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文檔簡介
《工業鍋爐系統節能設計指南》國家標準
修訂
編制說明
(征求意見稿)
《工業鍋爐系統節能設計指南》標準工作組
2023年10月
1
一、標準工作簡況
(一)任務來源
根據國家標準化管理委員會關于下達2022年第三批國家標
準專項計劃,GB/T34912《工業鍋爐系統節能設計指南》項目編
號:20220838-T-469(修訂GB/T34912-2017)。本標準由全國
能源基礎與管理標準化技術委員會提出和歸口。
(二)編制標準的目的與意義
為應對氣候變化,實現綠色、低碳、高質量發展,習近平總
書記于2020年9月22日宣布中國將力爭于2030年前達到碳排
放峰值,并努力爭取2060年前實現碳中和。根據《“十四五”
現代能源體系規劃》,我國能源結構將向綠色低碳方向快速轉型,
煤炭消費量將逐步下降,工業電氣化水平加速,清潔能源產業將
不斷壯大。
鍋爐是重要的能源轉換設備,廣泛應用于工業領域各個行
業,也是能源消費大戶和重要的大氣污染源,是實現雙碳目標的
重要裝備。截至2022年底,我國在用鍋爐數量32.92萬臺,021
年全國煤炭消費量為40.4億噸原煤,工業燃煤鍋爐消耗原煤約
5億噸,約占全國煤炭消耗總量12.4%,工業燃煤鍋爐節能降碳
的潛力巨大。
“十三五”以來,隨著國家“煤改氣、煤改電”等能源環保
政策的深入推進,工業鍋爐行業發生了深刻的變化,傳統工業燃
煤鍋爐市場日趨萎縮,35t/h以下的小容量工業燃煤鍋爐的數量
逐年下降,工業燃煤鍋爐向著大容量、高效、環保、低碳方向發
2
展。清潔能源和可再生能源利用率不斷提高,余熱深度利用不斷
重視,燃氣鍋爐、余熱鍋爐、生物質鍋爐、電鍋爐等清潔鍋爐市
場不斷發展。工業燃煤鍋爐多能互補不斷加強,形成綜合能源供
應系統,與高效熱泵、余熱余壓利用、智慧能源管控等一體化系
統不斷融合,工業鍋爐節能低碳技術裝備得到進一步推廣和應
用。
近年來,隨著行業的發展和技術進步,工業鍋爐產品設計、
制造水平有了明顯的提高,然而整個工業鍋爐系統實際運行能效
水平還是有較大差距,我國燃煤工業鍋爐平均運行效率為
70%~80%,比國際先進水平低10個百分點。我國工業燃煤鍋爐仍
存在一些問題:一是燃煤鍋爐的節能環保水平還有待提升;二是
技術裝備落后、經濟運行水平不高;三是余熱深度利用水平還有
待提高。提高工業鍋爐系統效率不僅僅是鍋爐本身,而是與整個
系統的合理協調配置、系統優化等諸多因素相關。因此,迫切需
要對工業鍋爐系統的節能設計與評價標準進行修訂完善。
本次修訂工作主要開展了以下工作:
一是落實雙碳目標要求,加強系統節能降碳的觀念。體現最
新的工業鍋爐產業發展情況,對未來工業鍋爐系統節能低碳設計
提出要求,從源頭提高能效、降低污染物和碳排放。強調鍋爐系
統成套性,輔機的相互匹配、鍋與爐的匹配、負荷匹配。針對鍋
爐選型裕度過大、負荷率低、輔機配套不合理、自動化水平低等
問題提出設計要求。
3
二是增加冷凝燃氣鍋爐、生物質鍋爐、電加熱鍋爐、有機熱
載體鍋爐等鍋爐系統節能設計要求,以及特殊環境下(如高原地
區)鍋爐系統節能設計要求。
三是根據新型能源系統要求,加強多能互補、分布式能源系
統、工業電氣化、與可再生能源耦合方面的要求,增加儲能系統。
四是增加工業鍋爐綠色設計、生態設計、綠色工廠、綠色供
應鏈方面的要求。加強控制系統匹配優化和信息化節能,融入物
聯網、智慧監測的思路。
五是工業鍋爐系統的容量和范圍要根據最新的發展情況確
定,范圍在現有基礎上可進一步擴大。
六是附錄增加高耗能行業工業鍋爐系統典型應用場景的應
