磷酸浓缩装置石墨换热器能效测试方案

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1、磷酸浓缩装置石墨换热器能效测试方案编制：日期：2015年月日审核：日期：2015年月日批准：日期：2015年月日第7页共7页磷酸浓缩装置石墨换热器能效测试方案一、概述分公司磷酸浓缩装置采用的工艺为强制循环真空蒸发工艺，主要产品为≥45.5％P2O5的磷酸，副产品为10～13％H2SiF6的氟硅酸。石墨换热器是磷酸浓缩装置中的关键设备，掌握磷酸浓缩装置石墨换热器的能源利用情况，可以为制定节能技术改造措施提供依据，有效提高磷酸生产的能源使用效率和生产技术水平。为掌握石墨换热器能源利用效率，定量分析用能情况，决定对石墨换热器进行能效测试。二、编制的依据1、《用能设备能量平衡通则》（GB/T25

2、87-2009）2、《设备热效率计算通则》（GB/T2588—2000）3、《用能设备能量测试导则》(GB/T6422-2009)4、《磷酸磷铵重钙技术与设计手册》5、2014年修改的各套磷酸浓缩装置工艺、安全操作规程。三、测试目的掌握装置石墨换热器能源利用效率情况，明确磷酸浓缩生产的节能方向，为制定节能技术改造措施提供依据，有效提高磷酸生产的能源使用效率和生产技术水平。四、测试范围从稀磷酸进入系统、蒸汽进入石墨换热器开始至冷凝液出口、成品浓磷酸离开系统及蒸发气体离开闪蒸室之间的各种能源。五、测试组织机构为使测试工作的顺利进行，成立测试小组，负责对测试工作的组织、协调、汇总，完成《石墨换

3、热器能效测试报告》。领导小组：组长：副组长：组员：工作小组：组长：第7页共7页组员：工艺小组：负责测定进出设备各物料、能源等所需物料数据、工艺数据的收集、整理、汇总、计算、制图、制表。设备小组：提供设备参数相关性能参数。六、测试方法、要求、内容（一）测试方法本次测试采用以统计测试期间的计量和记录数据为基础进行综合计算的方法。对无计量的能源采用理论计算的方法。（二）测试要求1、测定期间测试设备应处于正常运行工况。2、测试时应记录测试的日期、开始时间与结束时间，以及环境状态——温度、湿度、大气压力等参数。（三）测试内容1、石墨换热器的热效率η有效指有效热量占总输入热量的百分比，计算公式为：η

4、有效=100%①、、石墨换热器的有效热Q有效指从稀磷酸进入设备到生产出合格浓磷酸过程中理论需要的热量。包含水分蒸发利用的热量、含氟气体带走的热量、冷凝液带走的热量、氟化物分解热量、磷酸稀释热、浓磷酸带走的热量。计算公式为：Q有效=Q5+Q6+Q7+Q8②、石墨换热器的总输入热量（Q总）指输入石墨换热器的稀磷酸和蒸汽带入的热量以及氟化物分解反应热、稀磷酸稀释热。计算公式为：Q总=Q1+Q2+Q3+Q4③、损失热量（Q9）指未被石墨换热器有效利用的所有热量，包括设备向外散热带走的热量以及其它测试过程中的误差。第7页共7页石墨换热器稀磷酸带入热量Q1蒸汽带入热量Q2水分蒸发消耗热量Q5含氟气体

5、带走热量Q6氟化物分解热量Q4浓磷酸带走热量Q7磷酸稀释热量Q3损失热量Q9冷凝水带走热量Q8七、测试计算（一）总输入热量Q总=Q1+Q2+Q3+Q41、稀磷酸带入热量Q1=稀酸流量计值×稀酸比重×稀磷酸比热×稀磷酸温度进入系统的稀磷酸流量直接从DCS系统上读取，比重取样分析得出。磷酸比热容：Cp=4.184-4.978x+0.388x2（60～90℃）《磷酸磷铵重钙技术与设计手册》P235式中：x——磷酸P2O5浓度，%（15～30%）2、蒸汽提供的热量Q2=蒸汽用量×汽化潜热若蒸汽用量采用流量计记录数据时，在计算结果显示出出浓缩热量大于带入浓缩蒸发部份热量，不符合能量守衡定律，则蒸汽

6、用量采用蒸发气体量×1.34的经验数据而得。根据进石墨换热器蒸汽温度、压力查出汽化潜热。3、磷酸稀释热量Q3=稀酸流量计值×稀酸比重×稀酸酸浓%×（稀酸稀释热-浓酸稀释热）磷酸稀释热根据酸浓度查表得出。4、氟化物分解热Q4=蒸发F含量/144×1000×1000×标准分解热蒸发F含量=稀磷酸中F量-浓磷酸中F量稀磷酸中F量=稀酸流量计值×稀酸比重×稀酸中F含量%浓磷酸中F量=浓磷酸量×浓酸中F含量%=稀酸P2O5量×(1-0.5%)/浓磷酸中P2O5含量%×浓酸中F含量%氟化物分解热主要指闪蒸室蒸发出的（HF+SiF4）生成的H2SiF6逆向分解，其分解热为可查表得出。（二）石墨换热器的

7、有效热Q有效=Q5+Q6+Q7+Q81、闪蒸室蒸发H2O气体Q5=蒸发水量×蒸发水蒸汽焓蒸发水量=蒸发水量=稀磷酸中P2O5量×(1/稀酸浓度-1/浓酸浓度)第7页共7页=流量计值×稀酸比重×稀酸酸浓%×(1/稀酸浓度-1/浓酸浓度)蒸发水蒸汽焓值根据闪蒸室出口气体温度查表得出。2、闪蒸室蒸发含F气体带出的热量Q6=HF带出热量+SiF4带出热量HF带出热量=蒸发HF量×HF比热SiF4带出热量=蒸发SiF4量×SiF4比热蒸发HF