GB∕T 51413-2020 有色金属工业余热利用设计标准.pdf
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1、UDC中华人民共和国国家标准GB/ T s l 4 1 3一2 0 2 0有色金属工业余热利用设计标准S t a n d a r d for d e s i g n o f w a s t e h e a t u t i l i z a t i o n i n n o n 一 fe r r o u s m e t a l i n d u s t r y2 0 2 0 一0 1 一1 6 发布2 0 2 0 一0 8 一0 1 实施中华 人 民共和 国住房 和城 乡建设 部 ,二。*二.二 七 .- 卜 曰1 , 1 翻 怡 。立 记 亡, 二“口井 人一口 刁 乙, 刀目 纵 巾 弄 勿 五
2、五 瞥 冒 工 生 芯 声 司中华人民共和国国家标准有色金属工业余热利用设计标准S t a n d a r d f o r d e s i g n o f w a s t e h e a t u t il iz a t i o n i n n o n-f e r r o u s me t a l i n d u s t r y G B / T5 1 4 1 3一 2 0 2 0主编哉门: 中 国 有 色 金 属 工 业 协 会批准部门: 中华人民共和国住房和城乡建设部施行 日 期 : 2 0 2 0 年8 月1日中国计划出版社2 0 2 0 北京中华人民共和国住房和城乡建设部公告2 0 2 0
3、 年第4 2号 住房和城乡建设部关于发布国家标准 有色金属工业余热利用设计标准 的公告 现批准 有色金属工业余热利用设计标准 为国家标准, 编号为 G B / Ts l 4 1 3 一2 0 2 0 , 自 2 0 2 0 年 8 月 1日起实施 。 本标准 在住房和城乡建设部门 户网 站( www. m o h 盯 d . g ov. 。 n)公开, 并由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城 乡建设部 2 0 2 0 年 1月 1 6日月 IJ吕 根据住房和城乡建设部 关于印发 2 0 1 6 年工程建设标准规范制订、 修订计划) 的通知 ( 建标
4、函 2 0 1 5 2 7 4 号) 的要求, 标准编制组经广泛调查研究, 认真总结实践经验, 参考有关国际标准和国外先进标准, 并在广泛征求意见的基础上, 编制了本标准。 本标准的主要技术内容是: 总则 、 术语 、 基本规定 、 余热资源、余热利用系统和公用辅助设施等。 本标准由住房和城乡建设部负责管理 , 由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理, 由长沙有色冶金设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议, 请寄送长沙有色冶金设计研究院有限公司( 地址: 湖南省长沙市雨花区木莲东路2 99号中铝科技大厦, 邮编: 4 100 1 9 ) 。 本 标 准
5、 主 编 单 位 : 中国有色工程有限公司 长沙有色冶金设计研究院有限公司 本 标 准 参 编 单 位 : 中国恩菲工程技术有限公司 中国瑞林工程技术股份有限公 司 贵阳铝镁设计研究院有限公司 中色科技股份有限公司 中南大学 株洲冶炼集团股份有限公 司 中铝 国际 工程 股份 有 限公 司 长沙 分 公司 本 标 准 参 加 单 位 : 苏州海陆重工股份有限公司 四川东方锅炉工业锅炉集团有限公司 成都太和水工机电设备有限公司本标准主要起草人员: 阳绍伟 匡社颖 阮建国 黄耀 闰红杰 李培华 黄生龙 李晓 肖爱民 都铁强本标准主要审查人员 : 李水明 李红梅 陈汉平 刘亮 陈贤琼王新建匡芳俞向东
6、迪恒邹彭目次1 总则 ” ( 1)2 术语 ( 2)3 基本规定 (4)4 余热资源 (5) 4.1余热 资 源 等 级 , ( 5) 4 . 2 余热量计算方法 (5) 4 . 3 余热资源回收 (7)5 余热利用系统 ( 10) 5 . 1 余热锅炉及系统 ( 10 ) 5 . 2 除氧给水系统 ( 12 ) 5 . 3 汽轮发电机设备及系统 ( 13 ) 5 . 4 澳化锉吸收式冷( 温) 水机组及系统 , ( 14 ) 5 . 5 其他换热设备及系统 ( 15 )6 公用辅助设施 ( 16 ) 6 . 1 总平面布置、 ( 16 ) 6 . 2 化学水处理系统 。 ( 1 7 ) 6
