ICS27.060

Zuz27

F13

中國可再生能源學會標準

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生物質(zhì)混合物料氣化燃燒清潔供暖技術規(guī)范

Specificationforcleanheatingbybiomassgasification-combustion

（征求意見稿）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持文件一并附上。

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中國可再生能源學會發(fā)布

xxxxxxx-xxxx

1范圍

本標準規(guī)定了生物質(zhì)氣化燃燒清潔供暖的工程選址、工藝設備及系統(tǒng)、檢驗規(guī)則等技術

要求。

本標準適用于以農(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)固體成型燃料技術條件

DB21/T2786-2017生物質(zhì)固體成型燃料技術條件

DB13/T1175-2010生物質(zhì)成型燃料

SZJG51-2015生物質(zhì)成型燃料及燃燒設備技術規(guī)范

NY/T2907-2016生物質(zhì)常壓固定床氣化爐技術條件

DB41/T1449-2017河南省生物質(zhì)氣化設備技術條件

GB50187工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范

GB50014室外排水設計規(guī)范

GB50016室內(nèi)設計防火規(guī)范

GB50201防洪標準

TSG91-2021鍋爐節(jié)能環(huán)保技術規(guī)程

DB21/T3423-2021燃氣工業(yè)鍋爐運行技術規(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鍋爐房設計規(guī)范

DB23/T2698-2020寒冷地區(qū)村鎮(zhèn)秸稈直燃供暖技術規(guī)程

DB21/T3482-2021村鎮(zhèn)打捆秸稈直燃集中供暖技術規(guī)程

CJJ/T34-2022城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設計標準

GB/T1576-2018工業(yè)鍋爐水質(zhì)

GB13271鍋爐大氣污染物排放標準

DB14/1929-2019鍋爐大氣污染物排放標準

1

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DB37/2374-2018鍋爐大氣污染物排放標準

DB61/1226-2018鍋爐大氣污染物排放標準

DB12/765-2018生物質(zhì)成型燃料鍋爐大氣污染物排放標準

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術語和定義

下列術語和定義適用于本標準。

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）

2

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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，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)氣化設備（biomassgasificationequipment）

將固體生物質(zhì)燃料通過熱化學轉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)原料氣化時轉入燃氣中的有效熱占氣化原料化學熱的百分比。

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數(shù)來表示。

3

xxxxxxx-xxxx

3.14

集中供熱（centralizedheating）

熱源和散熱設備分別設置，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廠址應選擇在秸稈資源供應充足的地區(qū)，應根據(jù)原料、能源、輔助材料的供應半徑、供

熱負荷集中度、建設基本條件、目標市場、社會與經(jīng)濟條件、環(huán)境保護等因素，經(jīng)技術經(jīng)濟

比較確定。

4.3廠址應選在交通、供電、供水、通訊等外部條件適宜的區(qū)域。

4.4應處于居民區(qū)的全年最小頻率風向的上風向或側風向，并應滿足有關防護距離的要求。

4.5廠址應具有工程建設需要的工程和水文地質(zhì)條件。

4.6廠址不應位于受洪澇威脅的地帶，當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。防洪標準應符合現(xiàn)行國家標準《防洪標準》GB50201的有關規(guī)

定。

4.7分期建設的項目廠址應滿足近期建設及遠期規(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、

4

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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——T

5.2.1.4生物質(zhì)燃料命名方法

例：

SK16——X60×Y30—T

表示含有添加劑

原料Y的比例為30%

原料X的比例為60%

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符合生物質(zhì)固體成型燃料技術條件（NY/T1878-2010），

見表1。

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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、視密度應符合表2的規(guī)定。

表2對生物質(zhì)散料尺寸指標

項目符號單位指標

長度Lcm10～15

視密度ρg/cm3≥1.00

5.2.2.2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)、元素分析指標應滿足表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

項目符號單位指標

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≥14

5.3氣化機組

5.3.1性能指標

表4氣化性能指標

燃氣熱值焦油含量

氣化效率%氧含量%一氧化碳含量%

kJ/Nm3mg/Nm3

6

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≥70≥4600≤200＜1＜20

5.3.2進料裝置

氣化設備應有密閉的進料裝置，進料裝置應適用于氣化工藝要求的不同原料。整機裝配

后，進料裝置應轉動靈活、平穩(wěn)，不應有卡澀、碰撞現(xiàn)象。

5.3.3氣化爐

氣化爐使用的鋼板材質(zhì)，應按GB713-2014的規(guī)定選用。爐膛的砌筑及材料，應按GB

50211-2014的規(guī)定選用。氣化爐爐體的夾套承壓能力應不小于0.2MPa。

5.3.4爐排

爐排的裝配應滿足圖樣要求，結構上應滿足氣化劑的均勻分布和灰渣、殘?zhí)康捻槙撑泡?/p>

要求，材質(zhì)應有足夠的抗燒損、抗熱變形能力。裝配好的爐排應轉動靈活，不應有卡、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備輸送，管道上需安裝開關閥、止回閥和阻火器以保

證安全。

5.3.5.2燃氣排送機應密封良好，無煙氣泄漏，其最大輸氣量應大于最大產(chǎn)氣量，輸氣壓力

應大于制氣系統(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

該標準規(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，鍋爐熱效率應大于80%。

5.4.5排煙溫度

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鍋爐排煙溫度設計應當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，供水溫度設定為60~75℃，回水溫度設定為30~40℃。

5.4.7燃氣管道

燃氣管道的設計應符合GB/T38942-2020的規(guī)定。

5.4.8噪音

鍋爐運行噪音應符合GB50041-2008的要求。

5.5供暖

5.5.1供暖面積

應根據(jù)供暖面積選配適宜設備功率，參見表5。

表5鍋爐熱功率與供暖面積對應表

序號參考供暖面積S（m2）鍋爐熱功率（MW）

15000＜S≤80000.7

28000＜S≤160001.4

316000＜S≤320002.8

432000＜S≤480004.2

548000＜S≤800007

680000＜S≤12000010.5

7120000＜S≤16000014

8160000＜S≤32000028

5.5.2供熱管網(wǎng)

5.5.2.1供熱管網(wǎng)應符合CJJ/T34-2022的要求。

5.5.2.2系統(tǒng)水質(zhì)應符合GB/T1576-2018的要求。

5.5.3工藝參數(shù)

5.5.3.1供暖熱負荷

（1）

式中：?=??

