《工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料》編制說(shuō)明

一、標(biāo)準(zhǔn)制定的目的和意義生物質(zhì)能是重要的可再生能源，具有資源來(lái)源廣泛、利用方式多樣化、能源產(chǎn)品多元化、綜合效益顯著的特點(diǎn)。開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容，是促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展和農(nóng)民增收的重要措施，是培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要任務(wù)。截至2015年，全球生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)量約3000萬(wàn)噸，歐洲是世界最大的生物質(zhì)成型燃料消費(fèi)地區(qū)，年均約1600萬(wàn)噸。北歐國(guó)家生物質(zhì)成型燃料消費(fèi)比重較大，其中瑞典生物質(zhì)成型燃料供熱約占供熱能源消費(fèi)總量的70%。在我國(guó)，工業(yè)鍋爐CO2排放量?jī)H次于電站鍋爐，排在第二位。盡管油氣燃料、電力等均為清潔能源，但這會(huì)造成鍋爐運(yùn)行成本較高。我國(guó)擁有豐富的生物質(zhì)資源（每年大約有10億噸），工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料代替煤炭，可減少CO2排放，減少碳?xì)浠?、氮氧化物等?duì)大氣的污染，將為改善能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、減輕環(huán)境壓力作出巨大的貢獻(xiàn)。2006年1月頒布實(shí)施的《可再生能源法》表明我國(guó)已在法律上明確了可再生能源包括生物質(zhì)能在現(xiàn)代能源中的地位。國(guó)家《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》、《國(guó)家能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中都對(duì)生物質(zhì)能源作了要求。

2014年6月國(guó)家能源局、環(huán)境保護(hù)部也聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展生物質(zhì)成型燃料鍋爐供熱示范項(xiàng)目建設(shè)的通知》（國(guó)能新能[2014]295號(hào)）。當(dāng)前，防治大氣污染形勢(shì)嚴(yán)峻，大量燃煤鍋爐供熱需用清潔能源替代。生物質(zhì)成型燃料鍋爐供熱是低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)的分布式可再生能源供熱方式，是替代燃煤燃重油等化石能源鍋爐供熱、應(yīng)對(duì)大氣污染的重要措施。《廣東省工業(yè)鍋爐污染整治實(shí)施方案》中明確要求全省各地淘汰高污染燃料禁燃區(qū)（含城市建成區(qū)）內(nèi)高污染鍋爐，珠三角地區(qū)一并淘汰禁燃區(qū)外10蒸噸/小時(shí)及以下高污染鍋爐。2016年2月22日，廣東省環(huán)保廳、發(fā)改委、經(jīng)信委和質(zhì)監(jiān)局四部門(mén)聯(lián)合下文，對(duì)生物質(zhì)燃料的使用做出了明確的規(guī)定。這給生物質(zhì)成型燃料使用和發(fā)展迎來(lái)了契機(jī)，工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料的市場(chǎng)需求急劇增加。工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料一般以農(nóng)林廢棄物（木屑、刨花、樹(shù)枝、樹(shù)皮、竹子、作物秸稈、花生殼、甘蔗渣等）或?qū)嵞炯揖邚U棄物等為主要原料，經(jīng)過(guò)機(jī)械加工和特殊工藝，高壓低溫下壓縮加工成型的，形狀有粒狀、棒狀和塊狀。原料的不同使得生物質(zhì)成型燃料性能指標(biāo)也有一定的差距。由于市場(chǎng)需求旺盛，廣東省新投產(chǎn)了很多條生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)線，產(chǎn)量也不斷攀升。廣西、河南等省生物質(zhì)成型燃料是政府重點(diǎn)扶持的08年新農(nóng)村建設(shè)的項(xiàng)目之一，也有大量的生物質(zhì)成型燃料進(jìn)入廣東市場(chǎng)。但由于缺少相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，不同廠家的生物質(zhì)成型燃料質(zhì)量相差很大。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的增加，一些生產(chǎn)廠家又以低價(jià)進(jìn)入市場(chǎng)，在燃料中添加一些增加重量但無(wú)助燃燒的雜質(zhì)，造成市場(chǎng)上生物質(zhì)成型燃料質(zhì)量參差不齊。有的燃料中摻雜的雜質(zhì)還對(duì)鍋爐燃燒設(shè)備造成了損壞，引發(fā)了鍋爐安全事故。