JIS R 0301:1991 陶磁器，耐火物などの焼成用トンネル窯の熱勘定方式

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                             R 0301-1991

陶磁器,耐火物などの焼成用トンネル窯の熱勘定方式

Heat balancing of pottery and refractory firing tunnel kiln

1. 適用範囲 この規格は,陶磁器,耐火物などの焼成用トンネル窯のうち,液体燃料又は気体燃料だき
のものの熱勘定方式について規定する。
    備考1. 上記の適用範囲のほか,炭素製品,研削といし,その他の窯業製品についてもこの規格を適
            用することができる。
         2. この規格の引用規格を,次に示す。
    JIS K 2249 原油及び石油製品の密度試験方法並びに密度・質量・容量換算表
    JIS K 2251 原油及び石油製品−試料採取方法
    JIS K 2270 原油及び石油製品−残留炭素分試験方法
    JIS K 2272 原油及び石油製品の灰分並びに硫酸灰分試験方法
    JIS K 2275 原油及び石油製品水分試験方法
    JIS K 2279 原油及び燃料油発熱量試験方法
    JIS K 2301 燃料ガス及び天然ガスの分析・試験方法
    JIS K 2541 原油及び石油製品硫黄分試験方法
         3. この規格の中で{}を付けて示してある単位及び数値は,従来単位によるものであって,
            参考として併記したものである。
2. 基準
2.1   熱勘定は,窯の正常運転時の運転結果による。
2.2   熱勘定は,窯出し焼成品1t当たりについて行う。
2.3   熱勘定は,常温(外気温度)を基準とし,燃料の発熱量は,使用時における低発熱量を用いる。
3. 記録・測定
3.1   窯に関する記録 窯に関する記録は,次のとおりとする。
(1) 種類及び形式
(2) 大きさ(1)(長さ,幅及び高さ)
(3) 有効断面積
(4) 各部(予熱帯,焼成帯,冷却帯,出入口のとびら,窯外ダクト及びファン)の表面積
(5) 窯内における台車数及びそれらの全床面積
(6) バーナーの形式,容量及び本数

――――― [JIS R 0301 pdf 1] ―――――

2
R 0301-1991
(7) 通風方式
(8) 排熱利用設備の種類,形式及び容量
(9) 履歴
    注(1) 窯の長さは,附属部分を除き窯全体の長さであり,幅は,窯内部の幅とし,高さは,台車のれ
          んがの上部から窯の内頂部までとする。
3.2   測定事項 測定事項は,次のとおりとする。
(1) 測定年月日,測定時刻及び測定者名
(2) 天候,気圧,外気の温度及び湿度並びに室内の温度
(3) 燃焼装置及び通風装置とそれらの状況
(4) 焼成品名
(5) 窯の負荷率(2)
(6) 焼成時間及び冷却時間
(7) 焼成帯内雰囲気
(8) 燃料の種類,性状,組成,発熱量,温度及び使用量
(9) 燃焼用の一次空気及び二次空気の容量,温度及び圧力
(10) 冷却用の空気の容量,温度,圧力及び冷却水の容量と温度
(11) 未焼成品(3),さや及び道具の種類,質量,水分,含まれる可燃成分の量及び窯の入口における温度
(12) 焼成品(4)の質量,焼成の最高温度及び窯の出口における温度
(13) 測定時間中における操業台車の数,1台の台車(耐火物部及び鉄部)の質量及び窯の入口,出口にお
    ける温度
(14) 燃焼排ガスの容量,温度,圧力及び組成
(15) 排熱利用設備などの循環燃焼ガスの容量及び温度
(16) 窯の各部(予熱帯,焼成帯,冷却帯,出入口のとびら,窯外ダクト及びファン)の表面温度
    注(2) 窯の負荷率とは,設計時又は実績の基準能力に対する実際の操車台数に積載質量を乗じたもの
          の割合をいう。
      (3) 未焼成品とは,窯詰された未焼成の陶磁器,耐火物などをいう。
      (4) 焼成品とは,焼成した陶磁器,耐火物などをいう。
4. 測定方法
4.1   燃料の組成,発熱量及び使用量 燃料の組成,発熱量及び使用量の測定は,次のとおりとする。
(1) 燃料の組成は,次の日本工業規格(日本産業規格)によって試験する。
  (a)   IS K 2251
  (b)   IS K 2270
  (c)   IS K 2272
  (d)   IS K 2275
  (e)   IS K 2301
  (f)   IS K 2541
(2) 燃料の発熱量は,JIS K 2279によって測定する。ただし,気体燃料の発熱量は,ガス分析の結果から
    計算によって求めることができる。
(3) 燃料のうち,液体燃料の使用量は容積式流量計で測定し,液体燃料の比重(5)をもって質量に換算する。