Q—總熱量，W；

F—供熱面積，m2；

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q—單位供暖面積熱負荷，W/m2。

5.5.3.2流量

（2）

式中：?=0.86?/??

G—總流量，kg/h或m3/h；

—供回水溫差，℃。

?5.?5.3.3供暖干管管徑

（3）

1/2

式中：?=18.8(?/?)

d—管道內(nèi)徑，mm；

u—流速，m/s

5.6污染物排放

5.6.1污染物排放控制指標

（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按下式換算為基準氧含量為9%狀態(tài)

下的排放濃度，并以此作為排放是否達標的依據(jù)。

基

基實（4）

21??實

?=?×21??

式中：ρ基--大氣污染物基準氧含量排放濃度，mg/m3；

ρ實--實際的大氣污染物排放濃度，mg/m3；

O基--基準氧含量，%；

O實--實測的氧含量，%。

注：式中燃燒設備的基準氧含量，按表6的規(guī)定執(zhí)行。

表6基準氧含量

9

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鍋爐類型基準氧含量（O2）/%

生物質(zhì)成型燃料爐9

5.6.2污染物排放限值

本標準將生物質(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)53550200

重點控制區(qū)10501002000.05≤1

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)

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6.1.1.2試前準備工作

（a）全面檢查氣化爐及輔機設備的運行狀況是否符合試驗要求，如不符合應排除；

（b）應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果的準確性；

（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，可進行預備性試驗；預備性試驗的試驗條件、

試驗內(nèi)容和試驗要求應與正式試驗相同；如預備性試驗能滿足正式試驗全部要求，經(jīng)雙方確

認，可作為正式試驗的一個工況。

6.1.1.3測試要求

（a）正式試驗應在氣化設備調(diào)整達到正常和熱工況穩(wěn)定后進行。熱工況穩(wěn)定時間應自

冷態(tài)點火開始后不少于1h;

（b）試驗期間應保持運行穩(wěn)定;

（c）試驗結束和開始時，氣化爐內(nèi)原料的位置應保持一致:如不一致，應進行修正:

（d）兩次試驗效率之差應不大于4%;

（e）兩次試驗所用時間一般不應小于2h，取兩次試驗效率的算術平均值為氣化設備效

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測試結束時記錄結束時刻(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

(5)

?2??1

?=?2??1

式中:

V－單位時間內(nèi)產(chǎn)氣量，m3/h;

3

f2-f1－測試時間內(nèi)的燃氣產(chǎn)量，m;

t2-t1－測試時間，h。

將V換算至標準狀態(tài)下的V0按式(6)計算

11

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(6)

273.15?+?0??

0273.15+?1013245

式中:?=?×

3

V0－標準狀態(tài)下單位時間內(nèi)的產(chǎn)氣量，m/h;

P－取樣時大氣壓力，Pa:

P0－取樣時燃氣壓力，Pa

B-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:

(7)

?

??=?2??1

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:

(8)

?

??=?2??1

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，kg

6.1.1.4.7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=(9)

?0×????

???×??×100%

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;

3

QDWJ－生物質(zhì)燃氣的低位發(fā)熱量，kJ/m

6.1.1.4.9能量轉換率按式(10)計算:

(10)

?0×????+??×????

η=???×??×100%

式中:

η－氣化爐的能量轉換率，%;

12

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QDW－生物質(zhì)燃料的低位發(fā)熱量，kJ/kg;

3

QDWJ－生物質(zhì)燃氣的低位發(fā)熱量，kJ/m;

QDWT－產(chǎn)炭的低位發(fā)熱量，kJ/kg。

6.1.1.4.10氣化效率或能量轉換率測試重復兩次，效率差值小于4%時，測試結果有效，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，應當根據(jù)不同的目的選擇能效測試和評價方法。

6.1.2.2鍋爐產(chǎn)品能效測試方法

鍋爐產(chǎn)品能效測試時,鍋爐熱效率測試與大氣污染物初始排放測試應當同時進行。鍋爐

產(chǎn)品能效測試按照TSG91-2021進行。

6.2污染物排放檢驗規(guī)則

6.2.1監(jiān)測和采樣方法

（a）煙氣采樣口和采樣平臺應按GB/T16157的規(guī)定設置。

（b）對鍋爐排放廢氣的采樣，應根據(jù)監(jiān)測污染物的種類，在規(guī)定的污染物排放監(jiān)控位

置進行，有廢氣處理設施的，應在該設施后監(jiān)測。排氣筒中大氣污染物的監(jiān)測采樣按GB5468、

GB/T16157或HJ/T397規(guī)定執(zhí)行。

6.2.2污染物排放濃度的測定

大氣污染物排放濃度的測定采用表9所列的方法。

表9生物質(zhì)成型燃料鍋爐污染物檢驗方法

序號污染物項目方法標準名稱