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杨明珍:农村清洁采暖炉具检测分析

中国炉具网-炉具行业门户丨综合服务平台    2020-01-10     来源:炉具网     浏览:723

        2019年12月28日-29日,中国农村能源行业协会民用清洁炉具专业委员会2019年会在京召开。北京中研环能环保技术检测中心主任杨明珍作“农村清洁采暖炉具检测分析”主题报告,中国炉具网现将发言内容整理如下,以飨读者。

北京中研环能环保技术检测中心主任杨明珍

        检测情况介绍

        2019年,中国农村能源行业协会民用清洁炉具专委会组织了5次主要的集中检测,第1次是农村清洁取暖炉具领跑者集中检测,检测时间是在2019年5月30号到6月2号,检测地点是在山西应县,也就是老万的生产基地,这次检测的燃料种类比较多,燃料和炉具关系非常密切,燃料非常重要,因此我们在燃料上面做了比较多的工作。这一次的燃料种类有生物制的木质颗粒,生物质秸秆颗粒、秸秆压块、无烟煤球、无烟煤块、洗选烟煤、兰炭、蜂窝煤、以及兖矿烟煤球,为什么把兖矿单独划分出来,因为现在国家指定的是无烟煤煤球、炉型有生物质颗粒采暖炉、生物质颗粒烤火炉、燃煤采暖炉、燃煤烤火炉,暖风壁炉。

        第2次我们是在河南省鹤壁市炉具评审集中检测,检测时间是在2019年7月19日到7月21日,检测地点是在河南省鹤壁市祁县。燃料的种类是比较单一生物质颗粒燃料(木质颗粒),炉具功能是生物质水暖炉和生物质能暖风壁炉。

        第3个是在山东省滨州市阳信县清洁炉具评审集中检测,检测时间是在2019年8月9号到8月11日,检测地点是在山东省滨州市阳信县,燃料种类就是木质颗粒燃料,炉具的功能生物质水暖炉,他们是以水暖炉为主,也有生物质烤火炉。

        第4次集中检测是在山东省滨州市惠民县清洁炉具评审集中检测,检测时间是2019年9月13日到9月15日,检测地点是山东省滨州市惠民县,燃料的种类是生物质颗粒木质燃料。炉具的功能是以生物质烤火炉为主和生物质水暖炉。阳信是水暖炉(为主),选择不一样,对安全各方面都是有很大的影响的。

        第5个集中检测,生物质炉具农户使用情况的验收检测,这是抽检。检测地点山东省滨州市阳信县的几个乡镇,检测时间是在2019年3月14日到3月16日。燃料种类是生物质木质颗粒,炉具的功能是生物质颗粒采暖炉、生物质颗粒烤火炉。在阳信县的几个镇做的比较不错,而且覆盖各个方面从准备到检测、现场运行都还可以。第2个检测地点陕西省咸阳农户,这个检测比较少,在2019年12月2号到3号,也是生物质颗粒燃料,炉具功能是生物质水暖物。还有一个检测是山西省永吉县,检测时间12月18号到19号,燃料种类是树枝,炉具功能是生物质采暖炉。第5个检测,是到农户家里做的验收检测。

        我们检测的团队是北京中研环能环保技术检测中心、北京化工大学、中国炉具网、专家组,专家组的成员是以郝主任为首的几位老专家,在集中检测的时候,他们都跟踪进行了评审。自始至终主要的集中检测是在中国农村能源行业协会民用清洁炉具专委会的组织指导下做的。

        我们北京中研环能环保技术检测中心是有检验检测机构质证认定证书的,是北京市质量技术监督局发的认定证书,对工业锅炉和燃料分析都是可以做检测,发证时间是2017年1月24号到2023年1月23号,6年有效期。

        检测的项目主要对炉具做热性能检测和大气污染物排放的检测。热性能检测主要做材料容器供热量,燃料的消耗量,还有采暖炉的热效率。大气污染物排放的检测是烟气排放颗粒物pm,二氧化硫,氮氧化物、一氧化碳和烟气黑度的检测,还对燃料进行分析,作燃料的工业分析、元素分析,发热量。

        检测方法和依据标准

        技术监督局要求检测必须要依照国家的标准,因为我们在进行认证的时候,要规定你用哪个标准,你就只能用哪个标准,你不能用别的标准。检测中心、技术监督局随时随地都来检查,检查的时候他会对你的标准的用法、依据、检测仪器都要检查,因此标准都是在我们自己检测范围内的标准才能做。热性能有两个标准,一个是工业锅炉热性能试验规程,第2个就是民用水暖煤炉性能试验方法,这两个都是在我们的资质认定范围之内的。颗粒物、烟气、黑度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳,都是用的国家或者环境保护行业标准来进行的,这些都在我们的职责范围之内。

