ICS27010C1499T/GXDSLStandardfortheComprehensiveThermalEnergyUtilizaProductionWorkshopofFoodEnterprises廣西電子商務企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布IT/GXDSL024—2025前言 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 14總體要求 24.1基本原則 2 24.3設計要求 25熱能回收與利用技術要求 35.1余熱回收 35.2蓄能技術 35.3能量梯級利用 35.4先進技術應用 46能源管理系統(tǒng)要求 46.1監(jiān)測與計量 46.2分析與優(yōu)化 56.3系統(tǒng)集成與擴展 57系統(tǒng)設計與集成 57.1設計規(guī)范 57.2集成要求 67.3先進技術應用 68安全與環(huán)保要求 78.1安全標準 78.2環(huán)保要求 79測試與評估 89.1驗收測試 89.2定期評估 89.3系統(tǒng)更新與優(yōu)化 9T/GXDSL024—2025本文件依據(jù)GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由寧波東君智能裝備有限公司提出。本文件由廣西電子商務企業(yè)聯(lián)合會歸口。本文件起草單位：永嘉縣祥貴金屬材料有限公司，杭州旺桔軟件科技有限公司，寧波青柑軟件科技有限公司，寧波惟正電子材料有限公司，廣西產學研科學研究院。本文件主要起草人：王航軍，?？瞥?，廖禮勇，廖珂玉，曹珠央，施茜茜，李佳廷，胡中麟，陳健，曹迎輝，曹珠東，羅碧雯，葉健，洪璐，許婧，許偉，許培，包小慧，趙愛軍，董琳琳，董偉，李鵬新，張寶成，張馳，馬寶帥，董海軍，張東華，羅盼盼，劉曉亮。本文件為首次發(fā)布。1T/GXDSL024—2025食品企業(yè)生產車間熱能綜合利用系統(tǒng)標準本文件規(guī)定了食品企業(yè)生產車間熱能綜合利用系統(tǒng)的設計、建設、運行、管理及技術要求，涵蓋熱能回收與利用、能源管理系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、技術規(guī)范、安全環(huán)保等內容。本文件適用于食品行業(yè)（如飲料、乳制品、肉制品、烘焙、制糖等）生產車間的熱能綜合利用系統(tǒng)建設與改造。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；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。GB/T2589綜合能耗計算通則GB/T3484企業(yè)能量平衡通則GB8978污水綜合排放標準GB/T13234用能單位節(jié)能量計算方法GB13271鍋爐大氣污染物排放標準GB17167用能單位能源計量器具配備和管理通則GB/T23331能源管理體系要求及使用指南GB32047啤酒單位產品能源消耗限額GB32044糖單位產品能源消耗限額TSG21固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。2T/GXDSL024—20253.1熱能綜合利用系統(tǒng)通過余熱回收、能量梯級利用、蓄能等技術，實現(xiàn)生產車間熱能高效利用的系統(tǒng)。3.2余熱鍋爐回收高溫廢氣、蒸汽等余熱并轉化為可用熱能的設備。3.3熱泵技術通過逆卡諾循環(huán)將低溫熱源轉化為高溫熱源的技術。3.4綜合能源效率系統(tǒng)有效輸出能量與輸入總能量的比值（單位：%）。4總體要求4.1基本原則4.1.1為實現(xiàn)能源高效利用和可持續(xù)發(fā)展目標，系統(tǒng)設計應遵循以下基本原則：a)減量化：通過優(yōu)化工藝流程、改進設備性能和提高管理水平，減少能源消耗和廢棄物產生。b)再利用：對生產過程中產生的余熱、廢氣、廢水等資源進行回收和再利用，最大限度地降低資源浪費。c)資源化：將廢棄物轉化為可再生資源或有用產品，提升資源綜合利用水平。d)梯級利用：按照能量品位高低合理分配能源，優(yōu)先滿足高品位需求，逐步向低品位需求轉移，確保能源利用效率最大化。