水泥制造能效测试技术规程.doc

水泥制造能效测试技术规程目录1范围42规范性引用文件43测试范围44测试条件55技术要求55.1熟料烧成系统能效测试55.2粉磨系统能效测试75.3余热发电系统能效测试95.4原燃料预处理系统能效测试105.5辅助生产系统能效测试116测试报告126.1对外出具测试报告的要求126.2测试报告内容12附录A14附录B16附录C18附录D20附录E22水泥制造能效测试技术规程1范围本规程规定了水泥制造过程能效测试的范围、规范性引用文件、测试范围、测试条件、技术要求、测试报告。本规程适用于通用硅酸盐水泥及熟料制造的能效测试与计算。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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。GB175-2007通用硅酸盐水泥GB/T176水泥化学分析方法GB/T212煤的工业分析方法GB/T1345水泥细度检验方法筛析法GB/T2565煤的可磨性指数测定方法（哈德格罗夫法）GB/T8074水泥比表面积测定方法（勃氏法）GB16780水泥单位产品能耗消耗限额GB/T17671水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T21372硅酸盐水泥熟料GB/T23331能源管理体系要求GB/T24851-2010建筑材料行业能源计量器具配备和管理要求GB/T26281-2010水泥回转窑热平衡、热效率、综合能耗计算方法GB/T26282水泥回转窑热平衡测定方法GB/T26567-2011水泥原料易磨性试验方法（邦德法）GB/T27977-2011水泥生产电能能效测试及计算方法GB50123土工试验方法标准GB50588-2010水泥工厂余热发电设计规范JC/T543烘干机热工测量方法与计算3测试范围测试范围见图1：水泥制造能效测试水泥制成系统（见图5）生料制备系统（见图3）煤粉制备系统（见图4）熟料烧成系统（见图2）余热发电系统（见图6）粉磨系统原燃材料预处理系统辅助生产系统图1水泥制造能效测试范围4测试条件水泥制造过程能效测试应满足以下条件：4.1生产企业根据GB/T23331的要求建立能源管理体系，同时按照GB/T24851-2010的要求配备计量器具，并在能效测试前经过校验和校准，并备有记录。4.2水泥生产线主机设备已通过性能考核并稳定运行30d以上。4.3若水泥企业同一个厂区存在多条生产线时，每条生产线应单独进行能效测试。4.4测试前应根据测试内容编制测试大纲，见附录A。4.5现场测孔布置和开孔情况满足测试的要求。4.6测试机构对水泥生产企业进行能效测试前，水泥制造企业应提供相关基本情况表，详见附录B。5技术要求5.1熟料烧成系统能效测试5.1.1测试边界熟料烧成系统能效测试边界为从生料库到熟料入熟料库止。包括生料均化库、窑尾高温风机、预热分解系统、回转窑系统、熟料冷却机及废气处理系统；不包括用于基建、技改等项目建设消耗的电量，采用废弃物作为替代原燃材料时，处理废弃物消耗的电量单独统计，见图2。生料库生料熟料冷却机熟料库熟料煤粉仓煤粉废气处理烧成窑尾（预热器分解炉系统）回转窑废气处理图2熟料烧成系统能效测试边界5.1.2测试要求5.1.2.1熟料烧成系统能效测试时间应不少于72h，且应在正常稳定运行工况下进行。5.1.2.2熟料烧成系统能效测试时过程控制应满足表1的要求。