2023生物質(zhì)混合物料氣化燃燒清潔供暖技術(shù)規(guī)范

GB/Txxxx-xxxx生物質(zhì)混合物料氣化燃燒清潔供暖技術(shù)規(guī)范1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生物質(zhì)氣化燃燒清潔供暖的工程選址、工藝設(shè)備及系統(tǒng)、檢驗規(guī)則等技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于以農(nóng)、林生物質(zhì)資源為原料，氣化燃燒清潔供暖系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。NY/T1878-2010生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)條件DB21/T2786-2017生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)條件DB13/T1175-2010生物質(zhì)成型燃料SZJG51-2015生物質(zhì)成型燃料及燃燒設(shè)備技術(shù)規(guī)范NY/T2907-2016生物質(zhì)常壓固定床氣化爐技術(shù)條件DB41/T1449-2017河南省生物質(zhì)氣化設(shè)備技術(shù)條件GB50187工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范GB50014室外排水設(shè)計規(guī)范GB50016室內(nèi)設(shè)計防火規(guī)范GB50201防洪標(biāo)準(zhǔn)TSG91-2021鍋爐節(jié)能環(huán)保技術(shù)規(guī)程DB21/T3423-2021燃氣工業(yè)鍋爐運行技術(shù)規(guī)程DB41/T1826-2019燃氣工業(yè)鍋爐能效測試GB/T38942-2020壓力管道規(guī)范公用管道GB50041鍋爐房設(shè)計規(guī)范DB23/T2698-2020寒冷地區(qū)村鎮(zhèn)秸稈直燃供暖技術(shù)規(guī)程DB21/T3482-2021村鎮(zhèn)打捆秸稈直燃集中供暖技術(shù)規(guī)程CJJ/T34-2022城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB/T1576-2018工業(yè)鍋爐水質(zhì)GB13271鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB14/1929-2019鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB37/2374-2018鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB61/1226-2018鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB12/765-2018生物質(zhì)成型燃料鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB5468鍋爐煙塵測試方法GB/T16157固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法HJ836固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定重量法HJ/T56固定污染源排氣中二氧化硫的測定碘量法HJ/T57固定污染源排氣中二氧化硫的測定定電位電解法HJ629固定污染源廢氣二氧化硫的測定非分散紅外吸收法HJ/T42固定污染源排氣中氮氧化物的測定紫外分光光度法HJ/T43固定污染源排氣中氮氧化物的測定鹽酸萘乙二胺分光光度法HJ692固定污染源廢氣氮氧化物的測定非分散紅外吸收法HJ693固定污染源廢氣氮氧化物的測定定電位電解法HJ543固定污染源廢氣汞的測定冷原子吸收分光光度法HJ917固定污染源廢氣氣態(tài)汞的測定活性炭吸附/熱裂解原子吸收分光光度法HJ/T398固定污染源排放煙氣黑度的測定林格曼煙氣黑度圖法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1生物質(zhì)混合物料（biomassmixturefuel）以多種農(nóng)業(yè)廢棄物或林業(yè)廢棄物為原料的燃料。