――――― [JIS R 0301 pdf 2] ―――――

                                                                                              3
                                                                                    R 0301-1991
(4) 燃料のうち,気体燃料の使用量は本管において,オリフィス,面積式流量計又はピトー管で測定する。
    注(5) 液体燃料の比重は,JIS K 2249によって測定する。
4.2   燃焼用空気の容量及び温度 燃焼用空気の容量及び温度の測定は,次のとおりとする。
(1) 燃焼用空気の総容量は,燃料及び燃焼ガスの組成から算出し,燃焼用空気のうち予熱空気の容量は,
    オリフィス,面積式流量計又はピトー管,熱線式風速計,風車式風速計で測定する。
(2) 予熱空気の温度は,予熱装置の入口及び出口で測定する。
4.3   冷却用空気及び冷却水の容量,温度及び圧力 冷却用空気及び冷却水の容量,温度及び圧力の測定
は,次のとおりとする。
(1) 冷却用空気の容量は,オリフィス,面積式流量計又はピトー管,熱線式風速計,風車式風速計で測定
    し,冷却水の容量は容積式流量計で測定する。
(2) 冷却用空気の温度は,窯への吹込口及びその取出口で測定し,冷却水の温度は取入口及び取出口で測
    定する。
(3) 冷却用空気の圧力は,水柱圧力計を用い,送風機の排出口並びに窯への吹込口及びその取出口で測定
    する。
4.4   未焼成品,焼成品,さや及び道具の質量並びに未焼成品の水分,可燃成分及び温度 未焼成品,焼
成品,さや及び道具の質量並びに未焼成品の水分,可燃成分及び温度の測定は,次のとおりとする。
(1) 未焼成品,焼成品,さや及び道具の質量は,その全量について測定する。ただし,その全量について
    測定できない場合は,ランダムに抜き取った試料につき,その質量を測定し,その結果から算出する
    ことができる。
(2) 未焼成品の水分と可燃成分は,ランダムに抜き取った試料につき,その付着水分,結晶水分及び可燃
    成分を測定する。
(3) 未焼成品の温度は,窯の入口で,焼成品の温度は,窯出し直後で測定する。
(4) 未焼成品の焼成温度を測定する場合の温度計は,熱電温度計,放射温度計又は光高温計を用いる。
4.5   台車の温度 台車の温度は,その耐火物部及び鉄部について窯の入口及び出口の窯出し直後で測定
する。
4.6   燃焼排ガスの容量,温度,圧力及び組成 燃焼排ガスの容量,温度,圧力及び組成の測定は,次の
とおりとする。
(1) 燃焼排ガスの容量は,燃料の容量,組成及び燃焼排ガスの分析値,又はピトー管などの測定値から算
    出する。
(2) 燃焼排ガスの温度は,窯に近い主煙道で測定する。
(3) 燃焼排ガスの圧力は,水柱圧力計を用い,窯の焼成帯,予熱帯及び窯に近い主煙道で測定する。
(4) 燃焼排ガスの組成を分析するための試料の採取位置は,窯に近い主煙道とし,その採取方法はJIS K
    2301による。
(5) 燃焼排ガスの組成の分析は,オルザット分析器,ヘンペル分析器,又は赤外線式,磁気式などの機器
    分析計を用いる。
4.7   排熱利用設備などの循環燃焼ガスの容量及び温度 循環燃焼ガスの容量及び温度の測定は,次のと
おりとする。
(1) 循環燃焼ガスの容量は,オリフィス,面積式流量計又はピトー管,熱線式風速計,風車式風速計で測
    定する。
(2) 循環燃焼ガスの温度は,その取出口及び吹込口の付近で測定する。