表1熟料烧成系统过程控制要求名目项目波动范围备注生料KH（或LSF）±0.02（±2）石灰饱和系数SM±0.1硅酸率IM±0.1铝氧率细度±2%0.08mm筛余平均水分1%-投料量±5%-燃料Qnet，ad±5%燃料低位发热量细度±2%0.08mm筛余平均水分±1%-熟料熟料品质应满足GB/T21372标准要求注：生料化学成分分析测试按照GB/T176规定的方法进行，生料水分按照GB/T50123规定的方法进行；燃料的工业分析按照GB/T212规定的方法进行；生料和煤粉的细度参考GB/T1345规定的方法进行。5.1.3测试内容熟料烧成系统能效测试内容及测试频率见表2：表2熟料烧成系统能效测试内容及测试频率序号测定项测试内容测试频率料量风温风压料温成分气流量分解率含尘量其它1冷却机废气····2次/24h2出窑熟料·2次/24h3出冷却机熟料a···28d强度3次/24h4冷却机各室鼓风···2次/24h5入炉三次风···2次/24h6入窑二次风·2次/24h7窑头一次风···2次/24h8窑头煤粉输送风···2次/24h9入窑煤粉a··低位热值1次/8h10预热器系统出口烟气·····2次/24h11其它各级出口烟气···2次/24h12C5预热器料管·2次/24h13分解炉出口烟气···2次/24h14烟室烟气···2次/24h15入预热器生料a···易烧性2次/24h16分解炉煤粉输送风···2次/24h17入炉煤粉a··低位热值1次/8h18煤磨抽热风···2次/24h19表面温度测试边界内各热工设备2次/24h20环境条件大气温度、压力、环境风速等2次/24h20用电量烧成系统用电量1次/8h21供配电系统运行状态变压器日负荷率、变压器负载系数、功率因数1次/8h22主要电动机运行状态功率因数、用电量、运行状态判定1次/8ha：采用全天混合平均样测试相应的成分和低位热值5.1.4数据处理5.1.4.1数据处理依据熟料烧成系统能效的测试和计算方法按照GB/T26282、GB/T26281的规定进行，熟料强度的测试按照GB/T21372的规定进行，电能能效测试按照GB/T27977的规定进行。燃料消耗量根据煤粉喂煤秤累计值计算，喂煤秤校核方法见附录C。熟料产量可通过生料计量秤累计值和生熟料折合比计算，生料计量秤校核方法见附录C，生熟料折合比计算方法见附录D。熟料产量也可根据实物计量确定，方法见附录E。5.1.4.2数据认定根据每24小时的测试结果进行能效计算，3次24小时能效测试结果之间相差应不大于5，同时热平衡计算和冷却机热平衡计算结果中其它支出项不应超过±3%，否则测试结果无效，应重新进行能效测试。5.1.4.3测试结果熟料烧成系统能效测试参数按照GB/T26281-2010附录A中表A.2-1表A.2-7的内容以汇总表形式表示，物料平衡、热平衡和冷却机热平衡计算结果按照GB/T26281-2010表1、表2和表4形式表示。汇总表中可增加熟料烧成系统电耗、供配电系统运行状态和主要电动机运行状态判定结果。5.2粉磨系统能效测试5.2.1测试边界粉磨系统包括生料制备系统、煤粉制备系统和水泥制成系统。煤粉制备系统能效测试边界为从原煤入煤磨到煤粉入煤粉仓的整个煤粉制备过程，见图3。生料制备系统能效测试边界为从原料调配库底到生料入生料库的整个生料制备过程，见图4。水泥制成系统能效测试边界为从水泥调配库底到水泥入水泥库的整个水泥制成过程，见图5。原煤仓选粉设备煤磨原煤煤粉熟料烧成煤粉收尘设备煤粉仓图3煤粉制备系统能效测试边界原料调配库选粉设备生料磨原料生料收尘设备生料均化库水泥原料调配库水泥磨系统原料水泥库水泥收尘设备图4生料制备系统能效测试边界图5水泥制成系统能效测试边界5.2.2测试要求5.2.2.1测试期间，对煤粉制备系统和生料制备系统，入磨物料的种类不得改变；对水泥制成系统，混合材的种类和水泥的品种不得改变。粉磨系统的能效测试次数不少于3次，每次时间不小于8小时，测试期间不得停磨，否则此次能效测试无效并应重新开始能效测试。