3.2生物質(zhì)成型燃料（biomasspelletfuel）以農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物等為原料，經(jīng)過機械加工成型，具有規(guī)則形狀的燃料產(chǎn)品。3.3破碎率（brokenratio）生物質(zhì)燃料中小于規(guī)定粒度部分的質(zhì)量占測定質(zhì)量的百分比。3.4生物質(zhì)氣化（biomassgasification）生物質(zhì)氣化是指生物質(zhì)原料在高溫下與氣化劑（空氣、氧氣、水蒸氣或其中混合氣體）反應(yīng)，產(chǎn)生的以CO、H2和CH4為主要成分的可燃氣體的過程。3.5生物質(zhì)氣化設(shè)備（biomassgasificationequipment）將固體生物質(zhì)燃料通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化生成可燃氣體的裝置，由上料裝置、氣化爐及配套輔機組成的單元氣化機組。3.6額定產(chǎn)氣量（ratedgasproduction）指氣化爐在額定工況下單位時間內(nèi)產(chǎn)生燃氣的體積。3.7氣化效率（gasificationefficiency）生物質(zhì)原料氣化時轉(zhuǎn)入燃氣中的有效熱占氣化原料化學(xué)熱的百分比。3.8生物質(zhì)氣化燃燒（bio-gascombustion）指生物質(zhì)燃料經(jīng)氣化爐氣化后產(chǎn)生燃氣，燃氣在鍋爐中燃燒的過程。3.9生物質(zhì)燃氣鍋爐（biomassgasboiler）以生物質(zhì)燃氣為燃料的鍋爐。3.10過量空氣系數(shù)（excessaircoefficient）燃燒1kg燃料實際供給的空氣體積與理論所需的空氣體積之比。3.11鍋爐熱效率（boilerthermalefficiency）鍋爐有效利用熱量與輸入熱量的百分比。3.12煙囪高度（stackheight）從煙囪（或鍋爐房）所在的地平面至煙囪出口的高度。3.13氧含量（O2content）燃料燃燒時，煙氣中含有的多余的自由氧，通常以干基容積百分?jǐn)?shù)來表示。3.14集中供熱（centralizedheating）熱源和散熱設(shè)備分別設(shè)置，用熱媒管道連接，由熱源向多個熱力入口或熱用戶供給熱量的供熱方式。4廠址選擇4.1廠址選擇應(yīng)符合國家和本地區(qū)的工業(yè)布局、城鄉(xiāng)總體規(guī)劃及土地利用總體規(guī)劃的要求。4.2廠址應(yīng)選擇在秸稈資源供應(yīng)充足的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)原料、能源、輔助材料的供應(yīng)半徑、供熱負(fù)荷集中度、建設(shè)基本條件、目標(biāo)市場、社會與經(jīng)濟條件、環(huán)境保護等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。4.3廠址應(yīng)選在交通、供電、供水、通訊等外部條件適宜的區(qū)域。4.4應(yīng)處于居民區(qū)的全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向，并應(yīng)滿足有關(guān)防護距離的要求。4.5廠址應(yīng)具有工程建設(shè)需要的工程和水文地質(zhì)條件。4.6廠址不應(yīng)位于受洪澇威脅的地帶，當(dāng)廠址不可避免地位于受洪澇威脅的地帶時，必須采取防洪、排澇的防護措施。防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201的有關(guān)規(guī)定。4.7分期建設(shè)的項目廠址應(yīng)滿足近期建設(shè)及遠期規(guī)劃的需要，留有發(fā)展余地。5工藝系統(tǒng)5.1工藝系統(tǒng)流程5.1.1生物質(zhì)氣化燃燒清潔供暖的工藝系統(tǒng)流程包括：生物質(zhì)原料處理及輸送系統(tǒng)、生物質(zhì)氣化系統(tǒng)、燃氣燃燒系統(tǒng)、污染物后處理系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)。5.1.2原料處理及輸送系統(tǒng)將生物質(zhì)原料破碎/成型后輸送至生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，生物質(zhì)原料在氣化爐中氣化產(chǎn)生可燃氣，可燃氣經(jīng)管道輸送至燃氣燃燒系統(tǒng)燃燒，產(chǎn)生的熱量與冷水換熱，熱水通過管網(wǎng)輸送供居民取暖。