7、. 3 电气设备及系统 . ( 18 ) 6.4仪表与控制 ( 20) 6 . 5 给水、 排水和循环冷却水 ( 22 ) 6 . 6 建筑与结构 ( 22) 6 . 7 供暖通风 , , 一( 25 ) 6 . 8 厂区 热力管网 ( 2 5 )附录 A烟气酸露点温度计算 ( 2 7)本标准用词说明引用标准名录附: 条文说明. . . 甲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .- .(2 9)(3 0)(33)Co n t e n t s1 G eneralPro vi si o ns (1)2 T er ms ( 2)3 B asi
8、crequir e ments ( 4)4 Waste h eat res o u r c e 一(5) 4 . 1 C l a s s i f i c a t i o n o f wa s t e h e a t r e s o u r c e (5 ) 4 . 2 C a l c u l a t i o n s o f wa s t e h e a t r e s o u r c e (5 ) 4 . 3 R e c y c l i n g o f w a s t e h e a t r e s o u r c e (7)5 Wa s t e h e a t u t i l i z a t
9、 io ns y s t e m ( 1 0 ) 5 . 1 Wa 台 t e h e a t b o i l e r s a n d s y s t e m ( 1 0 ) 5 . 2 D e a e r at o r fe e d w a te r s y st e m ( 1 2 ) 5 . 3 S t e a m t u r b i n e g e n e r a t o r e q u i p m e n t a n d s y s t e m ( 1 3 ) 5 . 4 L i t h i u m b r o m i d e a b s o r p t i o n c h i l
10、l e r ( h e a t e r ) u n i t a n d s y s t e m. 二 . ”. . 二“ . “. 二” ”. ( 1 4) 5 , 5 O t h e r h e a t t r a n s f e r e q u i p m e n t s a n d s y s t e m 一( 1 5 )6 U t i l it ya n da u x i l ia r yf a c il it i e s 1 , ( 1 6 ) 6 . 1 G e n e r a l fa y o u t , 、 ( 1 6 ) 6 . 2 C h e m i c a l w a t
11、 e r t r e a t m e n t e q u i p m e n t a n d s y s t e m , ( 1 7 ) 6 . 3 E l e c t r i c a l e q u i p m e n t a n d s y s t e m 1 、 ( 1 8 ) 6 . 4 I n s t r u m e n t a ti o n a n d c o n t r o 1 , , ( 2 0 ) 6 . 5 Wa t e r s u p p l y , d r a i n a g e a n d c i r c u l a t e d c o o l i n g wa t
12、e r . . . ” . . , (2 2) 6 . 6 B u il d i n g s a n d s t r u c t u r e s ( 2 2 ) 6 . 7 H e a ti n g a n d v e n ti fa ti o n , , ( 2 5 ) 6 . 8 H e a ti n g p i p e n et w o r k ( 2 5 ) 3A p p e n d i x A C a l c u l a t i o n o f o f f- g a s a c i d d e w P o in t t e mp e r a t u r e , ( 2 7)E x P