5.2.2.2粉磨系统能效测试满足下表要求：表3粉磨系统能效测试过程控制要求项目成品水分比表面积波动幅度投料量波动幅度0.08mm筛余细度波动幅度生料制备系统1%-±5%±2%煤粉制备系统2%a-±5%±2%水泥制成系统-±4%±5%±2%a对褐煤来说，成品水分不包含内水。注：水泥的比表面积测试按照GB/T8074规定的方法进行，细度参考GB/T1345规定的方法进行。5.2.3测试内容粉磨系统能效测试内容及频次见表4：表4粉磨系统能效测试内容及频率序号测定项测定内容测试频率料量风温风压料温成分气流量含尘量其它1入磨物料··易磨性1次/8h2出磨物料··细度1次/8h3入磨气体····1次/8h4出磨气体····1次/8h5出旋风筒/选粉机气体·····1次/8h6水泥成品水泥强度1次/24h6环境条件大气流速、大气压力、环境温度7电能能效粉磨系统电耗、供配电系统及运行系统状态注：如水泥制成系统采用高效选粉机，宜测试选粉机的选粉效率。5.2.4数据处理5.2.4.1数据处理依据粉磨系统的测试和计算参照GB/T26282-2010和GB/T26281-2010的规定进行，电能能效测试按照GB/T27977-2011的规定进行，水泥原料易磨性的测试按照GB/T26567-2011的规定进行；煤的可磨性指数测试按照GB/T2565的规定进行；水泥强度的测试按照GB/T17671的规定进行，水泥比表面积的测试按照GB/T8074的规定进行，水泥细度的测试按照GB/T1345的规定进行。5.2.4.2数据认定根据各粉磨系统的测试期间的测试结果进行能效计算，各次的能效测试结果之间相差应不大于5，否则测试结果无效，应重新进行能效测试。5.2.4.3测试结果粉磨系统能效测试参数参考GB/T26281-2010附录A中表A.2-1表A.2-7的内容以汇总表形式表示。测试结果包括各点风量、粉尘浓度、粉磨系统电耗、主要用电设备电能能效，还应包括入磨物料的物性、成分测试结果等参数。5.3余热发电系统能效测试5.3.1测试边界从余热发电系统的余热锅炉进口至汽轮机及冷却塔的整个余热发电系统，见图6。蒸汽汽轮机AQC炉废气处理窑头冷却机窑尾预热器SP炉热水水废气处理其他热源锅炉废气处理图6余热发电系统能效测试边界5.3.2测试要求5.3.2.1余热发电系统能效测试应与熟料烧成系统能效测试同步进行。测试时间应不少于72小时，且应在水泥熟料烧成系统和余热发电系统正常稳定运行工况下进行，即测试期间水泥熟料烧成系统的产量和余热发电系统发电量波动幅度不超过测试期间平均值的±5%，测试期间不允许停窑和停余热发电系统。否则此次能效测试无效并应重新开始能效测试。5.3.2.2余热发电系统能效测试时熟料烧成系统过程控制应满足表1的要求。5.3.3测试内容余热发电系统能效测试内容及测试频率见表5：表5余热发电系统能效测试内容及频次序号测定项测定内容测试频率风压风温气流量成分含尘量其它1冷却机废气·····2次/24h2入AQC炉废气····2次/24h3出AQC炉废气···2次/24h4入SP炉废气·····2次/24h5出SP炉废气····2次/24h6表面温度a包括:AQC炉和SP炉2次/24h7环境条件大气温度、大气压力、环境风速等2次/24h8电能能效余热发电系统发电量、自用电量、供配电系统及运行系统状态1次24h注：如果其他热源热量用于余热发电，应增加利用的这部分热量的测试。a：如果回转窑烧成带筒体散热用于发电，增加烧成带部分的筒体表面温度测试。5.3.4数据处理5.3.4.1数据处理依据余热发电系统热工参数的测试按照GB/T26282-2010的规定进行，水泥窑低温废气纯余热发电系统热效率的计算按照GB50588-2010的规定进行。5.3.4.2数据认定根据每24小时的测试结果进行能效计算，3次24小时能效测试结果之间相差应不大于5，否则测试结果无效，应重新进行能效测试。