5.2生物質(zhì)原料5.2.1產(chǎn)品分類5.2.1.1按形狀分類生物質(zhì)混合物料按形狀分為：散料和成型燃料。其中，生物質(zhì)成型燃料又可分為顆粒狀、塊狀和棒狀。5.2.1.2按原料來源分類生物質(zhì)混合物料按原料來源可分為：農(nóng)業(yè)廢棄物（指農(nóng)作物秸稈、花生殼、稻殼等）和林業(yè)廢棄物（指采伐剩余物、木屑、板皮、加工邊角余料等）。5.2.1.3符號生物質(zhì)——S顆粒狀——L塊狀——K棒狀——B麥稈——MG玉米秸稈——YM玉米芯——YMX大豆秸稈——DD棉花秸稈——MH花生殼——HS稻殼——DK稻草――DC木屑——MX添加劑——T5.2.1.4生物質(zhì)燃料命名方法例：SK16SK16——X60×Y30—T表示含有添加劑表示含有添加劑原料Y的比例為原料Y的比例為30%原料X的比例為原料X的比例為60%表示直徑為16mm的塊狀生物質(zhì)燃料表示直徑為16mm的塊狀生物質(zhì)燃料示例1：SL16——MG60×YM30表示：生物質(zhì)顆粒狀成型燃料，直徑為16mm，原料成分包括60％麥稈和30％玉米秸稈。示例2：SK32——MH90-T表示：生物質(zhì)塊狀成型燃料，截面尺寸為32mm×32mm，原料成分包括90％棉花秸稈和添加劑。5.2.2要求5.2.2.1燃料尺寸生物質(zhì)成型燃料的外形尺寸應(yīng)符合生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)條件（NY/T1878-2010），見表1。表1對生物質(zhì)固體成型基本性能要求項目顆粒狀燃料棒（塊）狀燃料直徑或橫截面最大尺寸（D），mm≤25＞25長度，mm≤4D≤4D成型燃料密度，kg/m3≥1000≥800破碎率≤5生物質(zhì)散料的外形尺寸、視密度應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2對生物質(zhì)散料尺寸指標(biāo)項目符號單位指標(biāo)長度Lcm10～15視密度ρg/cm3≥1.005.2.2.2生物質(zhì)混合物料成分及元素分析（a）添加劑為增加生物質(zhì)成型燃料的性能，在生產(chǎn)時加入添加劑。各種添加劑要求無毒無害無異味，不產(chǎn)生二次污染。（b）生物質(zhì)混合物料的工業(yè)、元素分析指標(biāo)應(yīng)滿足表3規(guī)定的要求。表3生物質(zhì)混合物料基本性質(zhì)分析指標(biāo)項目符號單位指標(biāo)水分Mt%≤15灰分Ad%≤10揮發(fā)份Vd%≥63全硫St,d%≤0.20氯Clt,d%≤0.80氮Nt,d%≤0.30發(fā)熱量QnetMJ/kg≥145.3氣化機組5.3.1性能指標(biāo)表4氣化性能指標(biāo)氣化效率%燃氣熱值kJ/Nm3焦油含量mg/Nm3氧含量%一氧化碳含量%≥70≥4600≤200＜1＜205.3.2進料裝置氣化設(shè)備應(yīng)有密閉的進料裝置，進料裝置應(yīng)適用于氣化工藝要求的不同原料。整機裝配后，進料裝置應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活、平穩(wěn)，不應(yīng)有卡澀、碰撞現(xiàn)象。5.3.3氣化爐氣化爐使用的鋼板材質(zhì)，應(yīng)按GB713-2014的規(guī)定選用。爐膛的砌筑及材料，應(yīng)按GB50211-2014的規(guī)定選用。氣化爐爐體的夾套承壓能力應(yīng)不小于0.2MPa。5.3.4爐排爐排的裝配應(yīng)滿足圖樣要求，結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足氣化劑的均勻分布和灰渣、殘?zhí)康捻槙撑泡斠?，材質(zhì)應(yīng)有足夠的抗燒損、抗熱變形能力。裝配好的爐排應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，不應(yīng)有卡、別、碰撞等現(xiàn)象。5.3.5燃氣輸送裝置5.3.5.1生物質(zhì)燃氣通過管道向燃燒設(shè)備輸送，管道上需安裝開關(guān)閥、止回閥和阻火器以保證安全。5.3.5.2燃氣排送機應(yīng)密封良好，無煙氣泄漏，其最大輸氣量應(yīng)大于最大產(chǎn)氣量，輸氣壓力應(yīng)大于制氣系統(tǒng)的最大阻力、管路沿程阻力總和。5.4燃燒機組5.4.1額定蒸發(fā)量該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的生物質(zhì)燃氣鍋爐，額定蒸發(fā)量大于或等于1t/h。