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1、节能量测量和验证技术要求 工业锅炉系统国家标准编制说明（征求看法稿）1 工作简况1.1 任务来源“十三五”规划提出了“能源总量”和“能源强度”双控目标，并据此在 “十三五”节能减排综合性方案中提出接着在工业、民用等重点用能领域推动开展一系列重点节能工程，大力推广合同能源管理、绿色金融等市场化机制，推动节能项目的有效实施和节能产品和技术的应用。无论是推动“节能改造工程”，还是“合同能源管理推广工程”，其实施成效的评定都是基于对节能量的科学合理认定。因此，针对重点用能系统和节能项目开展节能量测量和验证方法学探讨并形成标准，成为推动“十三五”节能工作开展的重要基础性工作，通过科学合理评估节能效果，可
2、以有效识别推广先进节能技术、有力推动节能服务市场化，自下而上的支撑国家总体节能目标的实现。工业锅炉作为国民经济和社会发展中重要的能源转化设备，对我国工业发展和居民日常生活中具有非常重要的作用。工业锅炉的特点是：体量小，分布广，广泛应用于化工、建材、陶瓷、纺织、医药等与我们日常生活休戚相关的各个领域，为日常生活、生产供应了动力和热源。目前，我国在用燃煤工业锅炉有47多万台，蒸汽（热水）产量占到了在用工业锅炉总产量的60%以上。每年消耗掉的原煤折合标准煤约为4亿吨，占全国煤炭消耗总量的20%左右2。而我国的工业锅炉由于设计、安装及操作等问题，普遍存在锅炉效率不高，远远达不到设计的效率值。我国大部分
3、中小企业运用的工业锅炉仍以链条炉排为主，在实际运行中的热效率普遍低于欧美国家的先进水平15%左右。工业锅炉节能改造节能潜力巨大。因此识别工业锅炉系统关键能耗影响因素，构建工业锅炉能耗基线模型，研制工业锅炉节能量测量与验证标准对督促工业锅炉系统节能降耗有重大意义。为了规范工业锅炉系统节能量测量和验证技术方法、明确相关技术要求，推动在工业锅炉系统节能量测量和验证工作的科学规范开展，2013年由全国能源基础与管理标准化技术委员会（SAC/TC20）提出，国标委批准立项，立项编号为：20131668-T-469，由全国能源基础与管理标准化技术委员会（SAC/TC20）归口。2016年经科技部批准，节能
4、量测量和验证技术要求 工业锅炉系统被正式列入了国家重点研发安排“国家质量基础的共性技术探讨与应用”专项（NQI）“支撑重点领域能耗总量和能耗强度双控的关键技术标准探讨”项目“建材等行业企业能源管理绩效提升与节能市场机制关键技术标准探讨”课题，由中国标准化探讨院牵头起草。1.2 工作过程2016年10月9日，NQI课题在北京召开启动会，同时组织成立了标准起草组，进行了任务分工；2016年10-2017年1月，进行了相关资料的收集、分析；2017年1月6日，在北京召开课题例会，确定标准框架；2017年1月-11月，开展工业锅炉系统重大影响因素的探讨，并赴深圳、武汉等地相关企业开展实地调研工作；20
5、18年3月，完成标准草稿及编制说明；2018年7月，完成标准征求看法稿及编制说明。2 标准编制原则和确定主要内容的论据2.1 标准编制原则本标准规定了工业锅炉系统节能量测量和验证的术语和定义、项目边界、节能量计算原则、测量和验证方法。标准制定过程中，针对工业锅炉系统节能量测量和验证工作中实际状况和具体需求，遵循以下原则：（1） 通用要求与具体方法相结合工业锅炉系统节能改造项目类型的多样性确定了一方面须要归纳提出节能量计算公式、基期、报告期等通用基本要求，以提高标准的普适性；另一方面须要针对不同的项目类型、数据基础、基期条件等分类制定不同的测量和验证方法，强化标准的针对性。（2）理论指导与实际案
