ICS 77. 010 YB H 04 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/T4560~—2016 钢铁行业空分能耗分摊计算方法 Energy consumption sharing calculation for air separation system of iron and steel industry 2017-01-01实施 2016-07-11发布 中华人民共和国工业和信息化部 发布 YB/T4560—2016 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 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：首钢京唐钢铁联合有限责任公司、宝钢集团新疆八一钢铁有限公司、北京科技大 学、冶金工业信息标准研究院、中冶赛迪工程技术股份有限公司。 本标准主要起草人：李杨、凌晨、王立、陈恩军、吴冰、王姜维、仇金辉、房久荣、谢云飞、牛子洋、王伟业、 赵刘强、高剑波、杨光宇、张静、童莉葛、张义、胡芝春、许秀飞。 - YB/T4560—2016 钢铁行业空分能耗分摊计算方法 1范围 本标准规定了钢铁行业空分产品的能耗分摊计算方法的术语和定义、空分工艺及能耗分摊计算方 法。 本标准适用于钢铁行业采用低温精馏法制取气体产品的空分装置，其他行业可以参考使用。 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/T3863工业氧 GB/T3864工业氮 GB/T4842氩 GB/T8979纯氮、高纯氮和超纯氮 GB/T14909 能量系统分析技术导则 JB/T8693大中型空气分离设备 3术语和定义 GB/T14909界定的术语和定义适用于本文件。 4空分工艺 4.1工艺 空气经过滤、压缩、预冷、净化后，被反流的低温产品气及排放气冷却到液化温度，在精馏塔内进行精 馏分离。根据空气中各组分沸点的不同，在空分塔不同的部位分别提取氧气、氮气和氩气。 4.2空分装置产品的品质要求 空分装置产品的品质应符合表1规定。 表1空分装置产品的品质表 建议值 - 氧气纯度（体积分数)/% ≥99.8 - 氮气纯度（体积分数)/% ≥99. 999 A 氩气纯度（体积分数)/% ≥99.999 当钢铁企业冶炼钢种品质要求高时，相应的对氧气、氮气、氩气品质要求可高于表1规定的要求。 4.3空分装置产品压力等级 空分装置产品压力应符合表2规定。 表2空分装置产品压力等级表 单位为兆帕 项 建议值 氧气压力(内压缩) ≥3.00 1 YB/T4560—2016 表2空分装置产品压力等级表（续） 单位为兆帕 项目 建议值 氧气压力(外压缩) ≥0. 05 氨气压力(上塔取) ≥0. 05 氮气压力(下塔取） ≥0.50 氩气压力(内压缩) ≥3. 00 5能耗分摊计算方法 5.1空分装置能耗分摊计算原理 空分装置产品的值是该产品从所处的状态达到与环境相平衡状态的可逆过程中对外界做的功，是 产品所具有的有效能。空分装置产品的总值是空分装置各产品值的总和。空分装置各产品能耗的 分摊系数是各其值与空分装置产品总值的比值。空分装置各产品的实际能耗是空分装置各产品能 耗分摊系数与空分装置实际总能耗的乘积。 5.2空分装置能耗分摊计算方法 5.2.1空分装置产品的总值按式(1)计算。 Er, = (1) 式中： Er 空分装置产品的总值，单位为千焦（kJ)或千瓦时(kW·h）； Eri 空分装置各产品的单位值，单位为千焦每立方米（k/m3）或千瓦时每立方米（kW：h/ m），各产品包括不同压力等级的氧气、氮气、氩气以及液氧、液氮、液氟等，i代表空分装置 不同的产品，各产品的值可以根据热力学性质模型计算等方法获取，常见产品值见附录 A; Q -空分装置各产品的产量，单位为立方米（m"）。 5.2.2空分装置产品的能耗分摊系数按式（2)计算。 Er;·Q (2) Ert 式中： 空分装置各产品的能耗分摊系数； E一空分装置产品的总值，单位为千焦(kJ)或千瓦时(kW·h)； Er;一空分装置各产品的单位值，单位为千焦每立方米(kJ/m)或千瓦时每立方米(kW·h/m²）； Q一一空分装置各产品的产量，单位为立方米（m）。 5.3产品能耗计算 空分装置各产品的实际能耗按式（3)计算。 N,=N. (3) 式中： N；一空分装置各产品的实际能耗，单位为千焦（kJ)或千瓦时(kW·h）； N.——一空分装置的实际总能耗，单位为千焦(kJ)或千瓦时(kW·h)，实际总能耗为空分装置各部件 实际能耗的总和，空分装置各部件包括空压机、水泵、再生加热、液氧泵、液氮泵、液氟泵等，其 中的非电力能耗折算为能耗； n———空分装置各产品的能耗分摊系数。 5.4产品能耗计算实例 空分装置能耗分摊的计算实例参见附录B。 2 YB/T45602016 附录A （资料性附录） 常见空分产品的烟值 表A.1 常见空分产品的值 产品 温度/℃ 压力/MPa 烟/kW·h·ms 液氧 178 0. 05 0. 2891 液氮 193 0. 05 0. 2664 液氩 182 0. 05 0.3710 氧气 20 3 0.1506 氧气 20 0. 05 I16S0°0 氮气 20 0. 05 0.01965 氮气 20 0. 5 0.06214 氩气 20 3 0. 2477 N2.0. 92% Ar. 3 YB/T4560—2016 附录B （资料性附录） 空气分离装置能耗分摊的计算实例 B.1已知某52000m/h制氧机(内压缩)全部产品的主要参数，见表B.1。 表B.1主要参数 产品 产量/m²·h-1 纯度/% 压力/MPa 温度/℃ 氧气 43000 ≥99. 6 4. 60 37. 5 高压氮气 0006 ≥99. 999 8. 15 37. 5 中压氮气 60600 ≥99. 999 0. 5 20 低压氮气 7000 ≥99. 999 0. 01 20 液氩 1020 ≥99. 999 0. 15 -182 B.2根据各个产品的纯度、温度及压力，可以根据热力学性质模型或者查表得到各产品的值： Eα气=0.1627kW·h/m，Ex离压氧=0.1414kW·h/m，Ea中压氧=0.06221kW·h/m，Er低压氧= 0.01050kW·h/m²,Ez减氢=0.3580kW·h/m²。 B.3单位时间空气分离装置产品的总值按式(B.1)计算： E，=E工氧气Q氧气十E工高压氧Q高压氧十E工中压氧Q中压氧十E低压氧Q低压氟十E工液氢Q液氢 =12476.91kW·h (B. 1) B.4空气分离装置产品氧的能耗分摊系数按式(B.2)计算： Ex午Q气=0.1627X43000 =0.561 (B. 2) 气 Er, 12476.91 同理可得： 商压氧=0.102，中压氧—0.302，低压氧=0.006，减氢=0.029。 B.5根据实际生产可知空气分离装置的单位时间总能耗为Nt，则氧产品分摊的空分装置能耗按式 (B.3)计算： N气=气N,=0.561N, (B. 3) 同理：N离压鼠=0.102N.，N中压氮=0.302NtN低压鼠=0.006Nt，N液氢=0.029Nt。