4.1.2系統(tǒng)設計需綜合考慮技術可行性、經(jīng)濟性和環(huán)保性，確保在滿足生產工藝需求的同時，兼顧經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。3T/GXDSL024—20254.2目標指標4.2.1熱能綜合利用率系統(tǒng)的熱能綜合利用率應不低于80%。具體包括：a)直接利用：如高溫蒸汽、熱水等直接用于生產過程。b)間接利用：通過余熱回收裝置（如余熱鍋爐、熱泵等）將低品位熱能轉化為高品位熱能。c)梯級利用：根據(jù)能量品位差異，合理分配熱能用途，避免高品位熱能用于低品位需求。4.2.2單位產品綜合能耗單位產品綜合能耗應符合GB32047、GB32044標準的要求。4.3設計要求4.3.1工藝優(yōu)化4.3.1.1采用先進的生產工藝和技術裝備，減少能源消耗和污染物排放。4.3.1.2鼓勵使用智能化控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測和調整能源使用情況，提高運行效率。4.3.2能源管理4.3.2.1按照GB/T23331標準要求，建立完善的能源管理體系。4.3.2.2定期開展能源審計，識別節(jié)能潛力，制定并實施改進措施。4.3.3環(huán)保要求4.3.3.1系統(tǒng)設計應符合國家環(huán)保法律法規(guī)，確保污染物排放達標。4.3.3.2推廣清潔生產技術，減少生產過程中的廢棄物和污染物產生。4.3.4技術創(chuàng)新4.3.4.1積極引入太陽能、風能、地熱能等新能源技術和節(jié)能技術。4.3.4.2開展技術研發(fā)和示范項目，探索新型能源利用模式。4.3.5經(jīng)濟性與環(huán)保性平衡4.3.5.1在滿足生產工藝需求的前提下，充分考慮投資成本和運行費用，確保項目的經(jīng)濟可行性。4.3.5.2注重環(huán)保效益，避免因過度追求經(jīng)濟效益而犧牲環(huán)境質量。4.3.5.3通過全生命周期分析（LCA），評估系統(tǒng)的整體環(huán)境影響和經(jīng)濟效益，為決策提供科學依據(jù)。4T/GXDSL024—20255熱能回收與利用技術要求5.1余熱回收5.1.1高溫廢氣余熱回收余熱鍋爐：應設計為高效回收高溫廢氣（溫度≥200℃)中的熱量，確保蒸汽轉化效率不低于85%。具體要求包括：a)鍋爐材質需具備良好的耐高溫、抗腐蝕性能。b)應配置智能控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測廢氣流量、溫度及壓力，優(yōu)化熱交換效率。c)定期進行設備維護和清理，防止積灰或結垢影響傳熱效果。5.1.2熱泵系統(tǒng)5.1.2.1制熱能效比（COP熱泵系統(tǒng)的制熱能效比應達到3.5或以上，確保能源利用效率最大化。5.1.2.2冷熱能雙向利用率：通過合理設計和運行管理，確保冷熱能的雙向利用率不低于70%。具體措施包括：a)采用水源熱泵、地源熱泵等先進技術，充分利用自然界的低溫熱源。b)引入智能調控系統(tǒng)，根據(jù)實際需求動態(tài)調整熱泵運行參數(shù)。c)結合儲能技術，實現(xiàn)能量的高效存儲和釋放。5.2蓄能技術5.2.1蓄能設備容量設計蓄能設備（如蓄熱罐、冰蓄冷裝置）的容量應滿足高峰時段50%以上的冷熱負荷需求。具體要求如下：a)蓄熱罐的設計需考慮儲熱介質的種類（如水、相變材料等），并確保其熱穩(wěn)定性和安全性。b)冰蓄冷裝置應結合制冷系統(tǒng)的特點，優(yōu)化蓄冷量與放冷速率的匹配。5.2.2蓄能效率與響應時間a)蓄能效率：蓄能設備的能量存儲和釋放效率應不低于90%，以減少能量損失。b)系統(tǒng)響應時間：蓄能系統(tǒng)在啟動或切換工況時，響應時間應控制在30分鐘以內，確保快速適應負荷變化。5.2.3智能化管理5T/GXDSL024—2025a)引入智能化管理系統(tǒng)，對蓄能設備的充放能過程進行實時監(jiān)控和優(yōu)化調度。b)借助大數(shù)據(jù)分析和預測模型，提前預判負荷需求，提高蓄能系統(tǒng)的運行效率。5.3能量梯級利用5.3.1蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化a)多級閃蒸技術：蒸汽系統(tǒng)應優(yōu)先采用多級閃蒸技術，將高壓蒸汽逐步降壓并回收其中的熱能，用于不同品位的需求。