5.3.4.3测试结果余热发电系统能效测试参数参考GB/T26281-2010附录A中表A.2-1表A.2-7的内容以汇总表形式表示。5.4原燃料预处理系统能效测试5.4.1测试边界从原燃材料进厂至原燃材料经过预处理后入储存库的整个原燃料预处理过程，包括原料破碎、预均化、烘干及输送。5.4.2测试要求5.4.2.1在整条生产线运行的情况下，统计的时间宜超过30天。5.4.2.2预处理系统在生产线烧成系统和各粉磨系统正常运行的工况下运行。5.4.2.3如果对烘干机系统进行能效测试，现场条件应满足测试的要求。5.4.3测试内容原燃料预处理系统能效测试内容见表6：表6原燃料预处理系统能效测试内容序号测定项目测定内容料量成分粒度水分1进预处理系统物料2出预处理系统物料3预处理系统电耗物料进入预处理系统至预处理后输送至相应储存库的电耗如果原燃料预处理过程采用回转烘干机系统进行烘干，烘干机系统能效测试内容按照JC/T543的规定进行。5.4.4数据处理5.4.4.1数据处理依据预处理系统电耗主要以水泥企业统计为主，对原料破碎和预均化系统，主要统计生产线正常运行情况下电耗及对应的熟料产量，预处理系统电耗折算至每吨熟料基准。烘干机系统的热工测试与计算方法按照JC/T543的规定进行。5.4.4.2原燃料预处理系统能效测试结果原燃料预处理系统能效测试结果主要为预处理系统电耗，如果有烘干机系统，还应包括烘干机系统热效率。预处理系统能效测试参数以系统内各电力室、变压器及高压设备的电量消耗量列表表示。对烘干机系统，能效测试参数以汇总表形式表示。5.5辅助生产系统能效测试5.5.1测试边界水泥或熟料生产线辅助生产系统，包括空压机、水泵房、厂区照明、中控室、化验室、机修车间等。5.5.2测试要求5.5.2.1在整条生产线运行的情况下，统计的时间宜超过30d。5.5.2.2辅助生产系统在生产线烧成系统和各粉磨系统正常运行的工况下运行。5.5.3测试内容辅助生产系统主要测试电能能效，并折算至熟料或水泥的单位电耗。5.5.4数据处理5.5.4.1数据处理依据辅助生产系统主要以水泥企业统计为主，主要统计生产线正常运行情况下电耗及对应的熟料或水泥产量，辅助生产系统电耗折算至每吨熟料或水泥基准。5.5.4.2原燃料预处理系统能效测试结果辅助生产系统能效测试结果主要为辅助生产系统电耗。辅助生产系统能效测试参数以系统内各电力室、变压器及高压设备的电量消耗量列表表示。6测试报告6.1对外出具测试报告的要求6.1.1测试机构与人员对外出具测试报告的测试机构应具有国家计量认证资质并经政府主管部门认可。能效测试人员应当具有相关资质。6.1.2测试仪器、仪表测试使用的温度、压力、粉尘浓度、烟气分析仪等测试仪器和仪表均应符合GB/T26282-2010规定的精度要求，应具备法定计量部门出具的检定证书/校准证书，并且在检定和校准的有效期内。6.2测试报告应包括以下内容（1）水泥生产线总体情况，包括生产规模，投产时间和/或改造（如果有）日期、系统主机配置等，以及运行状况说明；（2）测试任务和目的要求，系统范围划分和确定、系统运行参数等，测试依据的法规、标准；（3）测试项目测点布置以及测试仪表说明，检测、计量仪器仪表的配备说明（包括量程、精度等）以及配置图，校验和检定状况；燃料、水（介质）、电、运行参数等检测、计量方法；（4）测试数据汇总表测试周期内生产线原燃料情况；（5）能效测试结果汇总表；（6）系统设计指标与测试结果的对照表；（7）系统能效测试结果分析。（8）测试负责人和主要参加人员；（9）附件（系统测试的背景材料，包括生产与质量报表、计量设备检测记录等）。附录A水泥生产能效测试大纲A.1项目名称项目名称如××公司××××t/d生产线XX系统效测试大纲。