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文檔簡介
一、標準工作簡況
(一)任務來源
本標準由中國標準化研究、機械工業節能與資源利用中心、上海工業鍋爐
研究所提出,2013年6月正式向全國能源基礎與管理標準化技術委員會提出制
定該項標準,并向國家標準化管理委員會提交標準制定建議書。
經國家標準化管理委員會研究批準該標準立項,在2014年下達的國家標準
制修訂計劃中公布了該標準制定計劃編號:20141756-Q-469。
(二)標準存在的主要問題
經調研GB24500存在的主要問題和修訂的原因:
1)GB24500-2009已實施9年,按4-5年需修訂的原則早就該修訂。
2)鍋爐范圍、類型和能效指標有新的變化,指標需要調整。我國工業鍋爐
制造節能技術在近年來有較大的發展,新的鍋爐類型不斷增加并占有越來越多的
市場比例,例如,近年來冷凝鍋爐、生物質鍋爐、煤粉鍋爐、電鍋爐、有機熱載
體鍋爐、水煤漿鍋爐等。
3)部分鍋爐的節能評價值偏低,特別是燃油氣鍋爐的熱效率值較低。
4)GB24500與其他相關標準規范有不一致的地方,需要協調一致性。例如
能效限定值與TSGG002《鍋爐節能技術監督管理規程》、TSGG0002第一號修改單
需要保持一致。
5)根據標準化改革精神,需要適當調整標準適用范圍。
(三)編制標準的目的與意義
GB24500《工業鍋爐能效限定值及能效等級》是工業鍋爐產品的能效標準,
它是衡量工業鍋爐本體是否節能性合格的強制標準,同時也是確定工業鍋爐本體
是否是節能先進產品的標準。通過修訂《工業鍋爐能效限定值及能效等級》標準,
進一步擴大標準覆蓋范圍,適當調整標準要求,從而完善工業鍋爐能效等級、能
效限定值、節能評價值及試驗條件,提高我國工業鍋爐系統效率。該標準的修訂
將完善我國工業鍋爐系統節能標準體系,為從源頭上提高鍋爐效率,降低能耗,
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開展和規范鍋爐系統節能評價工作提供基礎支撐,對行業節能和評價工作意義重
大。
本標準作為工業鍋爐能效等級、能效限定值、節能評價值的評價依據,是
實施工業鍋爐節能監督、節能產品評價工作的基礎。能效限定值是淘汰制度、行
業準入制度、強制標準監督檢查的依據。為市場準入、高耗能產品淘汰,編制耗
能產品淘汰目錄、固定資產評估等工作提供依據。節能評價值是節能產品認證、
節能產品目錄、鼓勵性財政政策、政府采購政策的依據,對實施例如自愿性的節
能認證制度、政府節能采購、企業所得稅優惠、節能產品推廣目錄、能效等級強
制性能效標識制度、節能產品惠民政策、領跑者鼓勵制度等工作提供數據支撐。
二、標準制定的依據與原則
1.GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分:標準的結構和編寫》。
2.該標準要與相關標準做好銜接,尤其是工業鍋爐特設規、環保標準、鍋
爐房規范等標準要求很好的銜接。能效標準所涉及的應是量大面廣產品,符合產
品質量、安全等標準的合格產品。
3.該標準應盡量與國際相關標準接軌,但也要充分考慮我國工業鍋爐相關
設備的實際情況和發展水平,使本標準具有很高的科學性、先進性和可操作性,
促進我國高效工業鍋爐和相關用能設備和節能技術的發展,增強我國工業鍋爐及
設備在國內、國際市場上的競爭力;
4.該標準的內容是我國能源政策實施的依據,所以標準中的能效指標要求
應反映出我國能源政策的導向。評價指標能充分、客觀反映工業鍋爐節能需求。
5.能效指標的數據確定原則:一級指標<5%;二級指標<20%;三級指標<65%;
淘汰產品比例10%。如圖1所示。
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圖1能效指標確定原則
三、標準編制的主要過程
該標準由中國標準化研究院和機械工業節能與資源利用中心、上海工業鍋
爐研究所聯合組建的標準起草工作組制定。從2014年立項至今(送審稿為止),
歷時4年時間,共經歷了預研、起草、征求意見、送審稿編寫等4個階段,現簡
述如下:
(一)信息調研
2015年中國標準化研究院與機械工業節能與資源利用中心、上海工業鍋爐
研究所對國內工業鍋爐能效現狀進行了調研。走訪了多家鍋爐生產企業、用戶和
設計研究機構,對工業鍋爐現狀及能效標準的運行現狀進行了調研。同時通過文
獻調研、與美國ASME等機構的調研等方式借鑒國外工業鍋爐節能環保標準經驗,
具體內容分析見第四部分。
(二)標準制定工作的啟動
2016年5月6日在中國標準化研究院召開了“國家標準GB24500《工業鍋爐
能效限定值及能效等級》修訂啟動會暨第一次工作會議。全國能源基礎與管理標
準化技術委員會、國家質檢總局代表和標準工作組成員共24人18家單位,主要
來自鍋爐生產企業、設計單位、研究機構、大學院校、節能服務公司、行業和節
