生活垃圾焚燒鍋爐能效測試規(guī)程前言 I1適用范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語、符號 1 34.1平衡邊界 34.2熱量平衡圖 34.3鍋爐熱效率的求取法 34.4測試的條件和要求 34.5試驗基準溫度 64.6臭氣影響對燃料低位熱值的修正 64.7滲濾液的熱量 65測量方法 65.1總則 75.2主要測試項目 75.3測量和取樣的時間間隔 75.4垃圾燃料采樣和分析的方法 85.5入爐垃圾量的測定 85.6灰渣份額的確定 85.7石灰石的處理 85.8減量比和熱灼減率 96熱效率計算 96.1輸入-輸出熱量法 96.2熱損失法 7試驗工況偏離設計值時的修正 147.1試驗工況偏離設計值時的修正 7.2試驗燃料特性偏離設計值時的修正 8凈效率計算 9誤差分析 10試驗報告 附錄A(資料性附錄)垃圾焚燒鍋爐能效測試數(shù)據(jù)綜合匯總表 附錄B(資料性附錄)垃圾燃料的取樣、制樣和分析 20本標準按GB/T1.1-2009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》的規(guī)則進行編制。本標準由廣東省質量技術監(jiān)督局提出并歸口。本標準起草單位：深圳市特種設備安全檢驗研究院、深圳市能源環(huán)保有限公司。本標準的主要起草人：程靜、謝常歡、吳繼權、張居光、胡勝文、白賢祥、王洋、楊芳全、王德權、印成順、徐玲。本標準為首次發(fā)布。1本標準適用于燃燒生活垃圾用于發(fā)電或供熱的設定垃圾燃料處理量不小于100t/d(1d=24h)的爐排下列文件對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。GB/T2588設備熱效率計算方法通則GB3101有關量、單位和符號的一般原則3術語、符號人們在日常生活中或為日常生活提供服務的活動中產(chǎn)生的固體廢物，以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視2一種垃圾的高溫處理裝置，利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能，獲得規(guī)定參數(shù)(溫度、壓力)和品質的蒸臭氣和滲濾液的熱量、輔助燃料的收到基低位發(fā)熱量、物理顯熱、用外來熱源加熱燃料或空氣時所帶相對單位質量生活垃圾燃料，工質在鍋爐能量平衡系統(tǒng)中所吸收的總熱量，以及排污水和其他外垃圾焚燒細灰wastein焚燒鍋爐灰斗的排出灰、煙道中沉降灰、煙道灰及煙氣中包含的固體顆粒物的總稱，但不包括為用于衡量焚燒處理廢物減量化效果的指標，定義為可燃垃圾在鍋爐內焚燒處理后減少的質量占所焚燒垃圾產(chǎn)生的爐渣在600±25℃保持3h的條件下，經(jīng)灼熱減少的質量占烘干后的原始爐渣質量3一次樣品進行物理組分和含水量分析后，再次進行粉碎、研磨、混配、縮分后得到的樣品。用于4導則垃圾焚燒鍋爐機組熱平衡系統(tǒng)邊界圖見圖1。4.2熱量平衡圖垃圾焚燒鍋爐機組熱量平衡圖見圖2。4.3鍋爐熱效率的求取法4.3.4采用垃圾燃料的收到基低位發(fā)熱量。4.4測試的條件和要求在測試之前，測試的條件和要求在GB10184規(guī)定的基礎之上做以下修改和4.4.1.4輔助燃料的投入平穩(wěn)均勻，波動范圍應控制在±2%之內。4.4.1.6垃圾燃料的特性指標波動范圍如超出以上范圍，應由試驗各方在試驗前協(xié)商同意，并按本標4.4.2鍋爐試驗工況的確定。鍋爐試驗期間的運行方式及操作參數(shù)應由鍋爐生產(chǎn)廠家、用戶和測試單44.4.3使用單位和測試單位應當做好參與試驗人員的勞動防護工作。4.4.4使用單位應保證測試期間有足夠的存放在垃圾池的垃圾燃料。4.4.5各部分灰、渣份額的測定和確定方法。