A.2测试内容根据测试的目的与要求、生产线工艺流程系统和设备的特点确定测试内容。A.3测点位置、测定仪器与测试人员安排以能效测试的其测点位置、测试频率、测定仪器与测试人员安排参照表A.1制定。表A.1系统测点位置、测试频率、测定仪器与测试人员安排序号分组测定位置测定内容测定仪器测试人员12345678A.2.5测孔位置及要求按照GB/T26282-2010水泥回转窑热平衡测定方法规定的要求以及现场实际情况确定开孔位置、数量和孔径。A.2.6测试时间及进度安排根据现场生产运行情况和测试准备情况确定测试时间，同时根据实际测试内容和测试的工作量确定测试进度，按表A.2编制并安排完成测试：表A.2能效测试安排与内容计划表序号日期安排工作内容备注与说明12345附录B能效测试基本情况表进行水泥制造过程能效测试前，应按照本附录要求编制能效测试基本情况报告。B.1熟料烧成系统基本情况表熟料烧成系统基本情况表包括以下内容：1）烧成系统工艺图及设备表；2）生产线烧成系统设计用煤条件及设计产量、熟料率值、熟料烧成热耗等设计指标；3）烧成系统近期产质量报表；4）近期水泥熟料烧成系统72小时稳定运行的中控室操作画面；5）配电变压器的铭牌参数，主要电动机的铭牌参数；6）变压器配电系统图；7）电能计量器具配置图，及各电能表的倍率。B.2粉磨系统基本情况表粉磨系统基本情况表包括以下内容：1）粉磨系统工艺图及设备表；2）粉磨系统设计参数和实际运行报表，包括易磨性指数、入磨物料粒度和水分、系统产量、成品细度、水分、系统电耗等参数；3）近期水泥粉磨系统48小时稳定运行画面；4）配电变压器的铭牌参数，主要电动机的铭牌参数；5）变压器配电系统图；6）电能计量器具配置图，及各电能表的倍率。B.3余热发电系统基本情况表余热发电系统基本情况表包括以下内容：1）余热发电系统工艺图及设备表；2）余热发电系统相关设计参数；3）余热发电系统近期生产运行报表；4）近期余热发电系统72小时稳定运行的中控室操作画面；5）进行电能能效测试所需提供的其他资料。B.4原燃料预处理系统基本情况表原燃料预处理系统基本情况表包括以下内容：1）预处理系统物料处理量、主机系统配置等设计指标；2）预处理系统统计期电量消耗报表；3）近期预处理系统操作运行画面；4）进行电能能效测试所需提供的其他资料。5）配电变压器的铭牌参数，主要电动机的铭牌参数；6）变压器配电系统图；7）电能计量器具配置图，及各电能表的倍率。B.5辅助生产系统基本情况表辅助生产系统基本情况表包括以下内容：1）辅助生产系统主机系统配置等设计指标；2）辅助生产系统统计期电量消耗报表；3）近期辅助生产系统操作运行画面；4）配电变压器的铭牌参数，主要电动机的铭牌参数；5）变压器配电系统图；6）电能计量器具配置图，及各电能表的倍率。附录C喂料计量设备校核方法C.1范围本附录给出了水泥生产企业喂料计量设备校核方法，本附录适用于水泥生产制造过程生料喂料计量、燃料（煤粉）喂煤秤以及调配库底配料计量设备的校核。C.2生料计量秤校核方法生料计量秤校核方法如下：在停窑检修期间，首先用已知重量钢球或砝码校核生料仓荷重传感器。在烧成系统运行期间，从生料均化库卸料至生料仓满，停止进料。根据一定时间（时间长短由生料仓的大小和生料喂料量确定，一般为二十分钟左右）内生料仓荷重传感器减少的数值和生料计量秤计量的增加的数值确定生料计量秤的校正系数，至少重复三次以上，取多次校核的校正系数的算术平均值作为最终校正系数。生料计量秤宜每半年校核一次，在能效测定时，根据最近一次的校正系数和能效测定期间生料计量秤的累计值计算生料喂料量。C.3煤粉喂煤秤校核方法喂煤秤校核方法如下：在停窑检修期间，首先用已知重量钢球或砝码校核煤粉仓荷重传感器。在煤粉制备系统运行期间，在不影响烧成系统正常运行的情况下，分别运行至回转窑煤粉仓和分解炉煤粉仓装满煤粉，煤粉仓停止进料。