能主管部門,以及標準化研究機構等。全國能源基礎與管理標準化技術委員會、
中國標準化院、上海工業鍋爐研究所、中國特種設備檢測研究院、西安交大鍋爐
研究所、美國能源基金會、山東省特種設備檢驗研究院、遼寧省安全科學研究院、
廣州天鹿鍋爐有限公司、泰山集團、雙良集團、天津寶成機械制造有限公司、特
富鍋爐有限公司、華西能源工業股份有限公司、湘潭鍋爐有限公司、杭州燃油鍋
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爐有限公司、福建永恒能源管理有限公司、北京志誠宏業智能控制技術有限公司
等相關單位和企業的專家參加了會議。
會中標準化技術委員會和行業主管部門相關領導講話,對該標準的制定給予
了充分的可定,國家質檢總局特設局冷浩處長出席了會議并發表講話,肯定了該
標準修訂工作的重要意義,指出工業鍋爐是重要的能源轉化設備,鍋爐能效標準
在推進節能減排中起了十分重要的作用,國家非常重視對強制性標準的清理和整
合工作,本次修訂工作要從標準的覆蓋范圍、技術指標等方面做好與其他標準的
銜接。標準負責人趙躍進介紹了能效標準與相關節能政策、標準化改革對能效標
準的影響、我國工業鍋爐的應用與生產情況及標準修訂工作的背景、原則與要求。
與會專家充分討論了標準的范圍、原則和主要內容。會議認為,我國工業鍋爐制
造節能技術近年來有很大發展,為了適應市場發展,能效標準指標和適用范圍亟
需做相應調整。此次修訂工作本著覆蓋量大面廣的產品類型、反應國家能源政策
導向、在檢測方法和采用的能效指標類型上與國際標準并軌等原則,保證標準修
訂工作的科學性、規范性、適用性。會議確定了標準主要內容和具體要求,并規
定了編寫大綱的單位、人員和時間表,確定了任務分配及工作安排。
圖2標準啟動會會場
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表1標準編制工作分工
單位編寫章節、工作內容
中國標準化院總體安排
機械工業技術發展基金會(機械工業節能
組織召開會議,推進標準進度
與資源利用中心)
中國電器工業協會工業鍋爐分會(上海工
負責標準內容匯總
業鍋爐研究所)
遼寧省特檢院編寫檢測相關內容
泰山集團
編寫層燃鍋爐、流化床鍋爐、層燃+
天津寶成機械制造有限公司
室燃復合燃燒鍋爐章節
湘潭鍋爐有限公司
江蘇雙良公司
特富鍋爐有限公司
編寫燃油燃氣鍋爐章節
方快鍋爐有限公司
北京志誠宏業智能控制技術有限公司
華西能源有限公司編寫生物質鍋爐章節
杭州燃油鍋爐有限公司
煤炭科學研究總院編寫煤粉工業鍋爐章節
福建永恒能源有限公司
西安交通大學鍋爐研究所
廣州天鹿鍋爐有限公司
提供技術支撐
江蘇太湖鍋爐有限公司
山東華源鍋爐有限公司
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(三)《標準編制工作大綱》的編寫
啟動會后,標準編制工作進入了《標準編制工作大綱》的編寫階段,進過標
準起草組成員的共同努力,2016年11月底基本完成了《標準編制工作大綱》的
編寫。起草組于2016年12月2日在北京召開了起草組討論會,對大綱的內容做
了進一步的確認,并完善了大綱的具體內容。使大綱除了進一步明確所依據的相
關標準、該標準所涉及的技術范圍外,還明確了標準的每一章、每一節的具體內
容,以及每一章或每一節負責編寫單位的分工,編寫進度時間表和標準編寫時需
注意的事項。
制訂工作進度安排
(1)2014年3月~2016年5月,項目立項申請,編制總體工作方案并成立
標準制定工作組;
(2)2016年12月,召開起草工作組會議,討論確定標準制訂工作技術路線
和標準大綱,并進行工作組分工;
(3)2017年1月~12月,收集相關資料,編寫標準討論稿;
(4)2018年1月~11月,起草組調研、討論、修改,編寫標準征求意見稿;
(5)2018年12月~2019年3月,標準征求意見稿向社會廣泛征求意見;
(6)2019年4月,收集意見,召開標準研討會,討論并處理意見,修改編
寫標準送審稿;
(7)2019年5月,由全國能標委組織標準審查;
(8)2019年6月,根據審查意見修改標準,完成標準報批稿和編制說明等
上報資料,上報國家標準化管理委員會。
(四)數據支撐來源
數據來源于四個方面,一是起草組開展典型企業調研,根據鍋爐類型和容量
選擇有代表性的企業進行調研;二是根據中國特檢院檢測數據平臺的數據進行分
析,該數據包含5000多個鍋爐型號,對能效指標給出參考值;三是根據工業鍋
爐協會近年來統計數據進行分析;四是利用近年來開展的工業鍋爐節能產品評
審、能效之星等工作中掌握的數據對鍋爐熱效率作必要合理地調整。
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(五)標準草稿的編寫
標準起草組在廣泛調研和討論的基礎上形成標準草稿,并廣泛征求行業意