13、 l a n a t i o n o f w o r d i n g in t h i s s t a n d a r d ( 2 9 )L is t o f q u ote d st a n d ard s ( 30 )A d d it i o n : E x p l a n a t io n o f P r o v i s i o n s ( 3 3 ) 41 总则1 . 0 . 1 为落实国家技术经济政策, 保障有色金属工业余热利用达到安全生产、 节约能源、 保护环境、 技术先进、 经济合理的目的, 规范有色金属工业余热利用设计, 制定本标准。1 . 0 . 2 本标准适用于新建、 扩建
14、和改建的有色金属工业余热利用设计 。1 . 0 . 3 有色金属工业余热利用设计除应符合本标准外, 尚应符合国家现行有关标准的规定。2 术语2 . 0 . 1 余热w a s t e h e a t 以环境温度为基准, 被考察体系排出的物质可释放的热。2 . 0 . 2 余热量w a s t e h e a t q u a n t it y 余热的数量。2 . 0 . 3 余热资源量w a s t e h e a t r e s o u r c e 经技术经济分析确定的可利用的余热量。2 . 0 . 4 余热利用w a s t e h e a u il iz a t i o n 以环境温度为基
15、准 , 对被考察体系排出的物质可释放的热量进行回收及利用。2 . 0 . 5 烟气余热w a s t e h e a t f r o m t h e o f f- g a s 被考察体系产生的外排废气所携带的余热。2 。 0 . 6 炉 渣 余热s l a g w a s t e h e a t 被考察体系产生的液态或固态废渣所携带的余热。2 . 0 . 7 产品余热w a s t e h e a t f r o m t h e p r o d u c t s 被考察体系产生的气态、 液态或固态等中间产品或最终产品所携带的余热。2 . 0 . 8 冷却介质余热w a s t e h e a t
16、 f r o m t h e c o o l in g m e d i u m 生产过程中水、 空气等冷却介质循环利用过程所携带的余热。2 . 0 . 9 可燃废气余热w a s t e h e a t from t h e c o m b u s t ib l e w a s t eg a s 生产过程中外排的含可燃气体的废气可释放的余热。2 . 0 . 1 0 化学反应及残碳余热w a s t e h e a t f r o m c h e m ic a l r e -a c t i o n a n d r e s i d u a l c a r b o n 化学反应余热是指被考察体系除用
17、于自身化学反应外的热 2量; 残碳余热是指中间产品或外排废弃物中残碳所携带的余热。2 . 0 . n冷凝回水余热丫 V at erwa s t e h e a t f r o m c o n d e n s a t i o n b a c k -生产过程中冷凝回水所携带的余热 。2 . 0 . 1 2 余热回收率r e c o v e r y r a t e o f w a s t e h e a t被考察体系回收的余热量占余热资源量的百分数。3 基 本 规 定3 . 0 . 1 余热利用系统应根据余热资源种类、 资源量, 基于全厂热( 冷) 、 电负荷及热、 电平衡, 按能源梯级高效利用的原
18、则设计, 并不应影响生产工艺的安全运行, 应与环境保护和经济效益相协调。3 . 0 . 2 余热利用设施应适应余热资源高温、 高粉尘、 高腐蚀性、 强粘结性、 负荷波动的特点。3 . 0 . 3 对饱和蒸汽的过热处理不宜采用除余热资源 以外 的其他能源。3 . 0 . 4 余热利用系统的装备水平应与生产工艺水平相匹配。3 . 0 . 5 余热利用设计内容及深度应符合现行国家标准 有色金属冶炼工程建设项目 设计文件编制标准 G B/T 5 1 0 2 3 和 有色金属矿山工程建设项 目 设计文件编制标准 G B / T 5 0 9 51 的有关规定 ,余热利用设计中的余热发电工程应符合国家现行火
19、力发电有关标准的规定。4 余 热 资 源4 . 1 余热资源等级4 . 1 . 1 根据余热利用投资回收期, 余热资源等级的划分宜符合表4 . 1 . 1 的规定。表4 . 1 . 1 余热资源等级 余热资源等级判据余热资源等级余热利用投资回 收期( 年)常见余热资源举例一等余热资源 6 2 5 0 以下温度的烟气, 可利用的中温排渣4 . 1 . 2 一等余热资源应回收, 二等余热资源宜回收, 三等余热资源可根据情况进行回收。4 . 2 余热量计算方法4 . 2 . 1 高温烟气余热量计算应符合下列规定: 1 外用燃料加热的余热量宜按下式计算: Q y 二 B 砚 t , q( 4 . 2