因此，制定《工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，可以起到保證工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料質(zhì)量行為、全面規(guī)范燃料市場(chǎng)、保障鍋爐安全的作用。二、工作簡(jiǎn)況1、任務(wù)來(lái)源2023年03月我院向廣東省特種設(shè)備行業(yè)協(xié)會(huì)申請(qǐng)制定《工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料》。2023年04月獲得批準(zhǔn)，批準(zhǔn)我院和廣州城市理工學(xué)院、廣州斯派莎爾檢測(cè)技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)起草該標(biāo)準(zhǔn)。2、制定過(guò)程根據(jù)《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制訂（修訂）項(xiàng)目任務(wù)書(shū)》的要求，我院會(huì)同其他起草單位2023年04月組織成立了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起草小組，并進(jìn)行了分工。（1）2023年04月～2023年05月，起草小組進(jìn)行了技術(shù)論證和地方標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容探討，確定了制定計(jì)劃、制定原則、標(biāo)準(zhǔn)框架、標(biāo)準(zhǔn)基本內(nèi)容等。（2）2023年06月～2023年09月，起草小組對(duì)廣東地區(qū)工業(yè)鍋爐使用的生物質(zhì)成型燃料進(jìn)行了全面的調(diào)研和檢測(cè)，了解收集了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)資料和數(shù)據(jù)，掌握了目前生物質(zhì)成型燃料市場(chǎng)有關(guān)質(zhì)量方面存在的問(wèn)題，確定了技術(shù)指標(biāo)研究路線。對(duì)采集的近百個(gè)燃料樣品的指標(biāo)（發(fā)熱量、水分、灰分、揮發(fā)份等）進(jìn)行了檢測(cè)。同時(shí)，到省外有關(guān)地區(qū)和生物質(zhì)成型燃料制造企業(yè)進(jìn)行了考察調(diào)研，基本確立了標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容的基本原則和內(nèi)容以及有關(guān)技術(shù)指標(biāo)的范圍，形成了標(biāo)準(zhǔn)的征求意見(jiàn)稿。三、編制原則和主要內(nèi)容的確定依據(jù)1、制定原則制定《工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料》遵循以下原則：（1）標(biāo)準(zhǔn)性按GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的的要求進(jìn)行制定。（2）一致性與現(xiàn)行有效的國(guó)家法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范保持一致。對(duì)工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料具體要求作出相應(yīng)的規(guī)定。（3）適用性充分考慮全省工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)和使用現(xiàn)狀和現(xiàn)實(shí)情況，各性能指標(biāo)確定充分考慮了標(biāo)準(zhǔn)的適用性、普遍性和廣泛性。（4）先進(jìn)性在制定本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，充分參考了生物質(zhì)燃料使用廣泛的歐洲德國(guó)和瑞典生物質(zhì)成型燃料的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)指標(biāo)和要求，體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性、科學(xué)性和先進(jìn)性。（一）范圍對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的目的和適用范圍作了描述，同時(shí)明確指出本燃料是指生產(chǎn)成型的粒狀、塊狀或棒狀。（二）規(guī)范性引用文件本次編制規(guī)范性引用文件包括以下標(biāo)準(zhǔn)：GB/T28730固體生物質(zhì)燃料樣品制備方法GB/T28731固體生物質(zhì)燃料工業(yè)分析方法GB/T28732固體生物質(zhì)燃料全硫測(cè)定方法GB/T28733固體生物質(zhì)燃料全水分測(cè)定方法GB/T30727固體生物質(zhì)燃料發(fā)熱量測(cè)定方法GB/T30728固體生物質(zhì)燃料中氮的測(cè)定方法GB/T30729固體生物質(zhì)燃料中氯的測(cè)定方法NY/T1879生物質(zhì)固體成型燃料采樣方法NY/T1881.7生物質(zhì)固體成型燃料試驗(yàn)方法第7部分：密度（三）術(shù)語(yǔ)和定義對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)中涉及到的有關(guān)術(shù)語(yǔ)作了定義和描述，包括生物質(zhì)成型燃料、抗碎強(qiáng)度、密度和添加劑。