見,經過3輪修改和征求意見,征求了40多家50多條企業意見,形成新一版的
征求意見稿。
2018年12月27日在北京召開了“GB24500《工業鍋爐能效限定值及能效等
級》標準修訂征求意見討論會”。中國標準化院、機械工業節能與資源利用中心、
中國電器工業協會工業鍋爐分會/上海工業鍋爐研究所、中國特種設備檢測研究
院等標準工作組成員共18家單位23位代表出席了會議。會議關于國內工業鍋爐
能效標準實施情況及能效指標分析情況進行了討論,并就工業鍋爐標準征求意見
稿進行了研討,逐條討論了征求意見的內容,并根據討論意見修改形成征求意見
稿。
圖3標準征求意見討論會
(六)標準征求意見稿編寫
2019年1月,標準起草工作組完成了標準征求意見稿的編寫工作,并向有
關機構、企業、部門寄發征求意見函的形式或在中國能效標識網上刊登征求意見
函和征求意見稿的形式向全社會征求該標準的意見。該標準意見的征集得到社會
各界的積極響應,在征集標準期間,共向70個有關機構發送標準征求意見函,
收到24個機構,27位專家提出的60條意見。
2019年月日,在北京召開了起草組工作會議,根據所征集的60條意見進行
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討論,經過一天的激烈討論,最后確定采納其中的條,部分采納條,其余意見
不采納,并給出不采納的理由。
四、主要內容介紹及分析
(一)我國工業鍋爐能效現狀
1.我國工業鍋爐現狀
鍋爐是重要的能源轉換設備,也是能源消費大戶和重要的大氣污染源。我
國鍋爐以燃煤為主,其中燃煤電站鍋爐近年來向大容量、高參數方向快速發展,
無論是生產制造還是運營管理均已接近國外先進水平;而燃煤工業鍋爐保有量
大、分布廣、能耗高、污染重,能效和污染控制整體水平與國外相比有一定的差
距,節能減排潛力巨大。截至2014年底,我國鍋爐數量為63.89萬臺,其中工
業鍋爐達62萬臺,其中熱水工業鍋爐占46.1%,蒸汽工業鍋爐占43.5%,有機熱
載體鍋爐占10.4%,總容量達178萬蒸噸,年消耗原煤約7億噸,占全國煤炭消
耗總量的20%。工業鍋爐保有量、產量、產值見圖4-7。
由于我國煤炭資源稟賦的原因,燃煤鍋爐占工業鍋爐的65.7%,燃油(氣)
鍋爐占工業鍋爐的26.7%,其他燃料鍋爐占7.6%。但我國燃煤工業鍋爐整體能效
水平較低,其實際運行效率比國際先進水平低15個百分點左右,具有較大的節
能潛力。同時,燃煤工業鍋爐污染物排放強度較大,是重要污染源,年排放煙塵、
二氧化硫、氮氧化物分別約占全國排放總量的33%、27%、9%。近年來,我國出
現的大范圍、長時間嚴重霧霾天氣,與燃煤工業鍋爐區域高強度、低空排放的特
點密切相關。
圖4工業鍋爐保有量
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圖5工業鍋爐產量(蒸噸)
圖6工業鍋爐行業產值(萬元)
圖7不同類型鍋爐占比
圖7.1按不同燃料鍋爐劃分比例(臺數/蒸噸)
圖7.2按鍋爐壓力劃分比例(臺數/蒸噸)
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圖7.3按燃燒方式劃分比例(臺數/蒸噸)
圖7.4按容量劃分比例(臺數/蒸噸)
我國工業鍋爐行業存在的主要問題:
一是標準體系不夠完善。目前國內關于工業鍋爐和部分系統配套設備的獨
立能效標準已經初步建立,已有的標準多屬指導性的,未與設計規范、設備制造、
系統成套和實際應用相聯系,缺乏明確的工業鍋爐產品、系統配套設備和鍋爐系
統的綜合節能設計要求、鍋爐系統能效標準、節能產品評定標準及鍋爐系統運行
能效測試評定方法標準,使得工業鍋爐從產品的設計和用戶的選型上都存在很多
誤區。雖然目前已經制定了工業鍋爐的能效標準,但還是缺乏對于整個用能系統
進行監管的節能法規和執法體系。
二是技術裝備落后。大多數燃煤工業鍋爐容量較小,單臺平均容量僅為3.8
噸/時,其中2噸/時以下臺數占比達66.5%;鍋爐系統自控水平偏低,不利于工
況調節;高效鍋爐價格高、市場份額低、推廣難度大;產業集中度低,制造企業
數量多、規模小,技術水平普遍較弱。
三是鍋爐系統運行效率低。鍋爐選型裕度過大,運行負荷波動大,調節能
力有限,實際運行效率低。風機、水泵等輔機大多無負荷調節檔次。鍋爐水質大
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多不能達到國家標準要求,鍋爐結垢較為嚴重,熱效率下降明顯。運行管理粗放,
操作人員技術素質偏低。
四是燃料匹配性差。鍋爐燃料以未經洗選加工的原煤為主,煤種復雜、熱
值不穩定、灰分和含硫量高。與燃燒洗選煤相比,不僅降低了鍋爐效率,還加重
了環境污染。天然氣、生物質等清潔燃料比重很低。
五是環保設施不到位。10噸/時以下的燃煤工業鍋爐大多沒有配置有效的除