20、. 1 一 1 )式中: Q y 烟气余热量( k J/h); B 平均燃料消耗量( k g / h或N m3 / h); V y 单位燃料燃烧产生烟气量( N m , / k g 或N m , / N m , ) ; 5 勺 烟气从炉窑排出平均温度( ) ; c y 炉窑排出平均温度下的烟气平均定压比热 k J/ ( N m “ ) , 应按烟气成分计算。 2 自热冶炼的余热量宜按下式计算: Q , =叭 t , q( 4 . 2 . 1 一 2 )式中: Vy 排出的烟气总量( N m , / h)。4 . 2 . 2 炉渣余热量宜按下式计算: q=仅 ( t : C : +9 : )(
21、4 . 2 . 2 )式中: Qz炉渣余热量( k J/h); G : 炉渣产量( k g / h); tz 炉渣温度( ) ; C : 炉渣平均比热 kJ/ ( k g ) ; q : 液态炉渣熔化潜热( k J / k g ) 。4 . 2 . 3 产品( 中间产品) 余热量宜按下式计算: Q 。 =G 。 ( t 。 C 。 +9 。 )( 4 . 2 . 3 )式中: Q c 产品( 中间产品) 余热量( k J/h); G 。 产品产量( k g / h); t 。 高温产品温度( ) ; C 。 高温产品平均比 热 kJ/ ( k g ) ; q 。 液态产品熔化潜热( kJ/ k
22、 g ) 。4 . 2 . 4 冷却介质余热量计算应符合下列规定: 1 汽化冷却余热量宜按下式计算: Q q “D , ( i q 一1 , )( 4 . 2 . 4 一 1 )式中: Q q 汽化冷却余热量( kJ/ h); D q 汽化冷却产汽量( k g / h); 1 。 、 1 , 分别为蒸汽及进水的焙( k J/k g ) 。2 冷却水余热量宜按下式计算 : Q : =G : . ( t Z 一t : ) C s( 4 . 2 . 4 一 2 )式中: Q s 冷却水余热量( k J / h) ; 6 G : 冷却水流量( k g / h ) ; t l 、 t Z 冷却水进出口温
23、度( ) ; C , 冷却水平均比热 k J / ( k g oC) 。4 . 2 . 5 可燃废气余热量宜按下式计算: Q :, = ( 1 2 6 3 6 L c 。 + I O 7 8 6 L 氏 + 3 5 9 o 6 L c H ; ) V r。 + Q , ( 4 . 2 . 5 )式中:Qrq 可燃气体 余热量( kJ/ h);1 2 6 3 6 、 1 0 7 8 6 、 3 5 9 0 6 一氧化碳、 氢气、 甲烷分别对应的低位发 热量( k J / N m , ) ; Lc (, 、 L 。 2 、 L(: H ; 可 燃 气 体 所含 一 氧 化 碳、 氢气 、 甲 烷的
24、 容 积百分数; Vrq 单位时间的可燃气体量( N m 3 / h)。4 . 2 . 6 化学反应及残碳余热量计算应符合下列规定: 1 化学反应余热量计算宜根据化学成分确定化学反应物和生成物的数量 , 再计算化学反应热 ;2 残碳余热量宜按下式计算: Q , =3 2 7 9 2 XG : . C t( 4 . 2 . 6 )式中: Q : 残碳余热量( k J/h); 3 2 7 9 2 碳的低位发热量 ( k J / k g ) ; G : 炉渣( 烟尘) 产量( k g / h); C 。残碳含量( k g / k g ) 。4 . 2 . 7 冷凝回水余热量宜按下式计算: Q 。 =
25、 G 。 t 。 C n式中: Q n 冷凝回水余热量( k J / h); G n 冷凝回水量( k g / h);( 4 . 2 . 7 )t 。 冷凝 回水温度( ) ;c 。 冷凝水的 定压比 热容 k J/( k g ) 4 . 3 余热资源回收4 . 3 . 1 余热利用设计应根据生产工艺要求、 余热资源特点、 全厂 7的热( 冷、 电) 负荷需求, 在热平衡基础上, 选择余热回收方法和设施 。4 . 3 . 2 烟气余热回收应符合下列规定: 1 铜、 镍、 铅、 锌、 锡等重有色金属冶炼及制酸系统转化工序产生的大于400 的烟气余热, 宜采用水作为换热介质、 选择余热锅炉回收、
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