4.4.6滲濾液流量及其熱值的測量和確定方法。4.4.7機組穩(wěn)定時間正式試驗之前，鍋爐機組應連續(xù)正常運行3天以上。試驗前的12小時，應采用同一天進入垃圾池的垃圾燃料，前9個小時在不低于75%試驗負荷下運行，后3個小時在不超過試驗負荷的允許偏差下運行，見表1。熱量熱量爐膛爐膛煙囪反應塔煙囪反應塔除塵器引風機煙道灰沉降灰煙道灰沉降灰圖1垃圾焚燒鍋爐機組熱平衡系統(tǒng)邊界圖5→主蒸汽熱量→排污和循環(huán)泵漏水熱量→其它蒸汽熱量(有效利用熱量)圖2垃圾焚燒鍋爐機組熱量平衡4.4.8測試期間鍋爐主要參數(shù)的允許波動范圍，但不得超過表1的規(guī)定。測量項目觀測值偏離規(guī)定值的允許波動范圍垃圾處理量(t/h)過熱蒸汽溫度(℃)蒸汽壓力士4%"注：1)不超過最高允許工作壓力。4.4.9預備性試驗的要求、穩(wěn)定試驗工況的維持、試驗記錄的要求和工況試驗的舍棄的條件按照GB的一部分。64.4.10試驗持續(xù)時間正式試驗每次測試時間應≥4h。4.4.11試驗次數(shù)和允許偏差試驗應不少于兩次，數(shù)據(jù)取其平均值。兩次試驗結果的差值不大于6%。試驗受各種條件限制的場合，經(jīng)試驗各方認可，可按協(xié)議認可的允許誤差。若需要延長測試時間和增加測試次數(shù)，由測試方和用戶共同商定。4.5試驗基準溫度若所有的一次風、二次風全部來自環(huán)境大氣時，以送風機的入口溫度+。為垃圾焚燒鍋爐的基準溫度。若一次風來自垃圾池內空氣時，則試驗基準溫度t。按下式計算：n—一次風占總風量的比例，%4.6臭氣影響對燃料低位熱值的修正臭氣隨著一次風進入爐膛燃燒，增加了單位質量燃料的熱值。進入爐膛的實際熱值按照下式進行修正。n一修正后的垃圾收到基低位熱值，kJ/kg;a—實測排煙過量空氣系數(shù)；(Vg?)一按收到基燃料成分，由實際燃燒掉的可燃物計算的理論燃燒所需干空氣量，按式19計4.7滲濾液的熱量滲濾液的熱量應加入到輸入熱量中，滲濾液的熱值和單位時間內滲濾液的輸入量應進行測量，若無條件，可取平時運行統(tǒng)計的平均數(shù)據(jù)。5測量方法7f)過熱蒸汽的流量、溫度和壓力，飽和蒸汽的溫a)垃圾燃料的發(fā)熱量，工業(yè)分析、元素分析(包括C、H、0、N、S、Cl);b)輔助燃料的發(fā)熱量，工業(yè)分析、元素分析；測量和取樣的時間間隔見表3。各種運行參數(shù)記錄以及取樣的時間盡量在同一時間節(jié)點上進行。時間間隔測試期間使用的垃圾燃料和取樣垃圾存放垃圾池的時間后，取樣2-3次。具體見附錄B。一一85.4垃圾燃料采樣和分析的方法5.5入爐垃圾量的測定5.5.1稱重法可采用垃圾抓斗上的電子稱重計(精度不低于0.5%)直接測量測試期間的入爐垃圾重量。5.5.2迭代法若入爐垃圾量無法計量，可采用先假定鍋爐熱效率，通過正平衡有效吸熱量的測定計算入爐垃圾量，然后按反平衡迭代計算(前后兩次熱效率之差不大于0.1%為合格)的方法確定。5.6灰渣份額的確定計量測試期間排放爐渣和漏渣的全部質量，并計算出爐渣排渣量G和漏渣排渣量G?與通過入爐垃圾量計算的總排灰量G之比的百分率，即分別為爐渣份額(爐渣流量占鍋爐總排灰流量的質量含量百分率)a和漏渣份額(漏渣流量占鍋爐總排灰量的質量含量百分率)a后，余者為細灰份額ah·αxh=1-α-α??………a一細灰排灰流量占鍋爐總排灰流量的質量含量百分率，%;C:、C一爐渣、漏渣含碳百分率，%。5.7石灰石的處理若石灰石與垃圾燃料摻混送入爐膛燃燒，則按本標準的相關計算公式進行計算。若石灰石只是用于煙氣凈化處理系統(tǒng)，沒有參與鍋爐爐膛燃燒，則按石灰石加入量為零來處理，煙氣取樣和分析以及95.8減量比和熱灼減率減量比按照下式計算：熱灼減率按照下式計算：CC、C一分別為爐渣、漏渣中含碳量，%;G。一焚燒爐渣經(jīng)600±25℃保持3小時，冷卻至室溫后的質量，kg/h。