塵裝置,基本沒有脫硫脫硝設施,排放超標嚴重。由于污染源過于分散,環境監
管難度大,偷排等環境違法現象突出。
六是政策法規不完善。鍋爐設計、制造、運行、檢測等在節能環保方面的
技術規范和標準尚不完善,準入門檻較低。激勵和約束機制不健全,創新驅動不
足,市場缺乏節能減排的內生動力。
國務院于2013年印發了《大氣污染防治行動計劃》(國發〔2013〕37號),
要求全面整治燃煤小鍋爐。2014年國家發改委等七部門印發了《燃煤鍋爐節能
環保綜合提升工程實施方案》(發改環資[2014]2451號)要求加快制修訂鍋爐選
型及配套輔機選擇、經濟運行、能效測試評價方法等標準。2016年工信部發布
了《關于印發高效節能環保工業鍋爐產業化實施方案的通知》(工信廳節函
〔2016〕492號),要求強化標準引領,加快制定工業鍋爐系統節能標準,完善工
工業鍋爐節能標準,提高工業鍋爐系統效率,成為節能工作的當務之急。
(2)我國工業鍋爐能效標準現狀
目前我國已建立了較完善的工業鍋爐能效、排放、測試、監管標準體系,
關于工業鍋爐和部分配套設備的獨立能效標準已經基本建立,GB24500-2009《工
業鍋爐能效限定值及能效等級》是衡量工業鍋爐本體是否節能的強制性能效標準,
TSGG0002-2010《鍋爐節能技術監督管理規程》規定了鍋爐及其系統節能方面的
基本要求,TSGG0003-2010《工業鍋爐能效測試與評價規則》規定了工業鍋爐能
效測試與系統運行能效評價要求,GB/T10180-2017《工業鍋爐熱工性能試驗規
程》對工業鍋爐的性能評價做了要求,NB/T47035-2013《工業鍋爐系統能效評
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價導則》規定了工業鍋爐系統能效評價活動的原則、工作程序、評價內容等技術
要求。
根據調研結果,起草組認為GB24500-2009存在的主要問題如下:
1.工業鍋爐產品能效指標不健全,部分指標偏低。
目前缺少生物質鍋爐、煤粉工業鍋爐、高爐/焦爐煤氣鍋爐、電熱鍋爐產品
能效指標,天然氣鍋爐、燃煤鍋爐能效指標多年未修訂。燃氣鍋爐指標偏低,尤
其在冷凝鍋爐。不少高耗能低效鍋爐。以低價格流入市場,有些鍋爐熱效率指標
只有60%~70%。
2.GB24500與其他相關標準規范有不一致的地方,需要協調一致性。例如
能效限定值與TSGG002《鍋爐節能技術監督管理規程》、TSGG0002第一號修改單
需要保持一致。
3.缺少系統能效指標,在用鍋爐指標僅僅用瞬態的熱效率評價不科學
由于我國鍋爐安全監管范圍的原因,鍋爐制造企業、檢驗或測試機構、使
用單位大部分安全節能環保工作都是針對鍋爐本體開展,并沒有從鍋爐系統的
角度制定指標來約束管理運行的狀態。且我國工業鍋爐,特別是燃煤工業鍋爐
自動控制水平低自動控制水平低,依靠操作人員經驗調節鍋爐運行參數,由于
作業人員技術素質參差不齊,以及管理人員和操作人員的節能意識和技術水平
欠缺,使得鍋爐的運行效率遠遠達不到經濟運行的指標。
4.冷凝燃天然氣鍋爐熱效率計算方法不統一
現行的能效測試方法中熱效率計算也采用低位發熱量。目前國內鍋爐制造
企業與使用單位對于鍋爐節能環保愈發重視,使用燃天然氣鍋爐并加裝煙氣回收
裝置的越來越普遍,排煙溫度降低后依據現行標準對于部分燃天然氣鍋爐計算熱
效率超過100%,數據顯得不科學,也不利于對于冷凝鍋爐和非冷凝鍋爐的比較。
5.工業鍋爐產品的能效指標和實際運行脫節
目前現行的鍋爐產品能效指標都是基于鍋爐額定負荷狀況下制定的,而鍋
爐在實際運行過程中經常處于非額定負荷,我國工業鍋爐一般平均負荷率在
50%~70%之間,以瞬態的鍋爐熱效率作為工業鍋爐能效唯一指標,沒有考慮
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鍋爐負荷變化、燃料變化、管理因素、操作因素對鍋爐運行能效的影響,不利
于鍋爐使用單位了解鍋爐運行能效水平在同行業、同地區的位置,也不利于政
府掌握不同行業、不同地區工業鍋爐運行能效水平,督促不達標企業進行整改。
調查組認為:該標準的制訂將完善我國工業鍋爐能效標準體系,推動工業
鍋爐系統優化節能,從源頭上提高鍋爐效率,為工業鍋爐系統實施節能監督,開
展和規范鍋爐系統節能評價工作提供技術支撐。
(3)國外工業鍋爐節能環保標準經驗
美國工業鍋爐主要為油氣燃料,燃煤工業鍋爐較少,大多運行時間較長,
但運行效率高,在80%~82%。美國從2012年開始實施鍋爐系統能效提升工程,
從政策、標準、技術及管理等方面對鍋爐和管網系統實施綜合性的能效提升行動。
制定了新的強制性污染物排放標準,比如制定強制性的鍋爐最大可行控制技術
(MACT))標準、強制性鍋爐年度調檢規定,來推動節能減排技術的使用和清潔能
源的替代,美國對污染物排放控制巳經逐漸轉向依據最佳可行技術實施動態控