（四）分類(lèi)與命名本部分明確了鍋爐用生物質(zhì)成型燃料兩種分類(lèi)方法：形狀和使用原料，生物質(zhì)成型燃料有關(guān)名詞代號(hào)和命名。命名格式參照了國(guó)內(nèi)有關(guān)生物質(zhì)成型燃料制造廠燃料的命名方式。（五）規(guī)格及性能指標(biāo)5.1外形尺寸及密度。本節(jié)對(duì)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料的外形尺寸、密度指標(biāo)（直徑或截面最大尺寸、長(zhǎng)度和密度）作了規(guī)定，包括符號(hào)、單位及要求，其中分別區(qū)分了粒狀、塊狀或棒狀三種形狀，具體數(shù)值參照了國(guó)內(nèi)一些地區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)以及我們測(cè)試的燃料樣品的指標(biāo)。5.2主要性能指標(biāo)。本節(jié)對(duì)生物質(zhì)成型燃料作為鍋爐燃料的最重要的性能指標(biāo)（全水份、灰分、揮發(fā)份、全硫、氯、低位發(fā)熱量、抗碎強(qiáng)度）作了規(guī)定。（1）收到基低位發(fā)熱量明確應(yīng)≥16.74MJ/kg。主要原因是通過(guò)近年來(lái)廣東省鍋爐用生物質(zhì)成型燃料低位發(fā)熱量的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，燃料發(fā)熱量提高很多，絕大部分燃料的發(fā)熱量都在4000kcal/kg以上。數(shù)值16.74MJ/kg相當(dāng)于4000kcal/kg。這里用收到基低位發(fā)熱量主要是為了與標(biāo)準(zhǔn)NB/T34024-2015《生物質(zhì)成型燃料質(zhì)量分級(jí)》保持一致。燃料單位采用國(guó)際制單位每公斤兆焦耳（MJ/kg），它和每公斤大卡（kcal/kg）之間的換算系數(shù)是4.186即：kcal/kg=4.186x10-3MJ/kg。那么16.9MJ/kg對(duì)應(yīng)的就是4037kcal/kg。（2）全水份（包括外在水分和內(nèi)在水分）是燃料中不能燃燒的主要雜質(zhì)，過(guò)高會(huì)影響燃料燃燒且降低鍋爐熱效率。由于生物質(zhì)燃料吸水性能較強(qiáng)，全水分受季節(jié)、環(huán)境因素影響較大，春季全水分?jǐn)?shù)值較大，冬季數(shù)值較低。從我們測(cè)試的樣品結(jié)果來(lái)看，97%的燃料水分含量都在13%以下，因此確定指標(biāo)≤13%。（3）灰分是燃料中不能燃燒的雜質(zhì)，灰分含量越高，燃料的發(fā)熱量越低，同時(shí)鍋爐灰量增加，會(huì)在受熱面沉積而降低熱效率。結(jié)合我們檢測(cè)燃料樣品的灰分?jǐn)?shù)值，確定灰分含量≤5%。（4）揮發(fā)份是氣體可燃物，是燃料的重要特性，對(duì)燃料的燃燒影響很大。揮發(fā)份含量越多，燃料燃燒越好。結(jié)合近年來(lái)我省生物質(zhì)成型燃料檢測(cè)的揮發(fā)份數(shù)值，確定為≥70%。（5）硫是燃料中的有害物質(zhì)，它的燃燒產(chǎn)物與煙氣中的水蒸氣會(huì)生成腐蝕受熱面的雜質(zhì)，而且燃燒產(chǎn)物二氧化硫也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。燃料中的硫分有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫兩種，全硫是兩種的總和。結(jié)合廣東地區(qū)這幾年檢測(cè)數(shù)據(jù)以及燃料生產(chǎn)企業(yè)的反饋意見(jiàn)，并參考了北京市等地的地方標(biāo)準(zhǔn)，制定全硫?yàn)椤?.2%，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。（6）氯在燃料中含量較高時(shí)會(huì)腐蝕鍋爐，而且會(huì)污染環(huán)境。盡管一般生物質(zhì)成型燃料中氯含量很少，但由于生物質(zhì)成型燃料來(lái)源復(fù)雜，因此這里規(guī)定生物質(zhì)成型燃料中氯的含量≤0.5%。（7）氮含量為≤0.5%，主要考慮近年來(lái)環(huán)保對(duì)于工業(yè)用生物質(zhì)成型燃料鍋爐氮氧化物排放的影響。生物質(zhì)原材料的氮含量一般較低，造成氮含量嚴(yán)重升高的原因很可能是制造過(guò)程中添加的粘合劑引起的。因而有必要對(duì)生物質(zhì)成型燃料成分中的氮進(jìn)行必要的控制，從綜合產(chǎn)品質(zhì)量角度考慮，有利于對(duì)總體環(huán)境問(wèn)題的改善。