b)背壓發(fā)電技術：通過背壓式汽輪機回收蒸汽的壓力能，將其轉化為電能，同時保留部分低壓蒸汽用于后續(xù)工藝環(huán)節(jié)。5.3.2高溫蒸汽利用a)高溫蒸汽(≥150℃)：優(yōu)先用于直接加熱工藝，例如反應釜加熱、蒸發(fā)濃縮等高品位熱需求場景。b)中溫蒸汽（80~150℃)：可用于物料預熱、干燥等中品位熱需求場景。c)低溫余熱（<80℃)：可進一步用于生活熱水供應、空調供暖等低品位熱需求場景。5.3.3綜合梯級利用策略a)根據(jù)生產工藝特點，制定詳細的梯級利用方案，確保能量按品位逐級分配，避免高品位熱能用于低品位需求。b)引入能量管理系統(tǒng)（EMS實時監(jiān)測各環(huán)節(jié)的能量流動情況，及時發(fā)現(xiàn)和解決能量浪費問題。5.4先進技術應用5.4.1相變蓄熱技術a)利用相變材料（PCM）的潛熱特性，提高蓄能密度和效率。b)相變材料的選擇需綜合考慮其熔點、潛熱值、循環(huán)穩(wěn)定性等因素。5.4.2工業(yè)廢熱發(fā)電a)對于高溫廢熱資源（如煙氣、冷卻水等），可采用有機朗肯循環(huán)（ORC）發(fā)電技術，將其轉化為電能。b)發(fā)電后的余熱仍可繼續(xù)用于其他工藝環(huán)節(jié)，實現(xiàn)多重利用。5.4.3智能調控與優(yōu)化6T/GXDSL024—2025a)借助物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術，實現(xiàn)熱能回收與利用系統(tǒng)的智能化調控。b)構建數(shù)字孿生模型，模擬系統(tǒng)運行狀態(tài)，優(yōu)化能量分配策略。6能源管理系統(tǒng)要求6.1監(jiān)測與計量6.1.1在線監(jiān)測儀表6.1.1.1安裝要求：在關鍵能源使用節(jié)點（如蒸汽管道、電力線路、燃氣供應點等）安裝高精度在線監(jiān)測儀表，確保對蒸汽、電力、燃氣等能源數(shù)據(jù)的實時采集。6.1.1.2計量精度：所有監(jiān)測儀表的計量精度誤差應控制在2%以內，以保證數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。6.1.1.3儀表選型：根據(jù)不同的能源類型選擇合適的儀表，例如：a)蒸汽流量計應采用渦街流量計或孔板流量計，并配備溫度和壓力補償功能。b)電能表需支持分時計量和功率因數(shù)監(jiān)測。c)燃氣流量計應具備低泄漏率和高靈敏度。6.1.2數(shù)據(jù)采集與存儲6.1.2.1數(shù)據(jù)采集頻率：系統(tǒng)應以不超過5分鐘/次的頻率采集能源數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的時效性和連續(xù)性。6.1.2.2歷史數(shù)據(jù)保存：所有采集的歷史數(shù)據(jù)應至少保存3年，為長期分析和決策提供依據(jù)。6.1.2.3數(shù)據(jù)完整性：建立數(shù)據(jù)備份機制，防止因設備故障或網(wǎng)絡問題導致數(shù)據(jù)丟失。6.1.3數(shù)據(jù)通信與集成6.1.3.1通信協(xié)議：監(jiān)測儀表應支持標準化通信協(xié)議（如Modbus、BACnet等便于與能源管理平臺無縫集成。6.1.3.2網(wǎng)絡安全：確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性，采用加密技術防止數(shù)據(jù)泄露或篡改。6.2分析與優(yōu)化6.2.1能源管理平臺6.2.1.1功能模塊7T/GXDSL024—2025a)能耗預測：基于歷史數(shù)據(jù)和機器學習算法，預測未來一定時間內的能源需求，為生產計劃和調度提供參考。b)異常報警：設置合理的閾值范圍，當能源消耗或設備運行狀態(tài)超出正常范圍時，系統(tǒng)自動發(fā)出報警提示。c)能效對標：將企業(yè)能耗水平與行業(yè)標桿進行對比分析，識別節(jié)能潛力。d)可視化展示：通過圖表、儀表盤等形式直觀展示能源使用情況，方便管理人員快速掌握信息。6.2.1.2數(shù)據(jù)分析方法a)多維度分析：從時間、空間、設備等多個維度對能源數(shù)據(jù)進行深入分析，挖掘潛在的節(jié)能機會。