制。另外,出臺行動指南及實施細則,包括頒布鍋爐系統運行指南及替代技術指
南(例如:鍋爐調檢指南、鍋爐管網系統節能指南、利用熱電聯產替代指南等)
來明確怎么干,并提供技術培訓進行技術支持,美國能源部編制了蒸汽管網系統
工具軟件包、能源部清潔能源技術中心提供現場技術支持,并提供技術案例,然
后制定嚴格的監管方案,跟蹤用戶達標情況。美國對不同類型層燃鍋爐的煤質有
專門規定,形成了鍋爐專用煤標準,保證燃煤質量與鍋爐設計匹配。美國鍋爐均
嚴格按照設計規范設計,并不斷進行老鍋爐的技術改造,通過各種污染物減排措
施,如采用布袋除塵器、低NOx燃燒器、脫硫裝置等保證污染物達標排放。
通過對美國、歐盟、日本鍋爐能效指標的收集研究,并且與中國鍋爐能效
指標的對比,可得:中國鍋爐能效指標:鍋爐能效指標為額定負荷下熱效率測試
時值,能效等級分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級,按照層燃鍋爐、循環流化床鍋爐、燃油氣鍋
爐等爐型以及燃煤、燃油氣等燃料種類進行區分,燃料熱值選用收到基低位熱值;
在用工業鍋爐能效指標尚未制訂,一般要求為不低于鍋爐新產品能效指標的
90%;鍋爐系統能效指標未制訂;對鍋爐排煙溫度、過量空氣系數設立限定值。
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美國鍋爐能效指標:美國對于鍋爐鍋爐的要求為年平均燃料效率,突出反
映使用單位運行狀況;燃料分為燃油、燃氣和其他燃料,燃料熱值選用收到基
高位熱值;由于美國與中國不同,熱水鍋爐數量有限,對鍋爐系統的要求主要
依照ASME標準進行蒸汽系統評價,得出單位熱輸出和能耗量,識別節能機會,
并進行節能改造;對鍋爐排煙溫度、過量空氣系數未進行規定。
歐盟鍋爐能效指標:歐盟主要國家鍋爐新產品能效指標為不同負荷條件下
熱效率加權平均值,不分爐型,區分冷凝型鍋爐和非冷凝型鍋爐,不分燃料種
類;燃料熱值選用收到基低位熱值、高位熱值兩種;其工業鍋爐能效指標為不
同運行負荷下的鍋爐能效熱效率,用于評價鍋爐運行狀況;鍋爐系統能效指標
未制訂,但是對于鍋爐使用單位有年度的節能要求;對鍋爐排煙溫度、過量空
氣系數未進行規定;此外,歐盟還對鍋爐排煙熱損失進行了特殊規定,要求排
煙熱損失不能大于9%。
日本鍋爐能效指標:日本鍋爐能效指標與中國、美國、歐盟都不相同,其
鍋爐能效指標不是熱效率標準,而是選用排煙溫度和過量空氣系數作為能效控
制值,爐型按照燃料分為固體燃料(固體燃料爐型分為固定床和流化床)、液
體燃料和氣體燃料,排煙溫度和過量空氣系數分為基準值和目標值,也并沒有
按照鍋爐新產品、在用鍋爐、鍋爐系統進行區分
對于能效環保指標的設立,美國主要體現了節能環保統一的原則,對于CO
這一主要影響鍋爐能效的參數列入排放限制中進行規定,同時MACT標準以整體
能效排名前12%作為標桿,體現了鍋爐節能環保一體的思路。此外對于能效指標,
不以鍋爐熱效率為主,DOE最低能效標準和能源之星都是以企業或行業年度燃料
效率AFUE的概念出現,更加貼近設備的運行與企業的生產,能夠更加真實科學
的反映能效水平。美國重視系統能源利用的概念,特別是通過對于鍋爐運行狀況
的評估主要以系統能源評估,以能源人工投入與熱量產出比作為依據,評價系統
的運行狀況并發現系統運行的問題,識別出整個系統或企業存在的潛在節能機
會,運用DOE開發的SSAT,SSMT,決策樹等分析軟件分析實現節能機會的資金
投入產出比,最終選擇最優方案實現能源利益最大化,從而促進落后能夠科學的
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提升自身水平。
歐盟采用鍋爐效率導則(Guidelines92/42/EUCouncil)規定了生活和商業
供熱鍋爐的最低熱效率要求(minimumefficiency)。德國規定了更細致的標準效
率,需要選取五個不同負荷下的鍋爐效率進行加權平均,才能獲得鍋爐的標準效
率。如DIN4702-8CentralHeatingBoiler;DeterminationOfTheStandard
EfficiencyAndTheStandardEmissivity規定鍋爐負荷分別為13%、30%、39%、
48%和63%的效率,測試計算獲得鍋爐的標準效率后,按標準效率將鍋爐進行分
類。
英國的燃油、燃氣生活和商業供熱鍋爐的標準效率被稱為SEDBUK
Efficiency(SeasonalEfficiencyofDomesticBoilerintheUK,按高位發
熱值計算),通過選取滿負荷效率和30%負荷效率進行計算得到。標準效率都分
成7級,即A、B、C、D、E、F、G,其中A~C為冷凝式鍋爐,D級是最好的
非冷凝式鍋爐。其中A級鍋爐效率90%及以上,B級鍋爐效率86%~90%,C級
鍋爐效率82%~86%,D級鍋爐效率78%~82%,E級鍋爐效率74%~78%,F級鍋