根据一定时间（时间长短由煤粉仓的大小和喂煤量确定，一般为二十分钟左右）内煤粉仓荷重传感器减少的煤粉重量和煤粉秤计量的增加的重量确定煤粉秤的校正系数。至少重复三次以上，取多次校核的校正系数的算术平均值作为最终校正系数。回转窑和分解炉的煤粉秤应分别校核。喂煤秤宜每半年校核一次，在对烧成系统进行能效测定时，根据最近一次回转窑和分解炉喂煤秤的校正系数和能效测定期间各喂煤秤的累计值计算喂煤量。C.4调配库底配料计量秤校核方法对调配库底配料计量秤进行校核时要求调配库各种原料均能单独通过阀门和旁路下料管卸料至卡车上。调配库底配料计量秤校核方法如下：配料计量秤在磨系统停磨期间进行校核，每台计量秤单独校核。根据磨系统在正常产量下各种原料的消耗量确定校核时配料计量秤的设定下料量和下料时间，下料时间不得低于20分钟。校核时将原料切换至外排状态，根据各配料秤累计值与卡车过磅称量的累计值计算校正系数，每台计量秤校核两次以上，取多次校核结果的算术平均值作为最终校正系数，每次校核计算的校正系数与多次计算的平均值相差不得超过1.5%，否则应重新校核。附录D生熟料折合比计算方法D.1范围本附录给出了水泥生产企业生熟料折合比的计算方法，本附录主要适用于新型干法生产工艺生熟料折合比的计算。D.2生熟料折合比计算生熟料折合比计算见公式（D.1）：（D.1）式中:ms干生料理论料耗，单位为千克每千克（kg/kg）；ms干生料实际料耗，单位为千克每千克（kg/kg）；mr单位熟料煤粉消耗量，单位为千克每千克（kg/kg）。Aar烧成用煤的收到基灰分，以百分数（）表示；Losss入预热器系统生料烧失量，以百分数（）表示。单位熟料煤粉消耗量计算见公式（D.2）：（D.2）式中:Mr煤粉消耗量，单位为千克每小时（kg/h）；Msh熟料产量，单位为千克每小时（kg/h）。干生料实际料耗计算见公式（D.3）：（D.3）式中:Cf窑尾预热器出口废气粉尘浓度，单位为克每立方米（g/m3）；Vf窑尾预热器出口单位熟料废气量，单位为立方米每千克（m3/kg）；Lossfh窑尾预热器出口飞灰烧失量，以百分数（）表示。湿生料的实际料耗计算见公式（D.4）：（D.4）式中:湿生料实际料耗，单位为千克每千克（kg/kg）；H2Os生料含水量，以百分数（）表示。上述计算基于以下假定：1入窑煤粉的灰分全部沉积于出窑熟料中，即煤灰沉落率为100%。2出预热器飞灰回到原料磨或均化库中，根据理论分析，生熟料折合比应相当于湿生料的实际料耗。综上所述，湿生料的实际料耗计算见公式（D.5）：=（D.5）附录E熟料产量实物放料计量方法D.1范围本附录给出了水泥制造企业通过熟料实物放料确定熟料产量的方法，本附录主要适用于新型干法生产工艺生熟料折合比的计算。D.2熟料产量实物放料计量方法熟料产量实物放料计量方法有两种，分别为全部熟料实物放料计量方法和部分熟料实物放料计量方法，两种方法均要求熟料烧成系统满足本标准5.4条要求。D.2.1全部熟料产量实物放料计量方法在熟料烧成系统72小时能效测试期间，将72小时生产的所有熟料采取外排方式，将所有熟料逐车装上卡车，通过经过计量检定的地磅确定每一辆卡车所载熟料的质量，由此累计得到72小时生产的熟料总量。D.2.2部分熟料产量实物放料计量方法在熟料烧成系统72小时能效测试期间，采用同一台生料喂料秤计量生料消耗量。每24小时内取48小时时间段生产的熟料外排，同时记录生料消耗量，将外排的熟料逐车装上卡车，通过经过计量检定的地磅确定每一辆卡车所载熟料的质量，由此累计得到48小时生产的熟料总量。根据每个时间段的生料消耗量和放料计量的熟料量计算生熟料折合系数。三次计算的生熟料折合系数相差不得超过3%，根据三次生熟料折合系数的算术平均值和每24小时生料消耗量计算熟料产量。