b)趨勢分析：通過分析能耗趨勢，發(fā)現(xiàn)異常波動并及時采取措施。c)關聯(lián)分析：研究不同能源種類之間的相互關系，優(yōu)化綜合能源利用策略。6.2.1.3報告與改進措施a)月度報告：每月生成詳細的能源利用報告，內容包括但不限于以下方面：b)當月能源消耗總量及分類占比。c)主要耗能設備的運行效率評估。d)異常情況分析及原因說明。6.3系統(tǒng)集成與擴展6.3.1集成其他管理系統(tǒng)6.3.1.1將能源管理系統(tǒng)與企業(yè)的生產管理系統(tǒng)（如MES）、設備管理系統(tǒng)（如EAM）等進行集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同管理。6.3.1.2借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，推動能源管理向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展。7系統(tǒng)設計與集成7.1設計規(guī)范7.1.1熱力管網(wǎng)設計7.1.1.1保溫層厚度：熱力管網(wǎng)的保溫層厚度應不小于50mm，以減少熱能損失并提高能源利用效率。保溫材料的選擇需綜合考慮導熱系數(shù)、耐溫性能和環(huán)保性。8T/GXDSL024—20257.1.1.2表面溫升：在正常運行條件下，熱力管網(wǎng)外表面溫度升高不得超過5℃,以確保安全性和節(jié)能效果。7.1.1.3管道材質：選用耐高溫、耐腐蝕的優(yōu)質材料（如不銹鋼或碳鋼），并根據(jù)介質特性選擇合適的內襯涂層。7.1.2蒸汽管道設計7.1.2.1壓力損失控制：蒸汽管道的壓力損失應嚴格控制在設計值的10%以內，以保證蒸汽品質和系統(tǒng)穩(wěn)定性。7.1.2.2管徑優(yōu)化：根據(jù)流量和流速要求合理選擇管徑，避免因管徑過小導致壓力損失過大或管徑過大造成材料浪費。7.1.2.3疏水裝置：在蒸汽管道的關鍵節(jié)點安裝高效疏水器，及時排除冷凝水，防止水擊現(xiàn)象發(fā)生。7.1.3設備選型與布局7.1.3.1設備選型：所有設備（如余熱鍋爐、熱泵、蓄能設備等）應優(yōu)先選擇高效節(jié)能型產品，并符合相關國家或行業(yè)標準。7.1.3.2布局優(yōu)化：設備布置應遵循緊湊化、模塊化原則，減少管道長度和能量損耗，同時便于后期維護和檢修。7.2集成要求7.2.1智能控制系統(tǒng)7.2.1.1聯(lián)動運行：余熱鍋爐、熱泵、蓄能設備等關鍵子系統(tǒng)應通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動運行，確保各環(huán)節(jié)協(xié)同工作。7.2.1.2控制策略：a)根據(jù)實時負荷需求動態(tài)調整各設備的運行參數(shù)，例如調節(jié)余熱鍋爐的進氣量、熱泵的制熱量或蓄能設備的充放能速率。b)引入預測控制算法，提前預判負荷變化趨勢，優(yōu)化系統(tǒng)運行狀態(tài)。7.2.1.3數(shù)據(jù)交互：智能控制系統(tǒng)應支持與其他管理系統(tǒng)（如能源管理平臺、生產調度系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)信息共享和協(xié)同決策。7.2.2綜合能效提升9T/GXDSL024—2025目標指標：通過系統(tǒng)優(yōu)化和集成，整體能效提升幅度應達到15%以上。具體措施包括：a)采用多級閃蒸技術回收蒸汽余熱。b)利用熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)冷熱能雙向高效轉換。c)結合蓄能技術平抑負荷波動，提高能源利用率。d)評估方法：定期對系統(tǒng)能效進行評估，對比改造前后的運行數(shù)據(jù)，驗證節(jié)能效果。7.2.3可靠性與安全性7.2.3.1冗余設計：關鍵設備和控制單元應具備冗余功能，確保在單點故障時系統(tǒng)仍能正常運行。7.2.3.2保護措施：設置多重保護機制（如超壓保護、過熱保護、泄漏檢測等），保障設備和人員安全。7.2.3.3應急方案：制定詳細的應急預案，針對可能發(fā)生的異常情況（如斷電、設備故障等）提供快速響應措施。