        锅炉烟气、大气污染物排放是根据GB13271,只要他没有牵涉到检测方法的,强制性的排放限值,主要是检测达到国家GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准。我们现在正在修订4个行业标准,就是完善和补充GB13271的标准,有好多企业参加这个标准的制定。标准的限值主要是颗粒物浓度、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烟气、黑度。另外还有一个汞,汞在GB14271里面也提到了,实际上我们国家大多数地区燃料中都不含有汞,因此一般不需要检测汞,汞的检测成本也非常的高,要是哪个地方招标投标需要做汞的检测,你们可以给他说明。

        现场检测的仪器,我们用的检测仪器都是国家和资质认定的,这些仪器都是在计量部门计量校准、准确才能用的仪器,在国内、国外都还是比较先进的。

        检测结果分析

        原来的燃烧工况是一个工况,就是大火工况,现在修订的新标准要做两个工况,一个是大火工况,一个是小火工况,大火工况做两方面。一个热性能,还有一个污染物排放的指标。大火工况是说炉具的标称值,工况是炉具能带100平米12千瓦,燃料消耗量三公斤每小时,在这个状况下调节的大火工况下做炉具燃料消耗量、炉具的工作量、炉具的热效率。

        第二是污染物排放,就是颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳以及黑度。大火工况、小火工况都要做,为什么做小火工况,根据北京化工大学调查,村民一天大火工况就几个小时,主要都是小火,我们检测小火工况下的排放强度,炉具烟气大气污染物排放。

        加权平均是大火数值的1/3加上小火的2/3除以3,就是美国污染物的平均值,代表实际炉具的排放水平。

        在燃料方面,尤其是领跑者活动,做的燃料分析是比较齐全的,开始选了二十几种燃料,筛选了几种针对不同炉子的特定燃料,进行全硫分析、灰分分析、挥发分分析和发热量分析,选择的木质颗粒、秸秆颗粒、秸秆压块、无烟煤球、无烟煤块、洗选烟煤、蜂窝煤、兰炭和兖矿烟煤煤球。这些是我们选择的符合国家的燃料的要求的燃料。

        燃料配炉具,燃料非常重要,集中检测得到的数据比平时检测的数据要好,当然大家送检的炉具是比较不错的,都是的创新炉具是一方面,另一方面燃料都是优质燃料,全硫含硫量都比较低,这个环保部门很重视,因为炉具燃烧排放的二氧化硫主要是由燃料里的全硫来决定的,因此硫比较低,灰分少,排的颗粒物也少。另外老百姓家里清渣灰也少,老百姓也愿意用。挥发分要适中、挥发分太高了,容易冒黑烟,颗粒物排放高,挥发分太低,不好点火,火苗低,炉具出力不够,老百姓反应不好烧,发热量要高,炉具的供热量就大。我们这次参加检测的炉具的热性能,效率都是比较高。

        清洁煤采暖炉具、烟气排放测试和分级的研究分析,通过我们5次检测,为标准的修订提供了一些数据的支持,对于颗粒物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物,一级标准除了一氧化碳0.1%以外,其他的跟原来的制定的行业标准是完全一样的,增加了二级和三级,三级就不合格。

        国家的13271的标准,基准氧含量是9%,我们通过检测以后,因为9%的数据主要的适用于工业锅炉,小煤炉参照执行,如果基准含氧含量在9%的话,大部分的煤炉的排放都比较高。

        根据检测,把基准氧含量提到11%,如果基本上氧含量基础上,颗粒物pm10、20、30,根据领跑者测试的燃煤洁净煤炉具,66%能够达到一级标准,达到二级标准的占比是85.24%。基准氧含量是9的时候,可能就达不到一级标准。

        二氧化硫基准氧含量是11%,达到一级标准的占比是45.9%,这个占比小一点,但最主要的是我们硫的选取,如果硫选低一点,也能够达到45.9%,二级标准可以达到98.36%。

        烧洁净煤的时候,氮氧化物的排放情况,也是基准氧含量是11的时候,达到一级标准的占比是67.21%,达到二级标准占比是88.52%,就是从测试的数据来看这样一个比例,一级标准67.21%,应该算不错的。

        一氧化碳排放的情况基准氧含量11%的时候,达到一级标准的占78.69%,达到二级标准的占比是100%,基本都能够达到制定的二级标准之内。

        生物质的采暖炉的分级的研究分析,因为生物质和洁净煤最大的差别就是生物质不含硫,也是一级标准二氧化硫是小于20毫克/立方米,颗粒物还是30,一氧化碳0.1,氮氧化物是150,生物质的基准氧含量,调的比较高,根据检测结果分析,因为是我们基准氧含量要调到14%,环保部一个1371是9%。如果要是9%的话,颗粒物和氮氧化物就达不到标准,调到14%,生物质颗粒物pm一级能达到52.46%,二级标准占到77.05%。