――――― [JIS R 0301 pdf 3] ―――――

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R 0301-1991
4.8   窯の表面温度 窯の表面温度は,表面温度計を用い,窯の予熱帯,焼成帯,冷却帯の鉛直面及び水
平面並びに出入口のとびらについて,それぞれ3か所以上を測定する。
5. 熱勘定の項目及び計算方法 熱勘定は,表1の左欄の項目について,それぞれ同表の右欄の計算方法
で行う。
                                              表1
                 項目                                          計算方法
 1. 入熱           (1) 燃料の燃焼熱          Qa=mf×Hl
                                           ここに,mf : 焼成品1t当たりの燃料の使用量(kg又はm3N)
      Q1 (kJ [{kcal}])    Qa (kJ [{kcal}])
                                                  Hl : 燃料の低発熱量(kJ/kg [{kcal/kg}] 又はkJ/m3N
                                                       [{kcal/m3N}])
                                         備考 例えば,ある組成の気体燃料の場合は,次の式から燃料の
                                              低発熱量Hl (kJ/m3N [{kcal/m3N}]) を算出することができる。
                                                ただし,括弧内は気体燃料の組成の容量百分率 (%) を示
                                              す。
                                                Hl=30.5 (CO) +25.7 (H2) +85.5 (CH4) +153.7 (C2H6)
                                                +222.8(C3H8) +292 (C4H10)
                   (2) 燃料の顕熱           Qb=mf×Cf× (tf−t)
                        Qb (kJ [{kcal}])     ここに,mf : 焼成品1t当たりの燃料の使用量(kg又はm3N)
                                                  Cf : 燃料の比熱(kJ/kg℃ [{kcal/kg℃}] 又はkJ/m3N℃
                                                       [{kcal/m3N℃}])
                                                  tf : 燃料の温度 (℃)
                                                  t : 常温 (℃)
                                         備考 液体燃料の比熱は,1.88kJ/kg℃ [{0.45kcal/kg℃}] とし,気体
                                              燃料の比熱は,その組成から計算する。
                                      (a) 未焼成品の持ち込む熱Qc1 (kJ [{kcal}])
                   (3) 未焼成品,さや及
                      び道具の持ち込        Qc1=mm×Cm× (tm−t)
                      む熱                                                        (kg)
                                           ここに,mm : 焼成品1t当たりの未焼成品の質量
                        Qc (kJ [{kcal}])                                 (kJ/kg℃
                                                  Cm : 未焼成品の平均比熱      [{kcal/kg℃}])
                                                  tm : 窯の入口における未焼成品の温度 (℃)
                                                  t : 常温 (℃)   V
                                      (b) さや及び道具の持ち込む熱Qc2 (kJ [{kcal}])
                                             Qc2=mst×Cst× (tst−t)
                                           ここに,mst : 焼成品1t当たりのさや及び道具の質量 (kg)
                                                  Cst : さや及び道具の比熱 (kJ/kg℃ [{kcal/kg℃}])
                                                  tst : 窯の入口におけるさや及び道具の温度 (℃)
                                                  t : 常温 (℃)
                                      (c) 未焼成品,さや及び道具の持ち込む熱Qc (kJ [{kcal}])
                                             Qc=Qc1+Qc2
                                           ここに,Qc1 : 未焼成品の持ち込む熱 (kJ [{kcal}])
                                                  Qc2 : さや及び道具の持ち込む熱 (kJ [{kcal}])