6熱效率計算6.1輸入-輸出熱量法垃圾焚燒鍋爐熱效率采用輸入-輸出熱量法按照下式進行計算。6.1.1輸入熱量的計算按照下式計算：Q-當用汽輪機抽汽或其它外來熱源加熱暖風器空氣而帶入鍋爐系統(tǒng)內的熱量，kJ/kg。Q。-燃燒單位質量的垃圾燃料所帶入的輔助燃料的低位熱值，kJ/kg。Q-若輔助燃料為燃油且需要霧化時，燃燒單位質量的垃圾燃料所帶入的燃油霧化蒸汽的熱6.1.2輸出熱量的計算按照下式計算：6.2熱損失法=100-(q2+q3+q4+q5+q6+q7)………………q?一排煙熱損失百分率，%;q?一可燃氣體未完全燃燒熱損失百分率，%;94—固體未完全燃燒熱損失百分率，%;q?一石灰石帶走熱損失百分率，%;6.2.1排煙熱損失鍋爐排煙熱損失按以下公式計算： (13) (14) Q2??一煙氣中水蒸氣帶走的熱量，kJ/kg;V一每千克垃圾燃料生成的干煙氣體積，m3/kg;Cp—干煙氣從t。到θ的平均比定壓熱容，kJ/(m3.K);θ一排煙溫度，℃;(V°)e一按收到基燃料成分，由實際燃燒掉的可燃物計算的理論燃燒干煙氣量，m3kg;(V)°一按收到基燃料成分，由實際燃燒掉的可燃物計算的理論燃燒所需干空氣量，m3/kg;C一燃料應用基實際燒掉的碳質量含量百分率，%;Ca、H、N、0、S、A一分別為燃料應用基碳、氫、氮、氧、硫和灰分含量百分率，%A,?—計入石灰石后單位燃料灰分含量百分率，%;β,一脫硫石灰石中碳酸鈣分解率，取值為98,%;Kg一對應于單位質量燃料的入爐石灰石中鈣的摩爾數(shù)與燃料收到基全硫摩爾數(shù)之比；Ac.so、Acao、A、A一分別為硫酸鈣生成量、未反應氧化鈣、未分解碳酸鈣、石灰石帶入雜質的百分率，按DL/T964中相關公式進行計算，%;C—灰渣中平均碳量與燃料灰分之比，%;錄C表C1中查取，其中RO?+O?+N?+CO=100%,也可按照附錄C(補充件)中的公式計算，kJ/(m3.K);Q2??一煙氣中所含水蒸氣熱量，kJ/kg;C,n??一水蒸氣從修正基準溫度到θ溫度間的平均定壓比熱，kJ/(m3.K);Vn一煙氣中所含水蒸氣容積，m3/kg,其中包括：垃圾燃料中的氫燃燒產(chǎn)生水蒸氣；垃圾燃料中得水分蒸發(fā)形成的水蒸氣；空氣中的水分帶入的水蒸氣；采用爐內加石灰石時，石灰石中的水分蒸發(fā)形成的水蒸氣；采用輔助燃料為燃油時，燃油霧化帶入的水蒸氣；滲濾液帶入的水蒸氣。M,一垃圾燃料的全水分含量，%;Mss—石灰石全水分百分率，%D一當采用燃油作為輔助燃料時，霧化蒸汽的質量，kg/h;k—滲濾液的含水量，取值95%。6.2.2可燃氣體未完全燃燒熱損失可燃氣體未完全燃燒熱損失按GB10184計算。6.2.4散熱損失鍋爐散熱損失量可由GB/T10180附錄D中的熱流計法來求得。具體的測試要求按照GB/T8174來若用熱流計法測試有困難的，可按照GB/T10180附錄D的查表法和插值法取值，6.2.6石灰石帶走熱損失964來進行。7試驗工況偏離設計值時的修正7.1試驗工況偏離設計值時的修正7.2試驗燃料特性偏離設計值時的修正試驗燃料超出設計值偏離超過規(guī)定的范圍時，經(jīng)試驗各方協(xié)商同意，可以設計垃圾燃料特性分析數(shù)據(jù)(工業(yè)分析和元素分析)替代鍋爐熱效率計算所有相關公式中得實測入爐垃圾燃料特性分析數(shù)據(jù)8凈效率計算∑P_—鍋爐設備送風機、引風機、給水泵，除渣及除灰系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)等輔助機械電動機的b—電能的當量折標系數(shù)，取值0.1229kgce/kW.h。誤差分析和處理按照GB10184中相關規(guī)定進行。a)垃圾燃料中氯元素的百分含量Cl,%c)熱灼減率QR,%d)爐膛溫度Tit,℃h)一氧化碳排放濃度(干煙氣，O?=11%)CO,mg/Nm3;i)氮氧化物排放濃度(干煙氣，O?