用案例,結合典型爐型、應用場景,做參考性附錄。增加系統優
化匹配、多能互補、高原高濕環境、電熱儲能等應用案例。
七是協調GB/T34912-2017與其他相關法規、標準的一致性。
《工業鍋爐系統節能設計指南》規定了工業鍋爐系統節能設
計、鍋爐選型、汽水系統及設備選型、燃料和灰渣的儲運系統及
設備選型、風煙系統及設備選型、余熱回收、設備和管道保溫、
熱工檢測與控制、特殊環境鍋爐要求等。包含燃煤、燃油燃氣、
生物質、電鍋爐、有機熱載體鍋爐等。是實施工業鍋爐節能設計、
節能監督、節能產品評價工作的基礎。工業鍋爐系統節能設計是
促進工業鍋爐系統設備的的高效設計、運行、改造奠定了基礎,
對工業鍋爐節能降耗具有重要意義?!豆I鍋爐系統節能設計指
4
南》的發布與實施,符合當時國家關于工業鍋爐節能要求,從源
頭上控制了高耗能工業鍋爐進入市場,對提高鍋爐產品設計水平
有促進作用。
通過本次修訂,擴大標準覆蓋范圍,適當調整要求,新增高
原環境鍋爐、生物質、冷凝燃氣鍋爐、有機熱載體鍋爐、電鍋爐
等,對其他類型的鍋爐相關要求進行修改完善。工業鍋爐系統節
能設計要求按最新的要求進行了更新,增加雙碳目標約束下對工
業鍋爐的要求,增加了工業鍋爐綠色生態設計、綠色工廠、綠色
供應鏈、原始排放濃度、碳排放等內容的要求。加強工業電氣化、
與可再生能源耦合方面的要求,增加儲能系統,增加多能互補系
統設計,熱泵、地熱等新能源的耦合節能設計,以及增加高原環
境、高濕環境等復雜環境下的鍋爐系統節能設計要求,氣候補償
等。
本標準主要規范工業鍋爐各工藝系統的配套原則、設計要求
和設備選型,強調工業鍋爐各工藝系統內部及各工藝系統之間在
功能和性能指標方面的協調性、統一性,以提高整個系統的能源
利用率。將從設計階段開始指導和要求工業鍋爐系統在合理的工
況下運行,將鍋爐系統節能工作前移到設計階段,指導鍋爐設計
人員合理采用工業鍋爐系統的節能技術和設備,將完善我國工業
鍋爐系統節能標準體系,從源頭上提高我國工業鍋爐系統效率,
降低污染物排放。為工業鍋爐系統開展和規范鍋爐系統節能評價
工作提供技術支撐,為工業鍋爐節能監察、節能評價工作提供依
5
據,完善工業鍋爐節能標準體系,源頭上提高工業鍋爐效率,降
低能耗,進一步挖掘工業鍋爐的節能潛力意義重大。
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.本標準應與鍋爐相關技術法規、標準相協調,尤其是與
TSG91-2021《鍋爐節能環保技術規程》、工業鍋爐節能設計標
準、環保標準、鍋爐性能試驗標準等做好銜接。能效標準所涉及
的鍋爐類型應是量大面廣產品,符合產品質量、安全等標準的合
格產品。
3.本標準應盡量與國際相關標準接軌,但也要充分考慮我國
工業鍋爐的實際情況和技術發展水平,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節能技術的發
展,提高我國工業鍋爐在國內、國際市場上的競爭力。
4.本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。
三、標準編制的主要過程
本標準由中國標準化研究院牽頭,機械工業節能與資源利用
中心(機械工業技術發展基金會)、中國特種設備檢測研究院、中
元國際工程有限公司、上海工業鍋爐研究所有限公司、西安交通大學、
6
上海交通大學、清華大學、哈爾濱工業大學、泰山集團股份有限公司、
中國聯合工程有限公司、無錫華光工業鍋爐有限公司、沈陽世杰電器
有限公司、江蘇雙良鍋爐有限公司、蘇州海陸重工股份有限公司、北
京志誠宏業智能控制技術有限公司、方快鍋爐有限公司、廣州天鹿能