爐效率70%~74%,G級鍋爐效率70%以下。
圖8英國鍋爐能效指標及分級
德國規定了非常細致而且嚴格的標準效率值,通過選取五個不同負荷下的
鍋爐效率進行加權平均,確定鍋爐的標準效率,該標準效率稱為德國標準效率。
如DIN4702-8規定了鍋爐負荷分別為13%,30%,39%,48%,63%。根據
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測試結果計算將鍋爐分為7個等級,分別為:1975年制造的恒定供熱溫度鍋爐
(標準效率為65%-80%),標準鍋爐(標準效率為82%-88%),低溫鍋爐
(標準效率為88.5%-91.5%),現代型低溫鍋爐(標準效率為92%-95%),
冷凝式鍋爐(標準效率為97.5%-99.5%),改進型冷凝式鍋爐(標準效率為
101%-105%)。
圖9法國鍋爐能效指標
(二)標準內容介紹
1標準適用范圍
本標準對工業鍋爐的范圍適當擴大,將除了電站鍋爐之外的大部分鍋爐類型
納入工業鍋爐范圍,常壓鍋爐、生活鍋爐也納入本標準工業鍋爐范疇,壓力不做
太多限制。鍋爐類型增加生物質、室燃(煤粉)、電鍋爐、有機熱載體鍋爐的能
效指標,不增加垃圾鍋爐的能效指標,因為垃圾鍋爐的燃料復雜,沒有測試方法。
將原來標準范圍修改為:本標準適用于下列以煤、油、氣、生物質、電為燃
料、以水或有機熱載體為介質的固定式鋼制鍋爐:a.額定蒸汽壓力≥0.1Mpa的
蒸汽鍋爐;b.額定出水壓力≥0.1Mpa且額定功率≥0.1MW的熱水鍋爐。
明確工業鍋爐范圍,參考GB10180-2017。
2規范性引用文件
增加以下相關引用文件:
GB13271鍋爐大氣污染物排放標準
TSGG0002鍋爐節能技術監督管理規程
NB/T47066冷凝鍋爐熱工性能試驗方法
3術語和定義
該標準增加了冷凝燃氣鍋爐的效率指標要求,因此在術語與定義中增加了
16
冷凝燃氣鍋爐的定義:CondensingGas-firedBoiler煙氣中的水蒸氣連續凝
結釋放氣化潛熱的燃氣鍋爐。
4技術要求
增加“4.1基本要求”:工業鍋爐的技術、安全、環保要求應符合GB13271、
TSGG0002,工業鍋爐的設計、制造應遵照節能、節材的原則。
明確鍋爐效率的計算范圍,按GB10180工業鍋爐熱工性能試驗規程的鍋爐系
統邊界確定。冷凝燃氣鍋爐熱效率基于低位發熱量計算。
4.2工業鍋爐能效等級
修改為:工業鍋爐能效等級分為3級,其中1級能效最高。各級層狀燃燒鍋
爐在額定工況下的熱效率值均應不低于表1的規定。各級流化床燃燒鍋爐在額定
工況下的熱效率值均應不低于表2的規定。各級燃油燃氣鍋爐在額定工況下的熱
效率值均應不低于表3的規定。其中,燃氣鍋爐未發生煙氣冷凝時按表3-1執行,
發生煙氣冷凝且熱量回收利用時按表3-2執行。各級室燃(煤粉)鍋爐、水煤漿
鍋爐在額定工況下的熱效率值均應不低于表4的規定。各級電加熱鍋爐在額定工
況下的熱效率值均應不低于表5的規定。
增加“4.4工業鍋爐節能評價值”工業鍋爐節能評價值在額定工況下的熱效
率值均應不低于表1、表2、表3、表4、表5中2級的規定。
對能效具體指標的修改依據如下:
1.能效限定值與TSGG0002第一號修改單內容進行調整,保持與TSG的一致
性,節能評價值適當調整。對表1層燃鍋爐熱效率指標、表3循環流化床熱效
率指標進行適當調整,能效限定值與TSGG0002第一號修改單內容進行調整,保
持與TSG的一致性。
2.表2:刪除“表2拋煤機鏈條爐的熱效率”,在表1層燃鍋爐熱效率的注
中說明拋煤機鍋爐可以按照層燃鏈條爐排執行。
3.增加冷凝燃氣鍋爐熱效率指標。增加表4-2冷凝燃氣鍋爐熱效率,說明在
排煙溫度高于露點溫度時按表4-1執行,低于露點溫度時按表4-2執行,按低位
發熱量計算效率。
17
4.增加煤粉鍋爐熱效率指標要求。各級室燃(煤粉)鍋爐、水煤漿鍋爐在額
定工況下的熱效率值均應不低于表4的規定。
5.增加生物質鍋爐熱效率指標要求,按照層燃鍋爐和流化床鍋爐進行重新組
合,放入表1和表2中,參考NB/T47062-2017生物質成型燃料鍋爐的標準要求。
對層狀燃燒生物質鍋爐按表1執行,對流化床燃燒鍋爐在額定工況下的熱效率值
按表2執行。
6.增加電鍋爐熱效率指標要求。各級電加熱鍋爐在額定工況下的熱效率值均
應不低于表5的規定。
7.增加有機熱載體鍋爐的要求,按相應爐型執行。
5試驗方法
增加“5.2冷凝鍋爐熱工性能試驗方法NB/T47066”。
(三)本標準內容與減排、安全、質量的協調
本標準側重工業鍋爐能效限定值及能效等級評價,但并未將節能與減排、安
全和質量割裂起來,保持與其他標準規范相一致。與TSGG0003《工業鍋爐能效
測試與評價規則》、TSGG002《鍋爐節能技術監督管理規程》、TSGG0002第一號
修改單、GB/T15317《燃煤工業鍋爐節能監測》、GB/T17954《工業鍋爐經濟運行》