=11%)NOx,mg/Nm3;附錄A(資料性附錄)名稱及試驗工況序號符號試驗持續(xù)時間Th1收到基含碳量%2收到基含氫量%3收到基含硫量%4收到基含氮量%5收到基含氧量%6收到基含氯量%7%8收到基含灰量%9收到基低位發(fā)熱量β一一℃B二、水和蒸汽D主蒸汽溫度℃主蒸汽壓力主蒸汽焓h℃給水壓力PhDI級過熱器減溫水流量Ⅱ級過熱器減溫水流量表A(續(xù))鍋筒蒸汽壓力℃h吹灰蒸汽流量℃℃%%%%%%實測排煙處過量空氣系數(shù)一(O?)”%"一空氣預熱器前煙氣RO?量%空氣預熱器后煙氣RO?量(RO?)”%空氣預熱器漏風率%爐膛出口煙溫左側/右側℃過熱器出口煙溫左側/右側℃省煤器前煙溫左側/右側℃8”℃℃Pv.1T表A(續(xù))爐膛溫度℃換算到11%氧量下二氧化碳排放濃度換算到11%氧量下一氧化碳排放濃度換算到11%氧量下二氧化硫排放濃度換算到11%氧量下氮氧化物排放濃度四、空氣℃VV一次風風量占總風量比例m%二次風風量占總風量比例n%垃圾池內空氣溫度t?！薄妗?%%C%C%C%爐渣溫度t出℃℃%熱灼減率%%%一一表A(續(xù))℃%%固體未完全燃燒損失百分率%%%%鍋爐熱效率(毛效率)η%鍋爐平均熱效率(毛效率)7一7%n%n%引風機功率消耗除渣機消耗功率九、鍋爐凈效率電能當量折標系數(shù)b%η%n%%附錄B(資料性附錄)根據(jù)生活垃圾最大粒徑及分類情況，選取的最小采樣量應符合表B.1的規(guī)定。最小采樣量(kg)主要適用范圍13B.1.3采樣b)采樣的全過程應記錄(采樣時間、采樣人、采樣量等);B.1.3.2設備和工具采樣的設備和工具見表B.2。設備和工具說明帶蓋采樣桶或內襯塑料的采樣袋照明設備、供電設備、標桿、警戒繩、膠帶、皮尺等a)四分法將生活垃圾堆攪拌均勻后堆成圓形或方形，按圖1所示，將其十字四等分，然后，隨機舍棄其中對角的兩份，余下部分重復進行前述鋪平并分為四等分，舍圖B.1四分法采樣示意圖b)剖面法沿生活垃圾堆對角線做一采樣立剖面，按圖2所示確定點位，水平點距不大于2m,垂直點距不大于1m。各點位等量采樣，直至達到表B.1所規(guī)定的采樣量。圖B.2剖面法采樣示意圖c)周邊法在生活垃圾堆四周各邊的上、中、下三個位置采集樣品，按圖3所示方式確定點位(總點位數(shù)不少于12個),各點位等量采樣，直至達到表B.1所規(guī)定的采樣量。圖B.3周邊法采樣位置示意圖d)網(wǎng)格法將生活垃圾堆成一厚度為40cm～60cm的正方形，把每邊三等分，按圖4所示方式將生活垃圾平均分成九個子區(qū)域，將每個子區(qū)域中心點前后左右周邊50cm內以及從表面算起垂直向下40cm~60cm深度的所有生活垃圾取出，把從九個子區(qū)域內取得的生活垃圾倒在一清潔的地面上，攪拌均勻后，采用四分法縮分至表B.1所規(guī)定的采樣量。圖B.4網(wǎng)格法采樣位置示意圖d)天平：感量為0.0001g的分析天平；B.2.2.1一次樣品制備將垃圾樣品稱重后m,攤鋪在水泥地面，經(jīng)24h風干后再次稱重m?,記錄風干后的失重△m。挑揀大粒徑物品將其破碎至100mm~200mm,再放回樣品中充分混合攪拌。用四分法縮分2(或3)次，至將烘干后的樣品破碎至5mm以下，縮分至500g。再用研磨儀將樣品研磨至0.5mm粒徑以下，縮分至100g后裝瓶備用。B.2.2.3二次樣品縮分使其均勻地沿錐尖散落，不可使圓錐中心錯位。反復轉堆，至少轉三周，使其充分混勻，用十字樣板自上壓下，將錐體分成四等份，按圖B.1所示，取任意兩個對角的等份，重復上述操作數(shù)次，至100g左右為止，并將其保存在瓶中備用。瓶上應貼有標簽，注明樣品名稱(或編號)、成分名稱、B.2.3樣品制備注意事項應防止樣品產(chǎn)生任何化學變化或受到污染，在粉碎樣品時，確實難全部破碎的生活垃圾可頂先剔除，在其余部分破碎縮分后，按縮分比例將剔除生活垃圾部分破碎加入樣品中，不可隨意丟棄難于破碎的成分。B.2