7.3先進技術應用7.3.1數(shù)字孿生技術7.3.1.1構建系統(tǒng)的數(shù)字孿生模型，模擬實際運行狀態(tài)，分析潛在問題并優(yōu)化設計方案。7.3.1.2借助數(shù)字孿生技術實現(xiàn)遠程監(jiān)控和運維，降低現(xiàn)場操作風險。7.3.2物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)7.3.2.1在系統(tǒng)中部署物聯(lián)網(wǎng)傳感器，實時采集溫度、壓力、流量等關鍵參數(shù)。7.3.2.2運用大數(shù)據(jù)分析技術挖掘數(shù)據(jù)價值，發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力并優(yōu)化運行策略。7.3.3人工智能7.3.3.1引入人工智能算法（如深度學習、強化學習）對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行智能診斷和預測。7.3.3.2實現(xiàn)自適應控制，使系統(tǒng)能夠根據(jù)外部環(huán)境和內部條件的變化自動調整運行模式。8安全與環(huán)保要求8.1安全標準8.1.1特種設備安全T/GXDSL024—20258.1.1.1壓力容器和管道：所有壓力容器、管道等特種設備的設計、制造、安裝和使用必須符合TSG21的要求，確保設備的安全性和可靠性。8.1.1.2壓力容器需定期進行檢驗，包括耐壓試驗、無損檢測等，并取得相關合格證書。8.1.1.3管道系統(tǒng)應采用符合標準的材料和連接方式，避免因材質或施工問題導致泄漏或爆裂。8.1.2自動保護裝置8.1.2.1超壓保護：在蒸汽管道、鍋爐等高壓設備上設置超壓自動保護裝置，當壓力超過設定值時，自動開啟泄壓閥，防止設備損壞或事故發(fā)生。8.1.2.2超溫保護：對高溫設備（如余熱鍋爐、熱交換器等）設置超溫自動保護裝置，當溫度超過安全范圍時，自動切斷熱源或啟動冷卻系統(tǒng)。8.1.2.3故障響應時間：所有自動保護裝置的故障響應時間不得超過10秒，以最大限度降低事故風8.1.3應急預案8.1.3.1制定詳細的應急預案，針對可能發(fā)生的事故（如設備爆炸、管道泄漏等）提供快速有效的應對措施。8.1.3.2定期開展應急演練，提高員工的安全意識和應急處理能力。8.2環(huán)保要求8.2.1廢氣排放控制8.2.1.1排放標準：廢氣排放濃度應嚴格遵守GB13271標準，具體要求如下：a)顆粒物排放濃度≤30mg/m3。b)二氧化硫排放濃度≤200mg/m3。c)氮氧化物排放濃度≤200mg/m3。8.2.1.2凈化措施：根據(jù)廢氣成分選擇合適的凈化技術，例如：a)采用布袋除塵器或靜電除塵器去除顆粒物。b)使用脫硫塔或堿吸收法去除二氧化硫。c)安裝SCR或SNCR脫硝裝置降低氮氧化物排放。8.2.2噪聲控制T/GXDSL024—20258.2.2.1生產車間內噪聲：生產車間內的噪聲水平不得超過75dB(A)，以保障員工的職業(yè)健康。8.2.2.2廠界噪聲：廠界的噪聲水平不得超過55dB(A)，避免對周邊環(huán)境造成干擾。8.2.2.3降噪措施：a)在設備選型階段優(yōu)先選擇低噪聲產品。b)對高噪聲設備加裝隔音罩或消聲器。c)合理布置設備位置，將高噪聲設備遠離敏感區(qū)域。8.2.3廢水處理8.2.3.1排放標準：廢水排放應符合GB8978標準要求。8.2.3.2處理工藝：根據(jù)廢水特性選擇適當?shù)奶幚砉に?，例如：a)生化處理法用于去除有機污染物。b)化學沉淀法用于去除重金屬離子。c)膜分離技術用于深度凈化。9測試與評估9.1驗收測試9.1.1連續(xù)運行測試9.1.1.1測試時長：系統(tǒng)投運后需進行72小時連續(xù)運行測試，以驗證其在實際工況下的穩(wěn)定性和可靠性。9.1.1.2關鍵指標：a)能效達標率：測試期間，系統(tǒng)的能效水平應達到設計要求，關鍵指標（如熱能綜合利用率、單位產品能耗等）的達標率不低于95%。b)穩(wěn)定性：系統(tǒng)運行過程中無重大故障或異常停機，各項參數(shù)波動范圍符合設計規(guī)范。9.1.1.3測試內容：a)熱力管網(wǎng)的壓力損失和表面溫升測試。b)蒸汽鍋爐、余熱鍋爐、熱泵等設備的性能測試。c)蓄能設備的能量存儲與釋放效率測試。T/GXDSL024—20259.