
2.6 |
2722 |
4,0 |
|
4103 |
5.4 |
5527 |
1.3 |
1382 |
2,7 |
2805 |
4,1 |
|
4187 |
5.5 |
5652 |
1.4 |
1465 |
2,8 |
2931 |
4,2 |
|
4313 |
5.6 |
5736 |
1.5 |
1549 |
2,9 |
3015 |
4,3 |
|
4396 |
5,7 |
5862 |
1.6 |
1675 |
3,0 |
3091 |
4,4 |
|
4522 |
5,8 |
5946 |
1.7 |
1759 |
3.1 |
3182 |
4,5 |
|
4606 |
5.9 |
6071 |
1,8 |
1884 |
3,2 |
3308 |
4,6 |
|
4731 |
6,0 |
6197 |
1.9 |
1968 |
3,3 |
3391 |
4,7 |
|
4815 |
6,1 |
6280 |
2,0 |
2093 |
3,4 |
3517 |
4,8 |
|
4941 |
6,2 |
6406 |
2,1 |
2177 |
3,5 |
3601 |
4,9 |
|
5024 |
6,3 |
6490 |
2,2 |
2303 |
3,6 |
3726 |
5,0 |
|
5150 |
6,4 |
6615 |
2,3 |
2387 |
3,7 |
3810 |
5,1 |
|
5234 |
6,5 |
6699 |