5.4.2燃燒器適用于生物質(zhì)燃氣燃燒的燃燒器，燃燒過程不應(yīng)有回火或脫火現(xiàn)象。5.4.3過量空氣系數(shù)額定蒸發(fā)量下，鍋爐排煙處過量空氣系數(shù)應(yīng)不大于1.4，滿足排煙氧含量小于6%。5.4.4鍋爐熱效率額定蒸發(fā)量下，鍋爐熱效率應(yīng)大于80%。5.4.5排煙溫度鍋爐排煙溫度設(shè)計應(yīng)當(dāng)綜合考慮鍋爐的安全性和經(jīng)濟性，并且在額定蒸發(fā)量下，鍋爐排煙溫度不高于170℃。5.4.6鍋爐供回水溫度額定蒸發(fā)量下，供水溫度設(shè)定為60~75℃，回水溫度設(shè)定為30~40℃。5.4.7燃氣管道燃氣管道的設(shè)計應(yīng)符合GB/T38942-2020的規(guī)定。5.4.8噪音鍋爐運行噪音應(yīng)符合GB50041-2008的要求。5.5供暖5.5.1供暖面積應(yīng)根據(jù)供暖面積選配適宜設(shè)備功率，參見表5。表5鍋爐熱功率與供暖面積對應(yīng)表序號參考供暖面積S（m2）鍋爐熱功率（MW）15000＜S≤80000.728000＜S≤160001.4316000＜S≤320002.8432000＜S≤480004.2548000＜S≤800007680000＜S≤12000010.57120000＜S≤160000148160000＜S≤320000285.5.2供熱管網(wǎng)5.5.2.1供熱管網(wǎng)應(yīng)符合CJJ/T34-2022的要求。5.5.2.2系統(tǒng)水質(zhì)應(yīng)符合GB/T1576-2018的要求。5.5.3工藝參數(shù)5.5.3.1供暖熱負(fù)荷 Q=Fq 式中：Q—總熱量，W；F—供熱面積，m2；q—單位供暖面積熱負(fù)荷，W/m2。5.5.3.2流量 G=0.86Q/?t 式中：G—總流量，kg/h或m3/h；?t—5.5.3.3供暖干管管徑 d=18.8(G/u)1/2 式中：d—管道內(nèi)徑，mm；u—流速，m/s5.6污染物排放5.6.1污染物排放控制指標(biāo)（a）顆粒物；（b）SO2；（c）NOX；（d）CO；（e）汞及其化合物；（f）煙氣黑度。對于生物質(zhì)燃燒爐煙氣，應(yīng)同時對排氣中含氧量進行監(jiān)測，實測的鍋爐顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、汞及其化合物的排放濃度應(yīng)按下式換算為基準(zhǔn)氧含量為9%狀態(tài)下的排放濃度，并以此作為排放是否達標(biāo)的依據(jù)。 ρ基=ρ實式中：ρ基--大氣污染物基準(zhǔn)氧含量排放濃度，mg/m3；ρ實--實際的大氣污染物排放濃度，mg/m3；O基--基準(zhǔn)氧含量，%；O實--實測的氧含量，%。注：式中燃燒設(shè)備的基準(zhǔn)氧含量，按表6的規(guī)定執(zhí)行。表6基準(zhǔn)氧含量鍋爐類型基準(zhǔn)氧含量（O2）/%生物質(zhì)成型燃料爐95.6.2污染物排放限值本標(biāo)準(zhǔn)將生物質(zhì)鍋爐污染物排放劃分為核心控制區(qū)、重點控制區(qū)和一般控制區(qū)，并分別執(zhí)行不同的排放限值，具體限值見表7。表7生物質(zhì)成型燃料鍋爐大氣污染物排放限值區(qū)域顆粒物SO2NOXCO汞及其化合物煙氣黑度核心控制區(qū)535502000.05≤1重點控制區(qū)1050100200一般控制區(qū)20100150200其中：核心控制區(qū)：生態(tài)環(huán)境敏感度高的區(qū)域，包括各類自然保護區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的區(qū)域。重點控制區(qū)：人口密度大、環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境敏感度較高的區(qū)域。一般控制區(qū)：人口密度低、環(huán)境容量相對較大、生態(tài)環(huán)境敏感度相對較低的區(qū)域，即除核心控制區(qū)和重點控制區(qū)之外的其他區(qū)域。5.6.3煙囪高度煙囪按GB13271-2014中4.5燃煤鍋爐的煙囪高度規(guī)定執(zhí)行。6檢驗規(guī)則6.1性能6.1.1氣化性能檢驗規(guī)則6.1.1.1測試現(xiàn)場環(huán)境要求和測試儀器環(huán)境溫度:-20℃~40℃。環(huán)境濕度:≤85%。