源科技有限公司、北京冠業偉業工程設計有限公司、中科院工程熱物
理研究所、哈爾濱紅光鍋爐集團有限公司、太原鍋爐集團有限公司、
浙江力聚熱能裝備股份有限公司、福建省特種設備檢驗檢測院和青海
省特種設備檢驗檢測院等單位參與,共同開展標準修訂工作。工作
方法及路線圖如下:
(一)信息調研
2023年中國標準化研究院與機械工業節能與資源利用中心、
中國特種設備檢測研究院、中元國際工程公司、中國聯合工程公
司以及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、用戶和研究機構等,對工業鍋爐
現狀及能效標準的運行現狀進行了調研。
編制組組織行業相關單位及專家對鍋爐行業進行了多次調
研。赴黑龍江省、河北省、江蘇省、陜西省、甘肅省、山東省等
地調研了鍋爐能效標準實施情況。調研對象選擇具有代表性的行
業龍頭制造企業、用戶、檢測單位、研究院所、第三方服務機構,
產品覆蓋了燃煤鏈條爐排鍋爐、燃煤循環流化床鍋爐、燃油燃氣
鍋爐、生物質鍋爐、余熱鍋爐、燃煤循環流化床鍋爐、煤粉工業
鍋爐、冷凝燃氣鍋爐、有機熱載體鍋爐、電鍋爐等類型。主要調
7
研單位包括:哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、哈爾濱紅光鍋爐有限
公司、江蘇雙良鍋爐有限公司、無錫華光鍋爐有限公司、西安交
通大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、中元國際股份有限公
司等單位。通過實地考察、專家研討,為本標準編制工作奠定了
扎實基礎。
(二)標準制定工作的啟動
2023年3月14日在江蘇無錫召開了“國家標準《工業鍋爐
系統節能設計指南》修訂啟動會暨第一次工作會議”。中國標準
化研究院、中國電器工業協會工業鍋爐分會、機械工業節能與資
源利用中心(機械工業技術發展基金會)、中國特種設備檢測研
究院和標準工作組成員參加了會議,包括鍋爐制造企業、鍋爐監
督檢驗機構、設計單位、研究機構、用戶、節能服務公司等。中
元國際工程有限公司、中國聯合工程有限公司、無錫華光環保能
源集團股份有限公司、蘇州海陸重工股份有限公司、江蘇雙良鍋
爐有限公司、泰山集團股份有限公司、方快鍋爐有限公司、沈陽
世杰電器有限公司、北京志誠宏業智能控制技術有限公司、迪森
(常州)鍋爐有限公司、中國科學院工程熱物理研究所、福建省
鍋爐壓力容器檢驗研究院、清華大學、上海交通大學、哈爾濱工
業大學等鍋爐產業鏈相關行業協會、科研院所、主要制造企業及
系統配套企業代表和行業專家等相關單位和行業專家參加了會
議。
會上,中國標準化研究院、中國電器工業協會工業鍋爐分會
8
和特種設備主管部門有關領導講話,對本標準的制定和修訂給予
了充分的肯定,機械工業節能與資源利用中心主任侯睿出席了會
議并發表講話,肯定了該標準修訂工作的重要意義,他指出工業
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工作
中起了十分重要的作用,本次修訂工作要從標準的覆蓋范圍、節
能設計指標等方面做好與其他標準的銜接。標準負責人劉韌進介
紹了節能設計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較大發展,為了
適應市場發展,節能設計標準指標和適用范圍亟需做出相應調
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、在節能設計要求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。
9
圖1標準啟動會會場
