ICS 77-010 H 04
YB
中华人民共和国黑色冶金行业标准
YB/T 4313—2012
钢铁行业蓄热式工业炉窑热平衡测试与计算方法
Methods of determination and calculation of heat balance in
regenerative furnace of iron and steel industry
2012-12-28发布
2013-06-01实施
中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T4313—2012
前 創言
本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本标准起草单位：中钢集团鞍山热能研究院有限公司、冶金工业信息标准研究院、广东韶钢松山股份
有限公司。
本标准主要起草人：谢国威、仇金辉、罗国民、高建平、丛伟、卢学云、黄晟、杨宇、吴国云、刘毅、马彦珍。 本标准为首次发布。
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钢铁行业蓄热式工业炉窑热平衡测试与计算方法
1范围
本标准规定了蓄热式工业炉窑热平衡测试与计算基准、设备及炉子概况、炉子近期生产情况、测试准备、测试步骤、测试内容、测试部位与方法、计算方法等。
本标准适用于钢铁行业以气体燃料为主的蓄热式工业炉窑热平衡测试与计算，其他行业可参照使
用。
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。
GB/T384＇石油产品热值测定法 GB/T476煤中碳和氢的测定方法 GB/T508石油产品灰分测定法 GB1884原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法） GB/T1885—1998石油计量表 GB/T6284 化工产品中水分测定的通用方法干燥减量法 GB/T17040 石油产品硫含量测定法（能量色散X射线荧光光谱法） YB/T 4209 钢铁行业蓄热式燃烧技术规范 SH/T0172石油产品硫含量测定法（高温法）
3术语和定义
YB/T4209界定的术语和定义及下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
气体预热温度gas/airpreheattemperature 供热过程中，气体流经蓄热室内蓄热体后的气体温度。
3.2
蓄热室排烟温度regeneratorexhaust'smoketemperature 排烟过程中，烟气流经蓄热室内蓄热体后的烟气温度。
4热平衡测试与计算基准
4.1基准温度
采用环境平均温度，即蓄热式工业炉窑车间内距离炉墙外1m处的环境平均温度。 4.2燃料发热量
对气体燃料采用湿煤气的低（位）发热量，对液体燃料采用应用基低（位）发热量。 4.3热平衡测试范围
根据需要，做全炉（包括蓄热回收装置）或（和）炉膛热平衡的测试与计算。 4.4热平衡测试时间
在入炉物料品种及规格（具有代表性的品种及规格）不变、炉子工况稳定的情况下连续测试。热平衡
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测试限定在8h内完成，测试次数不能少于2次，每次为1h。温度、压力、流量等参数的测试在每个换向周期内测4～6次，每小时测4～6个换向周期，然后取平均值。 4.5热平衡计算单位
以每吨入炉物料的热量为计算单位，即kJ/t。
5设备及炉子概况、炉子近期生产情况
5.1设备及炉子概况
按附录A规定填写。 5.2炉子近期生产情况
被测炉子前-个月的平均技术经济指标按附录B填写。
6测试的准备
6.1熟悉设备状况
熟悉炉子及有关设备的结构、性能、操作与运行情况，并了解生产工艺流程等。 6.2制定测试方案
根据不同的测试目的及炉子的具体情况制定测试方案，并选择能够代表炉子实际生产情况的测试部位和测试点。 6.3组织测试人员
根据测试方案组织测试人员。测试工作由专业技术人员指挥，按工作需要对测试人员进行分工，并根据情况进行必要的技术培训与安全教育。 6.4检修设备与准备测试仪器和工具
在测试前对炉子及相关设备进行必要的检修，以保证测试工作的顺利进行。准备好所需测量工具，对现场已有仪表及各种便携的测量仪器进行校正，达到标准中要求的精度。 6.5准备测试表格
根据测试内容准备好所用表格。 6.6选择测试时机
测试前及测试过程中，炉况及其上下游工序工作情况应正常。测试过程中，炉内物料因下游工序非正常停留超过半小时，应在下游工序工作情况稳定半小时以后进行测试。 6.7预备性测试
正式测试之前对其中的几项或全部项目进行必要的预备性测试，验证测试手段的可靠性。
7测试步骤
7.1根据测试方案，在预定部位安装测试装置。 7.2按测试内容进行测试与记录。 7.3采用以测量为主，现场观察及控制中心记录数据为参考的方法，对所测数据进行分析整理，并按本标准的计算方法进行计算。 7.4对测试结果进行分析并提供测试报告。