等規范相協調一致。本標準的前提是工業鍋爐的技術、安全、環保要求應符合
TSGG0001、TSGG0002、GB50041、GB13271等,工業鍋爐的設計、制造應遵守
節能、節材的原則,鍋爐應在環保達標的前提下符合能效指標要求。本標準的3
級指標能效限定值與TSGG0002第一號修改單保持一致。
(四)標準建議
1.該標準提出了鍋爐本體的能效指標,沒有提出工業鍋爐系統的評價的指標
還不完善,有待進一步積累數據后完善。
2.該標準沒有給出不同負荷下能效指標,只給出額定工況下標準,待將來數
據積累后再修訂標準。因為實際運行中大部分鍋爐無法長時間在額定負荷下運
行,從而造成指標值與現實情況不符,可參照美國采用年平均燃料效率,歐盟采
用不同負荷下熱效率加權平均的做法,建議將鍋爐能效指標完善為不同負荷下的
18
熱效率或加權平均值,同時形成鍋爐能效曲線,充分反映鍋爐不同運行負荷下運
行的綜合狀況。
3.燃料發熱量的統一
目前國內燃料的發熱量參與計算的是低位熱值,導致燃氣鍋爐效率超100%,
而歐美發達國家使用的是高位熱值,計算基準的差異在國際招投標中往往會引起
歧義,但是國內企業長期以來使用低位發熱量,要改為高位發熱量涉及很多方面
的修改,是一個系統工程,需要長時間工作。
19
GB24500《工業鍋爐能效限定值及能效等級》
標準修訂
編制說明
(征求意見稿)
0
一、標準工作簡況
(一)任務來源
本標準由中國標準化研究、機械工業節能與資源利用中心、上海工業鍋爐
研究所提出,2013年6月正式向全國能源基礎與管理標準化技術委員會提出制
定該項標準,并向國家標準化管理委員會提交標準制定建議書。
經國家標準化管理委員會研究批準該標準立項,在2014年下達的國家標準
制修訂計劃中公布了該標準制定計劃編號:20141756-Q-469。
(二)標準存在的主要問題
經調研GB24500存在的主要問題和修訂的原因:
1)GB24500-2009已實施9年,按4-5年需修訂的原則早就該修訂。
2)鍋爐范圍、類型和能效指標有新的變化,指標需要調整。我國工業鍋爐
制造節能技術在近年來有較大的發展,新的鍋爐類型不斷增加并占有越來越多的
市場比例,例如,近年來冷凝鍋爐、生物質鍋爐、煤粉鍋爐、電鍋爐、有機熱載
體鍋爐、水煤漿鍋爐等。
3)部分鍋爐的節能評價值偏低,特別是燃油氣鍋爐的熱效率值較低。
4)GB24500與其他相關標準規范有不一致的地方,需要協調一致性。例如
能效限定值與TSGG002《鍋爐節能技術監督管理規程》、TSGG0002第一號修改單
需要保持一致。
5)根據標準化改革精神,需要適當調整標準適用范圍。
(三)編制標準的目的與意義
GB24500《工業鍋爐能效限定值及能效等級》是工業鍋爐產品的能效標準,
它是衡量工業鍋爐本體是否節能性合格的強制標準,同時也是確定工業鍋爐本體
是否是節能先進產品的標準。通過修訂《工業鍋爐能效限定值及能效等級》標準,
進一步擴大標準覆蓋范圍,適當調整標準要求,從而完善工業鍋爐能效等級、能
效限定值、節能評價值及試驗條件,提高我國工業鍋爐系統效率。該標準的修訂
將完善我國工業鍋爐系統節能標準體系,為從源頭上提高鍋爐效率,降低能耗,
1
開展和規范鍋爐系統節能評價工作提供基礎支撐,對行業節能和評價工作意義重
大。
本標準作為工業鍋爐能效等級、能效限定值、節能評價值的評價依據,是
實施工業鍋爐節能監督、節能產品評價工作的基礎。能效限定值是淘汰制度、行
業準入制度、強制標準監督檢查的依據。為市場準入、高耗能產品淘汰,編制耗
能產品淘汰目錄、固定資產評估等工作提供依據。節能評價值是節能產品認證、
節能產品目錄、鼓勵性財政政策、政府采購政策的依據,對實施例如自愿性的節
能認證制度、政府節能采購、企業所得稅優惠、節能產品推廣目錄、能效等級強
制性能效標識制度、節能產品惠民政策、領跑者鼓勵制度等工作提供數據支撐。
二、標準制定的依據與原則
1.GB/T1.1—2009《標準化工作導則第1部分:標準的結構和編寫》。
2.該標準要與相關標準做好銜接,尤其是工業鍋爐特設規、環保標準、鍋
爐房規范等標準要求很好的銜接。能效標準所涉及的應是量大面廣產品,符合產
品質量、安全等標準的合格產品。
3.該標準應盡量與國際相關標準接軌,但也要充分考慮我國工業鍋爐相關
設備的實際情況和發展水平,使本標準具有很高的科學性、先進性和可操作性,
促進我國高效工業鍋爐和相關用能設備和節能技術的發展,增強我國工業鍋爐及
設備在國內、國際市場上的競爭力;
4.該標準的內容是我國能源政策實施的依據,所以標準中的能效指標要求
應反映出我國能源政策的導向。評價指標能充分、客觀反映工業鍋爐節能需求。
5.能效指標的數據確定原則:一級指標<5%;二級指標<20%;三級指標<65%;
淘汰產品比例10%。如圖1所示。
2
圖1能效指標確定原則
三、標準編制的主要過程
該標準由中國標準化研究院和機械工業節能與資源利用中心、上海工業鍋