6、例相结合工业锅炉系统节能改造项目的技术困难性和实际工程项目的差异性确定了在标准正文中通过对相关用能模型（或算法）的建立、主要影响因素的确定、重要数据的获得等重要技术内容提出明确规定和要求，从而为不同的具体项目节能量测量、计算和验证供应重要的理论指导和依据；同时，为提高可操作性和好用性，针对不同的测量验证方法在附录中结合具体节能改造案例给出了主要步骤实施的具体操作说明，从而为标准用户供应了实施指南。2.2 确定主要内容的论据2.2.1 工业锅炉系统的概念和定义通过划定项目边界从而明的确施优化的对象系统是确保工业锅炉系统节能改造项目节能量测量和验证可规划、可实施、可测算、可限制的基本前提。目前，相
7、关标准中尚无特地针对“工业锅炉系统”的定义，故在本标准中给出了“工业锅炉系统”的定义，即工业锅炉本体和协助设备组成的蒸汽或热水生产系统。工业锅炉本体主要包括锅、炉和燃烧设备，工业锅炉协助设备主要包括燃料供应系统、除灰系统、送风排烟系统、汽水系统、仪表限制系统和环保设备。2.2.2 工业锅炉主要改造类型 （1）汽水系统改造。烟气余热回收：通过在烟道内安装省煤器、空气预热器回收烟气余热，以提高锅炉给水温度和燃用空气温度，并降低排烟温度，达到锅炉节能减排、提高热效率的作用。一般排烟温度每降低 10，锅炉效率可提高 0.5%0.6%；冷凝水与废蒸汽回收：充分利用冷凝水和废蒸汽，可以节约锅炉燃料，削减排
8、污量，削减锅炉软化水补充量，削减软化水处理量；设置蒸汽蓄热器：利用蓄热器使锅炉蒸汽保持正常负荷下运行，消退负荷波动对锅炉燃烧和热效率的影响；采纳真空除氧：真空度维持在7998Pa 时，给水温度只需加热到 60就能达到除氧目的，既能节约蒸汽，又可以削减排烟损失。（2）燃烧系统的改造。采纳分层给煤技术；改造炉拱；采纳分段送风并安装调整风门；采纳二次风强化气流燃烧；将链条炉改造为煤种适应性强、负荷调整比宽、烟气污染物少的循环流化床锅炉；采纳燃料添加剂技术，富氧燃烧技术；改造炉墙削减热散失；实现燃烧自动化等。（3）运行管理完善和配套系统优化：包括锅炉房设备运行操作、修理及保养管理，水质管理，锅炉和辅机
9、配套实现给料、着火、燃烧、燃尽和物料流淌畅通；配备锅炉仪表限制系统等。此外，面对迫切的能源和环境危机，工业锅炉的节能减排技术也快速的发展，目前应用较新的工业锅炉节能减排技术有：新型预燃式燃油燃烧器、燃煤锅炉的气与煤混烧技术、生物质燃料燃烧技术、热管余热回收技术等，其中有些是从电站锅炉发展而来，有些就是针对工业锅炉而开发的。这些新技术显示了在将来工业锅炉节能减排技术探讨中，重点的发展方向是：改善燃烧 ，削减过程热损失 ，找寻新型可再生的环保燃料。2.2.3 工业锅炉系统节能改造项目的边界划分和能耗统计范围工业锅炉系统节能量测量和验证的项目边界可以按单台工业锅炉系统划分，也可以按包含多台工业锅炉的
10、锅炉房划分。系统边界示意如图1所示，其中，项目边界内容主要的耗能设备如下应列入项目基期和报告期的能耗统计范围，以确保节能量测量验证的精确性：a) 图1项目边界内锅炉本体和协助设备的能源消耗应计入基期能耗和统计报告期能耗。b) 当采纳太阳能、生物质能、地热能或其它可再生能源替代常规能源时，可再生能源本身的消耗不计入基期能耗或统计报告期能耗。c) 计算系统综合能耗时，不同种类的能源品种应分别统计计算，最终统一折算成标准煤。各类燃料应按实测低位发热量折算成标准煤。无法获得实测低位发热量值时，可参照GB/T 2589中各种能源折标准煤系数进行折算。当能耗仅为电量时，应干脆用耗电量进行计算，或按国家统计