8测试内容、部位与方法
8.1主要测试内容
按附录C进行。
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8.2测试部位与方法 8.2.1燃料 8.2.1.1燃料的用量测试
燃料用量可由工厂现有的计量装置读取。工厂无计量装置时，液体燃料可用测量油罐容积差法测量；气体燃料在测试前应安装计量装置。 8.2.1.2燃料的取样分析及发热量测试 8.2.1.2.1气体燃料
取样：在燃烧器前煤气管道上的取样孔进行取样，一般每小时取一次，如果煤气成分波动较大，可适当缩短取样间隔时间。
成分分析：用气相色谱进行。 含水量：用吸水法或露点法测试。 热值：根据气体分析成分及含水量换算成湿成分，然后计算出气体燃料低（位）发热量。
8.2.1.2.2液体燃料
取样：在平衡测试期间内，从油喷嘴前管道中连续取2kg油样，混合均匀后，迅速倒入两只约1kg的瓶内装满密封以备化验。
分析：成分分析可按GB/T476进行，其余按GB/T6284、GB/T17040、SH/T0172、GB/T508、GB 1884和GB/T1885—1998进行。
热值：按GB/T384进行。 8.2.1.3燃料压力测试
对气体、液体燃料从现场接近燃烧器前的管道上仪表读取。 3.2.1.4燃料温度测试
燃料无预热时从现场接近燃烧器前的管道上仪表读取，或按环境温度读取。燃料预热时应在测试前在预热管路上预留测试孔用热电偶进行测定。 8.2.2助燃空气 8.2.2.1空气流量测试
从现场接近燃烧器前的管道上仪表读取。若无法计量可用皮托管和U型压力计测出动压后，用公式计算出来；也可用燃料低（位）发热量和烟气成分按经验式计算（见附录D)。 8.2.2.2空气湿度测试
用干湿球温度计测出相对湿度，再换算成绝对湿度。 8.2.2.3空气预热温度测试
在空气预热管路上开孔，用热电偶进行测定。 8.2.3雾化蒸汽
在燃烧器前测量雾化剂用量、温度、压力。对没有计量装置的炉子，雾化蒸汽用量可用生产统计办法估算。温度和压力与空气相应参数测法相同。 8.2.4物料 8.2.4.1物料重量测试
物料重量采用现场计量装置读数，也可根据尺寸及密度算出。 8.2.4.2物料温度测试
采用热电偶测温法进行测量。也可采用远红外热像仪或红外测温枪对出炉窑的物料表面温度进行测量。测量的时间在物料进炉前和出炉后的瞬间。 8.2.4.3氧化烧损测试
氧化烧损率采用称量法或重量比表面积相似法测试（见附录E)，烧损温度按物料表面温度计算。
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8.2.5烟气 8.2.5.1烟气取样和分析
出炉烟气的取样位置应在换向阀后和烟窗之间接近换向阀的烟气直管道上取有代表性的样。建议采用便携式或在线式烟气分析仪，在一个蓄热室换向周期内连续测量，取平均值。每小时最少4次。亦可采用直接取样装袋送实验室进行成分分析；取样应在一个蓄热室换向周期内完成每次同一位置同一周期内至少取样2次，每小时最少进行4次。 8.2.5.2烟气量测试
可用皮托管与微压计配合测量多点烟气流速后算出；也用燃料用量、成分及烟气成分计算烟气量；可按附录D计算。 8.2.5.3出炉烟气温度测试
采用现场计量装置读取，在换向阀后和烟窗之间接近换向阀的烟气直管道上用热电偶测量出炉烟气温度。 8.2.5.4烟气含碳浓度测试
采用烟尘测试仪测试，测试点应与烟气取样位置相同。 8.2.6炉膛温度和压力 8.2.6.1炉膛温度测试
采用现场计量装置读取，应按炉体结构分为预热段、加热段、均热段等分别计量。 8.2.6.2炉膛压力测试
由现场仪表直接读取或用便携式微压计测量，测点位置按热工测试相关规定确定。 8.2.7炉体、排烟装置、炉膛、管道表面温度与热流量
测量炉体、排烟装置和炉膛至排烟装置间空气、煤气（或烟气）管道等表面温度时，可将表面温度相近的地方分成若干部分，然后用热流计直接测出各部分的平均热流量和平均温度，或用红外热像仪、表面温度计等测出各部分平均温度，计算出热流量。 8.2.8炉门及孔洞
记录炉门及孔洞在1h内的开启时间，测量出炉门及孔洞的高度、宽度，孔洞炉气的成分取样分析、温度与压力的测试方法分别与烟气取样的分析及炉温、炉压测法相同。 8.2.9冷却水 8.2.9.1冷却水耗量测量
在人炉或出炉处应尽量安装流量计测试，也可用体积法测试计算。 8.2.9.2冷却水温度测试
在人炉和出炉处采用温度计测试。 8.2.10汽化冷却 8.2.10.1蒸发量测试
由现场计量仪表直接读取。亦可用流量孔板及相应二次仪表测量蒸汽流量；一般炉子可通过水表或水箱测试给水量。 8.2.10.2蒸汽温度、压力及给水温度测试
蒸汽温度、压力及给水温度由现场计量仪表直接读取。 9计算方法 9.1热收入项目的计算 9.1.1燃料燃烧的化学热的计算按式(1)计算：
(1)
Qi = BQret,v,
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