爐研究所聯合組建的標準起草工作組制定。從2014年立項至今(送審稿為止),
歷時4年時間,共經歷了預研、起草、征求意見、送審稿編寫等4個階段,現簡
述如下:
(一)信息調研
2015年中國標準化研究院與機械工業節能與資源利用中心、上海工業鍋爐
研究所對國內工業鍋爐能效現狀進行了調研。走訪了多家鍋爐生產企業、用戶和
設計研究機構,對工業鍋爐現狀及能效標準的運行現狀進行了調研。同時通過文
獻調研、與美國ASME等機構的調研等方式借鑒國外工業鍋爐節能環保標準經驗,
具體內容分析見第四部分。
(二)標準制定工作的啟動
2016年5月6日在中國標準化研究院召開了“國家標準GB24500《工業鍋爐
能效限定值及能效等級》修訂啟動會暨第一次工作會議。全國能源基礎與管理標
準化技術委員會、國家質檢總局代表和標準工作組成員共24人18家單位,主要
來自鍋爐生產企業、設計單位、研究機構、大學院校、節能服務公司、行業和節
能主管部門,以及標準化研究機構等。全國能源基礎與管理標準化技術委員會、
中國標準化院、上海工業鍋爐研究所、中國特種設備檢測研究院、西安交大鍋爐
研究所、美國能源基金會、山東省特種設備檢驗研究院、遼寧省安全科學研究院、
廣州天鹿鍋爐有限公司、泰山集團、雙良集團、天津寶成機械制造有限公司、特
富鍋爐有限公司、華西能源工業股份有限公司、湘潭鍋爐有限公司、杭州燃油鍋
3
爐有限公司、福建永恒能源管理有限公司、北京志誠宏業智能控制技術有限公司
等相關單位和企業的專家參加了會議。
會中標準化技術委員會和行業主管部門相關領導講話,對該標準的制定給予
了充分的可定,國家質檢總局特設局冷浩處長出席了會議并發表講話,肯定了該
標準修訂工作的重要意義,指出工業鍋爐是重要的能源轉化設備,鍋爐能效標準
在推進節能減排中起了十分重要的作用,國家非常重視對強制性標準的清理和整
合工作,本次修訂工作要從標準的覆蓋范圍、技術指標等方面做好與其他標準的
銜接。標準負責人趙躍進介紹了能效標準與相關節能政策、標準化改革對能效標
準的影響、我國工業鍋爐的應用與生產情況及標準修訂工作的背景、原則與要求。
與會專家充分討論了標準的范圍、原則和主要內容。會議認為,我國工業鍋爐制
造節能技術近年來有很大發展,為了適應市場發展,能效標準指標和適用范圍亟
需做相應調整。此次修訂工作本著覆蓋量大面廣的產品類型、反應國家能源政策
導向、在檢測方法和采用的能效指標類型上與國際標準并軌等原則,保證標準修
訂工作的科學性、規范性、適用性。會議確定了標準主要內容和具體要求,并規
定了編寫大綱的單位、人員和時間表,確定了任務分配及工作安排。
圖2標準啟動會會場
4
表1標準編制工作分工
單位編寫章節、工作內容
中國標準化院總體安排
機械工業技術發展基金會(機械工業節能
組織召開會議,推進標準進度
與資源利用中心)
中國電器工業協會工業鍋爐分會(上海工
負責標準內容匯總
業鍋爐研究所)
遼寧省特檢院編寫檢測相關內容
泰山集團
編寫層燃鍋爐、流化床鍋爐、層燃+
天津寶成機械制造有限公司
室燃復合燃燒鍋爐章節
湘潭鍋爐有限公司
江蘇雙良公司
特富鍋爐有限公司
編寫燃油燃氣鍋爐章節
方快鍋爐有限公司
北京志誠宏業智能控制技術有限公司
華西能源有限公司編寫生物質鍋爐章節
杭州燃油鍋爐有限公司
煤炭科學研究總院編寫煤粉工業鍋爐章節
福建永恒能源有限公司
西安交通大學鍋爐研究所
廣州天鹿鍋爐有限公司
提供技術支撐
江蘇太湖鍋爐有限公司
山東華源鍋爐有限公司
5
(三)《標準編制工作大綱》的編寫
啟動會后,標準編制工作進入了《標準編制工作大綱》的編寫階段,進過標
準起草組成員的共同努力,2016年11月底基本完成了《標準編制工作大綱》的
編寫。起草組于2016年12月2日在北京召開了起草組討論會,對大綱的內容做
了進一步的確認,并完善了大綱的具體內容。使大綱除了進一步明確所依據的相
關標準、該標準所涉及的技術范圍外,還明確了標準的每一章、每一節的具體內
容,以及每一章或每一節負責編寫單位的分工,編寫進度時間表和標準編寫時需
注意的事項。
制訂工作進度安排
(1)2014年3月~2016年5月,項目立項申請,編制總體工作方案并成立
標準制定工作組;
(2)2016年12月,召開起草工作組會議,討論確定標準制訂工作技術路線
和標準大綱,并進行工作組分工;
(3)2017年1月~12月,收集相關資料,編寫標準討論稿;
(4)2018年1月~11月,起草組調研、討論、修改,編寫標準征求意見稿;
(5)2018年12月~2019年3月,標準征求意見稿向社會廣泛征求意見;
(6)2019年4月,收集意見,召開標準研討會,討論并處理意見,修改編
寫標準送審稿;
(7)2019年5月,由全國能標委組織標準審查;
(8)2019年6月,根據審查意見修改標準,完成標準
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