表8氣化爐額定產(chǎn)氣量測試儀器儀器設(shè)備名稱測量范圍精度數(shù)量秒表0h-24h0.1s1(個)溫度計0℃-50℃0.1℃1(支)流量計0m3/h-1000m3/h±1%1(套)稱0kg-30kg感量20g1(臺)U型壓力計0Pa-105Pa10Pa1(套)6.1.1.2試前準(zhǔn)備工作（a）全面檢查氣化爐及輔機設(shè)備的運行狀況是否符合試驗要求，如不符合應(yīng)排除；（b）應(yīng)注意被試驗氣化爐的燃料、產(chǎn)氣、除焦油、排生物質(zhì)炭等與其他氣化爐的燃料、產(chǎn)氣、除焦油、排生物質(zhì)炭等完全隔絕，以防止泄漏影響試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性；（c）為全面檢查試驗用儀表是否正常工作、試驗人員是否熟悉試驗操作程序及試驗人員之間相互配合程度，并確定合適的運行工況，可進行預(yù)備性試驗；預(yù)備性試驗的試驗條件、試驗內(nèi)容和試驗要求應(yīng)與正式試驗相同；如預(yù)備性試驗?zāi)軡M足正式試驗全部要求，經(jīng)雙方確認(rèn)，可作為正式試驗的一個工況。6.1.1.3測試要求（a）正式試驗應(yīng)在氣化設(shè)備調(diào)整達到正常和熱工況穩(wěn)定后進行。熱工況穩(wěn)定時間應(yīng)自冷態(tài)點火開始后不少于1h;（b）試驗期間應(yīng)保持運行穩(wěn)定;（c）試驗結(jié)束和開始時，氣化爐內(nèi)原料的位置應(yīng)保持一致:如不一致，應(yīng)進行修正:（d）兩次試驗效率之差應(yīng)不大于4%;（e）兩次試驗所用時間一般不應(yīng)小于2h，取兩次試驗效率的算術(shù)平均值為氣化設(shè)備效率。6.1.1.4測試和計算6.1.1.4.1將流量計、壓力表、燃氣溫度計安裝在氣化設(shè)備之后、燃燒器之前的直管路上。6.1.1.4.2測試開始時記錄開始時刻(t1)和燃氣流量計初始讀數(shù)(f1)，同時測試燃氣壓力(P)、燃氣溫度(T)、環(huán)境溫度(T0)和測試地大氣壓力(P0)。6.1.1.4.3測試結(jié)束時記錄結(jié)束時刻(t2))、燃氣流量計初始讀數(shù)(f2)、生物質(zhì)燃料耗量(B)和產(chǎn)炭量(M)。6.1.1.4.4單位時間內(nèi)產(chǎn)氣量按式(5)計算V=f式中:V－單位時間內(nèi)產(chǎn)氣量，m3/h;f2-f1－測試時間內(nèi)的燃氣產(chǎn)量，m3;t2-t1－測試時間，h。將V換算至標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的V0按式(6)計算V0式中:V0－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位時間內(nèi)的產(chǎn)氣量，m3/h;P－取樣時大氣壓力，Pa:P0－取樣時燃氣壓力，PaB-取樣溫度下的飽和水蒸氣壓力(查表)，Pa;T－取樣時燃氣的溫度，℃;6.1.1.4.5單位時間內(nèi)生物質(zhì)燃料耗量按式(7)計算:Gd=式中:Gd－單位時間內(nèi)生物質(zhì)燃料耗量，kg/h;G－試驗期內(nèi)生物質(zhì)燃料耗量，kg。6.1.1.4.6單位時間內(nèi)產(chǎn)炭量按式(8)計算:Md式中:Md－單位時間內(nèi)產(chǎn)炭量，kg/h;M－試驗期內(nèi)產(chǎn)炭量，kg6.1.1.4.7生物質(zhì)燃料低位發(fā)熱量(QDW)和產(chǎn)炭低位發(fā)熱量(QDWJ)試按GB/T30727執(zhí)行。6.1.1.4.8氣化效率按式(9)計算:η=V0式中:η－氣化爐的氣化效率，%;QDW－生物質(zhì)燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg;QDWJ－生物質(zhì)燃氣的低位發(fā)熱量，kJ/m36.1.1.4.9能量轉(zhuǎn)換率按式(10)計算:η=V式中:η－氣化爐的能量轉(zhuǎn)換率，%;QDW－生物質(zhì)燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg;QDWJ－生物質(zhì)燃氣的低位發(fā)熱量，kJ/m3;QDWT－產(chǎn)炭的低位發(fā)熱量，kJ/kg。6.1.1.4.10氣化效率或能量轉(zhuǎn)換率測試重復(fù)兩次，效率差值小于4%時，測試結(jié)果有效，否則重新測試。6.1.2燃燒性能檢驗規(guī)則6.1.2.1基本要求鍋爐能效測試與評價包括鍋爐產(chǎn)品能效測試、在用鍋爐定期能效測試和鍋爐系統(tǒng)能效評價，應(yīng)當(dāng)