(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,起草組經多次討論后,于2023年3月底完成了《標準
編制工作大綱》的編寫,完善了大綱的具體內容,明確了標準每
一章節的具體內容及任務分工,確定了工作進度時間表和標準編
寫時需注意的事項。
工作進度安排如下:
(1)2023年3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)2023年3月14日,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編制大綱,并進行工作組分工;
(3)2023年3月~2023年4月,收集相關資料,編寫標準討
論稿;
10
(4)2023年4月~2023年7月,起草組調研、討論、修改,
編寫標準征求意見稿;
(5)2023年7月,在福建省召開了標準研討會,并邀請行業
30個企業和專家進行了研討;
(6)2023年8月~2023年10月,修改完善后形成標準征求
意見稿;
(四)數據支撐來源
鍋爐系統節能設計標準的數據主要來源于四個方面,起草組
依據下述數據進行分析整理,確定鍋爐類型和熱效率:
一是典型工業鍋爐制造企業調研。起草組根據鍋爐類型和容
量選擇了30多家有代表性的企業進行了調研,收集主要工業鍋
爐產品現狀和節能設計方法。
二是根據中國特種設備檢測研究院統計的行業企業情況數
據。自2012年3月1日工業鍋爐能效測試平臺開通運行以來,
已有不同制造企業生產的7700多個型號規格的產品定型能效測
試、16000多臺在用鍋爐運行能效測試數據。平臺中積累了較為
全面、準確性高、可比性強的指標,包括熱效率、熱損失等在內
的與工業鍋爐能效相關的測試數據。
三是根據中國電器工業協會工業鍋爐分會的行業統計數據
進行分析。
四是對近年來機械工業節能與資源利用中心配合國家工信
部開展的《國家工業節能技術裝備推薦目錄》、《“能效之星”裝
11
備目錄》(7批)共涉及200項工業鍋爐產品的數據進行分析。
(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編制標準討論稿,并
廣泛征求行業意見,經過多次修改和征求意見,形成了征求意見
稿。
2023年7月6日在福建召開了“GB/T《工業鍋爐系統節能
設計指南》項目編號:20220838-T-469(修訂GB/T34912-2017)
標準修訂征求意見討論會”。中國標準化研究院、中國特種設備檢
測研究院、中元國際工程有限公司、西安交通大學、哈爾濱工業大學、
泰山集團股份有限公司、中國聯合工程有限公司、無錫華光工業鍋爐
有限公司、沈陽世杰電器有限公司、江蘇雙良鍋爐有限公司、蘇州海
陸重工股份有限公司、廣州天鹿能源科技有限公司、浙江力聚熱能裝
備股份有限公司和青海省特種設備檢驗檢測院等標準工作組成員共
18家單位24位代表出席了會議。會議主要圍繞《工業鍋爐系統
節能設計指南》(討論稿)進行研討,逐條討論了征求意見的內
容,根據討論意見修改形成征求意見稿,并確定了下一步工作任
務。同時,會議就關于加強鍋爐能效提升工作的措施展開了專題研討。
12
圖2標準征求意見討論會
四、本標準修訂工作的主要內容
1、修改了標準的適用范圍;
標準的適用范圍進行了擴充,適用于以水為介質、單臺鍋爐
額定出口蒸汽壓力為0.1MPa~3.8MPa、額定蒸汽溫度小于或等
于450℃的工業蒸汽鍋爐系統,以及單臺鍋爐額定熱功率為
0.7MW~174MW、額定出口水壓為0.1MPa~2.5MPa的工業熱
水鍋爐系統。本標準除了繼續保留層燃鍋爐、流化床鍋爐、燃油