――――― [JIS R 0301 pdf 4] ―――――

                                                                                              5
                                                                                    R 0301-1991
                 項目                                          計算方法
 1. 入熱           (4) 台車の持ち込む (a) 台車(耐火物部)の持ち込む熱Qd1 (kJ [{kcal}])
 Q1 (kJ [{kcal}])       熱                    Qd1=mcb×Ccb× (tcb−t)
                        Qd (kJ [{kcal}])     ここに,mcb : 焼成品1t当たりの台車(耐火物部)の質量 (kg)
                                                  Ccb : 台車(耐火物部)の比熱 (kJ/kg℃ [{kcal/kg℃}])
                                                  tcb : 窯の入口における台車(耐火物部)の温度 (℃)
                                                  t : 常温 (℃)
                                      (b) 台車(鉄部)の持ち込む熱Qd2 (kJ [{kcal}])
                                            Qd2=mcs×Ccs× (tcs−t)
                                           ここに,mcs : 焼成品1t当たりの台車(鉄部)の質量 (kg)
                                                  Ccs : 台車(鉄部)の比熱 (kJ/kg℃ [{kcal/kg℃}])
                                                  tcs : 窯の入口における台車(鉄部)温度 (℃)
                                                  t : 常温 (℃)
                                         備考 鉄の比熱は,0.50kJ/kg℃ [{0.12kcal/kg℃}] とする。
                                      (c) 台車の持ち込む熱Qd (kJ [{kcal}])
                                            Qd=Qd1+Qd2
                                           ここに,Qd1 : 台車(耐火物部)の持ち込む熱 (kJ [{kcal}])
                                                  Qd2 : 台車(鉄部)の持ち込む熱 (kJ [{kcal}])
                   (5) 未焼成品に含ま       Qe=me×Hlb
                      れる可燃成分の       ここに,me : 焼成品1t当たりの未焼成品に含まれる可燃成分の
                      持ち込む燃焼熱                   質量 (kg)
                                                  Hlb : 可燃成分の有効発熱量 (kJ/kg [{kcal/kg}])
                        Qe (kJ [{kcal}])
                   (6) 全入熱               Q1=Qa+Qb+Qc+Qd+Qe
                        Q1 (kJ [{kcal}])     ここに,Qa : 燃料の燃焼熱 (kJ [{kcal}])
                                                  Qb : 燃料の顕熱 (kJ [{kcal}])
                                                  Qc : 未焼成品,さや及び道具の持ち込む熱 (kJ [{kcal}])
                                                  Qd : 台車の持ち込む熱 (kJ [{kcal}])
                                                  Qe : 未焼成品に含まれる可燃成分の燃焼熱 (kJ [{kcal}])
 2. 出熱                              (a) 焼成品の持ち去る熱Qf1 (kJ [{kcal}])
                   (1) 焼成品,さや及び
      Q2 (kJ [{kcal}])  道具の持ち去る        Qf1=1 000×C'm× (t'm−t)
                      熱                   ここに,C' : 焼成品の平均比熱 (kJ/kg℃ [{kcal/kg℃}])
                        Qf (kJ [{kcal}])            t'm : 窯の出口における焼成品の温度 (℃)
                                                  t : 常温 (℃)
                                      (b) さや及び道具の持ち去る熱Qf2 (kJ [{kcal}])
                                            Qf2=mst×C'st× (t'st−t)
                                           ここに,mst : 焼成品1t当たりのさや及び道具の質量 (kg)
                                                  C'st : さや及び道具の比熱 (kJ/kg℃ [{kcal/kg℃}])
                                                  t'st : 窯の出口におけるさや及び道具の温度 (℃)
                                                  t : 常温 (℃)
                                      (c) 焼成品,さや及び道具の持ち去る熱Qf (kJ [{kcal}])
                                            Qf=Qf1+Qf2
                                           ここに,Qf1 : 焼成品の持ち去る熱 (kJ [{kcal}])
                                                  Qf2 : さや及び道具の持ち去る熱 (kJ [{kcal}])

――――― [JIS R 0301 pdf 5] ―――――

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