11、部门发布的统计报告期上一年度全国火力发电平均发电煤耗进行等价值折算。图 1 工业锅炉系统节能改造项目边界示意图2.2.4计算节能量的基本公式依据节能量测量和验证技术通则（GB/T 28750-2012）给出的公式(1) 计算， （1）式中：工业锅炉系统节能量，单位为千瓦时（kWh）；工业锅炉系统统计报告期能耗，单位为千瓦时（kWh）；工业锅炉系统校准能耗，单位为千瓦时（kWh）。须要留意的是，依据公式（1）计算的节能量结果应为负值。2.2.5 基期和报告期工业锅炉系统的基期和统计报告期的设定应符合GB/T 28750-2012的要求：a) 基期和统计报告期应包括用能单位、设备、系统可能出现的各
12、种典型工况，如包含能源消耗量由极大值到微小值得一个完整的运行循环。一般为一个自然年。b) 基期内应可获得足够的运行记录或检测数据，能够总结出用能单位、设备、系统的能源消耗量与其影响因素的量化关系。2.2.6 测量和验证方法2.2.6.1 方法一：“基期能耗-影响因素”模型法工业锅炉系统节能改造项目节能量测量和验证方法可选用GB/T 28750-2012中的“基期能耗影响因素”模型法或干脆比较法。1）适用条件对于可获得完整基期数据和统计报告期数据的项目，应采纳“基期能耗影响因素”模型法获得较为精确的节能量结果。2）能耗主要影响因素的选取影响工业锅炉系统能耗的因素众多，应依据工业锅炉系统节能改造项
13、目对象选取能耗主要影响因素以建立工业锅炉系统“基期能耗-影响因素”回来模型。a) 输出有效能量，如热水锅炉为给水温度、出水温度和出水流量，蒸汽锅炉为给水温度、输出蒸汽温度、压力和流量；b) 工业锅炉系统基期有效运行时间；c) 燃料品种和质量，如燃煤为低位发热值、颗粒度、灰分和水分；燃油和燃气为低位发热值；d) 过量空气系数；e) 环境温度。模型函数中的能耗影响因素均应为独立变量。独立变量是指影响用能系统能耗的基本变量，它将影响用能设备或系统的环境或运行工况，从而影响用能系统的能耗。独立变量是用能系统能耗的基本影响因素，任何须要对用能系统能耗及节能量进行评估和计算的项目都应合理地选择相应的独立变
14、量，并在节能量计算时间段内对其进行精确的测量。为了合理地选择独立变量，必需分析和确定它们对用能系统的运行特性及能耗的影响。由于相关的用能系统所涵盖的范围不同，在节能量的测量与验证过程中独立变量的数量会有所差异。3）“基期能耗影响因素”回来模型的建立回来模型是依据测量结果或已知数据，用回来分析的方法，描述独立变量和因变量之间的相互关系，用以预料未知但符合函数关系的变量。a) 基于工业锅炉系统能耗和相关影响因素的基期数据，建立工业锅炉系统“基期能耗-影响因素”函数，见公式（2）。 （2）式中，基期逐时段工业锅炉系统能耗，单位为千瓦时（kWh），i=1,2, , m, 其中，m为基期的时段数；基期逐
15、时段影响因素值,j=1,2, , n, 其中，n为影响因素的个数；基期能耗与影响因素变量之间的函数关系。b) 应对回来模型进行假设检验，模型验证结果应满意统计学的一般验证条件。 c) 当基期回来模型运用逐月数据时，采集的数据组应不少于12个。4） 校准能耗的计算 将统计报告期的测量数据代入建立的回来模型对校准能耗进行计算，见公式（3）。 （3）工业锅炉系统校准能耗，单位为千瓦时（kWh）；统计报告期逐时段影响因素值，i=1,2, , 其中，为统计报告期的时段数，j=1，2, ，n，其中，n为影响因素的个数；Am校准能耗调整值。校准能耗调整值的确定应符合GB/T 28750-2012的要求，并应得到各相关方的确认。5） 节能量的计算依据公式（1）计算节能量。6）数据的收集、测量和验证基期数据宜通过收集统计、计量、测量等方法获得；统计报告期数据应采纳测量的方法获得。2.2.3.2 方法二：干脆比较法1）适用条件对于无法获得完整基期能耗数据的项目，如节能措施可关停且对系统正常运行无影响，可采纳干脆比较法获得节能量结果。2）干脆比较的实施在项目报告期内选