燃氣鍋爐外,還增加了生物質、電加熱鍋爐、高原鍋爐、工業電
熱儲能鍋爐的要求。
2、規范性引用文件增加了以下相關引用文件:
本標準更新了引用標準,增加了GB/T18342商品煤質量鏈
13
條爐用煤、GB/T20626特殊環境條件高原電工電子產品、GB/T
32224熱量表、GB/T36699鍋爐用液體和氣體燃料燃燒器技術條
件、GB/T50109工業用水軟化除鹽設計規范、GB50229火力發
電廠與變電站設計防火標準、GB/T51366建筑碳排放計算標準、
DL/T468電站鍋爐風機選型和使用導則、NB/T34024生物質成
型燃料質量分級、NB/T47034工業鍋爐技術條件、NB/T47061
工業鍋爐系統能源利用效率指標及分級、NB/T47062生物質成
型燃料鍋爐。
3、工業鍋爐系統節能設計總體要求
根據當前國家碳達峰、碳中和的目標要求,對節能設計的總體要
求進行了更新。4.1.6增加對電鍋爐的負荷率要求,電鍋爐最小
負荷率不低于10%。4.1.8改為鍋爐系統所有用能設備應選用能
效指標符合國家規定的節能產品。鼓勵研究和應用新材料、新技
術、新工藝,提高鍋爐及其系統能源轉換利用效率、減少二氧化
碳和大氣污染物排放,并符合當地碳達峰、碳中和及環保要求。
4.3.7增加生物質鍋爐的燃料資料要求,生物質成型燃料鍋爐的
燃料質量應符合NB/T34024的要求。
4.6其他要求中增加了儲能、多能互補、加強可再生能源耦
合、加強綜合能源管理等要求。
4.6.1結合當地氣候和自然資源條件分析、電網規劃及技術
經濟比較,合理利用可再生能源。
對耦合系統明確要求,多能互補等。同一供熱系統內宜選擇多能
14
互補綜合能源系統。
4.6.2耦合可再生能源的工業鍋爐系統,可再生能源利用宜
采用分布式,就近消納。
4.6.3耦合可再生能源的復合系統宜采用能源管理系統,實
現對系統能耗的監測、數據分析和運行管理。
4.6.4耦合可再生能源的復合系統,應根據實際運行狀況制
定實現全年可再生能源優先利用的運行方案及操作規程。
4.6.5蓄熱裝置應根據經濟技術情況和逐時負荷,確定蓄能
容量及蓄能-釋能周期內系統的逐時運行模式和負荷分配情況。
4.6.6接入能源互聯網的復合系統應提供的信息包括:鍋爐、
熱泵等供熱設備的能源消耗量、耗電量、產熱量;儲熱設備的溫
度計儲熱量;各類熱負荷消耗量;供熱管網壓力、流速、流量以
及供熱設備的運行參數和運行工況等。
4.修改了第五章鍋爐選型要求
根據國家能源發展方向,可再生能源與工業電氣化水平將進
一步加大,我們增加了工業鍋爐應根據當地相關政策和資源稟
賦,優先選用可再生能源和清潔燃料,鍋爐應能適應用戶的負荷
變化,并保證較高的平均運行效率。5.7增加了電極加熱鍋爐的
選型要求、5.8電蓄熱儲能鍋爐選型要求、5.9燃用生物質鍋爐
的選型要求
5.修改了第6章-第11章
根據最新的標準和技術發展要求進行了更新。
15
6.新增了第12章高原環境鍋爐系統節能設計要求
提出了高原環境鍋爐系統節能設計的基本要求、鍋爐選型要
求、電機選型要求、汽水系統要求、風煙系統要求。
7.第13章增加了工業鍋爐系統碳排放計算的方法
8.附錄
對附錄內容根據其他標準要求和最新技術發展情況進行了
更新,增加了附錄S固體電蓄熱爐設計與選型、附錄T工業鍋爐
系統節能設計典型案例。
五、主要試驗(或驗證)情況
本標準規定的鍋爐能效指標數據經過了廣泛調研和驗證。一
是起草組多次跟企業訪談,對標準數據進行充分討論和驗證。二
是起草組根據中國特檢院檢測數據平臺的數據進行了驗證。三
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