（8）在生物質(zhì)燃燒過(guò)程中，以農(nóng)作物秸稈為原料的生物質(zhì)燃料中若含有較多的氯和堿金屬，燃燒時(shí)易在受熱面上形成沉積腐蝕問(wèn)題，即生物質(zhì)在燃燒過(guò)程中，含有較多堿金屬等礦物質(zhì)成分的飛灰顆粒粘結(jié)在燃燒設(shè)備各部分受熱面上形成沉積，造成受熱面的沾污，繼而帶來(lái)受熱面的腐蝕問(wèn)題。但經(jīng)過(guò)調(diào)研，廣東地區(qū)目前生物質(zhì)燃料鍋爐還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)受熱面堿金屬鍋爐的腐蝕問(wèn)題。再者目前堿金屬K、Na沒(méi)有成熟的檢測(cè)方法和可參考的數(shù)據(jù)，因此本次編制沒(méi)有把堿金屬含量作為生物質(zhì)成型燃料性能指標(biāo)。（9）抗碎強(qiáng)度主要是表示燃料強(qiáng)度的指標(biāo)。運(yùn)輸及存放等過(guò)程對(duì)抗碎強(qiáng)度都有一定的要求，本次制定要求抗碎強(qiáng)度≥95%。5.3添加劑。一般生物質(zhì)燃料中的添加劑都是助燃劑或粘結(jié)劑，標(biāo)準(zhǔn)中明確燃料添加劑及燃燒產(chǎn)物應(yīng)無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)害，總量不超過(guò)2%，是對(duì)燃料生產(chǎn)企業(yè)的一個(gè)原則性要求，主要目的是防止在生物質(zhì)燃料中添加無(wú)助燃燒但增加重量的物質(zhì)。（六）檢驗(yàn)方法本節(jié)明確了工業(yè)鍋爐用生物質(zhì)成型燃料樣品的采集、制備和外形尺寸、密度、揮發(fā)份、抗碎強(qiáng)度、全水份、灰分、全硫、氯和低位發(fā)熱量的測(cè)定方法，其中抗碎強(qiáng)度參照本標(biāo)準(zhǔn)的附錄，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和生物質(zhì)成型燃料專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)，全硫、氯和低位發(fā)熱量的測(cè)定全部按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的生物質(zhì)成型燃料的測(cè)定方法。（七）檢驗(yàn)規(guī)則7.1出廠檢驗(yàn)。明確了出廠檢驗(yàn)的項(xiàng)目以及產(chǎn)品合格的判斷標(biāo)準(zhǔn)。7.2型式檢驗(yàn)。確定了型式檢驗(yàn)的項(xiàng)目，明確所有項(xiàng)目全部合格，則該批產(chǎn)品型式檢驗(yàn)才合格，同時(shí)對(duì)需要進(jìn)行型式檢驗(yàn)的5種情形作了明確。7.3組批與抽樣。對(duì)如何組批作了規(guī)定，分有包裝生物質(zhì)成型燃料的抽樣和散裝生物質(zhì)燃料的抽樣兩種情況對(duì)抽樣作了要求。（八）標(biāo)志、包裝和運(yùn)輸對(duì)作為產(chǎn)品的生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)品的標(biāo)志、包裝和運(yùn)輸作了規(guī)定和要求。（九）使用管理針對(duì)生物質(zhì)成型燃料的特殊性，本節(jié)對(duì)鍋爐使用單位對(duì)生物質(zhì)成型燃料的使用管理作了規(guī)定，比如建立燃料管理制度、燃料存放場(chǎng)地要求、裝卸運(yùn)輸要求、采購(gòu)燃料的性能檢驗(yàn)以及燃料不合格的處理等。9.4明確鍋爐使用單位應(yīng)自行或委托第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)每批采購(gòu)的燃料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)以保證鍋爐使用燃料性能指標(biāo)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求。（十）附錄附錄A是生物質(zhì)成型燃料的抗碎強(qiáng)度測(cè)定方法。因?yàn)槟壳皼](méi)有可參照的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定生物質(zhì)成型燃料這個(gè)指標(biāo)，在參照國(guó)外有關(guān)方法基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)研制過(guò)程的實(shí)踐，確定了包括了方法提要、采用的儀器設(shè)備、測(cè)定步驟、測(cè)定結(jié)果計(jì)算等內(nèi)容的測(cè)定方法。四、與有關(guān)現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)的制定基礎(chǔ)是廣東省燃生物質(zhì)成型燃料鍋爐的普及應(yīng)用、生物質(zhì)成型燃料原料、質(zhì)量的變化中存在的問(wèn)題。本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行的法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有沖突，標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)