        氮氧化物也就大大提高标准。基准氧含量是14%的时候,氮氧化物还是要努力,达到一级标准的占比32.79%,达到二级标准的81.97%。

        二氧化硫基本上都能达标,全部能达到一级标准。

        氮氧化物在所有的检测里,生物质的氮氧化物比较高,这样还需要大家在炉具上再进一步的创新。

        一氧化碳在基准氧含量是14%的时候,达到一级标准的占比是63.93%,达到二级标准占81.97%。就是对燃煤和生物纸所达到的一级标准、二级标准给大家做简单的介绍,达到这个数值是可以的,但是前提是把基准氧含量进行调整。

        在检测里面也发现了安全问题,标准要求采暖炉严禁安装在卧室,而许多用户将采暖炉、尤其烤火炉(干烧炉)安装在卧室内。为防止烟气泄漏,杜绝安全隐患,安装采暖炉的房间须加装CO报警装置。

        加强安装和使用的培训,使用户熟练掌握采暖炉操作流程,以及常见故障排除,保障采暖炉使用的完好率。

        我们分析了一下我们检测的数据,领跑者炉具的数据,比阳信、惠民的、农户的都要强得多排放。因为领跑者的时候,大家确实是用心了,送来的模具都是自己来点火、运行、调试、测试,全是自己来做的。阳信部分是由企业来调试的,多数是由专业人员自己来烧的,因此阳信的数据也是比较可信,惠民的检测数据比阳信、比领跑者都要差一些,农户就更不用说了,数据各方面超标率都比较多,一个可能跟安装有关系,另一个最主要是农户不会用,像生物质自动化程度太高的,有的农户真的是不会用。因此自动化程度不仅要高,也要“傻瓜”。安装、培训、使用非常的重要,对数据的影响值很大。不然我们辛辛苦苦弄的好炉子,没烧好,也不代表你的真实水平,但是就跟考试一样,你送来了,我们给你检测了,考试考不好,也不能给你再重来,因此加强安装和使用的培训,使用户熟练掌握采暖炉操作流程,以及常见故障排除,保障采暖炉使用的完好率。

        生物质炉具必须按照标准安装防爆阀,无防爆阀的炉具不纳入采购范围,对入选的炉具企业要对用户进行安全使用培训,建立良好的售后服务体系,保证农户安全正常使用。

        加强对生物质燃料厂的建设和燃料品质控制和管理,确保燃料质优价廉,充足供给,满足用户冬季采暖需求。用户在使用秸秆类生物质成型燃料时,应重视解决好燃料本身存在的结渣、腐蚀等问题,发现问题应及时解决。

        深入推进大气污染防治政策宣传,面向重点区域清洁采暖群众做好、做细、做实政策宣传工作,让生态文明理念逐步深入人心,把政府的清洁采暖替代惠民政策宣传到位。

        近几年,我们检测了一些燃煤炉具,燃用生物质的炉具,我们不仅仅是给企业做检测报告,为企业投保,为政府招标检测、提供检测报告,更重要的是让企业了解他们自己研发生产的炉具热性能是否节能,大气污染物排放是否能达标。是否好烧等。

        另外也是为企业研发新产品、新技术提出建议、对产品不足的地方、提出需要改进的建议,为炉具的创新发展提出建议。为燃料的改进提供数据和建议,为标准的修订,提供数据支持。

        从检测结果分析,我们也深深的体会到了,要从源头控制很好,燃料要加创新的炉具才能够达到好的效果,才能够节能减排,二者必须配套,才能提高能效,最大限度地减少农户室内污染和大气污染物的排放。推进北方农村地区清洁取暖可持续发展,因地制宜。围绕“燃料适配炉具,企业加快创新,中国农村能源行业协会启动农村清洁取暖炉具领跑者活动,就是给广大的炉具企业增加创新发展新技术、新产品的机会。

        燃料尤为重要,燃料不好,炉具排放再好,排放照样是不行的。通过检测,进一步明确燃用木质生物质颗粒燃料、优质煤炭和洁净型煤,配套的节能环保型燃煤采暖炉具,能取得好的效果。从热效率和大气污染物排放的情况可以清楚的看出。从这次活动,在选择燃料方面做了大量的工作,从生物质材料、煤炭成型、洗选分析等。这次选择的燃料。从燃料的含硫、挥发分、灰分、发热量全部能符合国家优质清洁能源的要求,为这次活动能取得好的效果出力。

        炉具检测促进炉具产品技术进步,提升炉具行业整体技术水平。也是鼓励企业技术创新,炉具产品应满足人民生活水平提高的需求,研发出不同层次的居民使用的节能环保型炉具新产品,产品转型升级,提高能效,减少大气污染的排放。这已经是广大炉具企业技术开发、生产的技术指南。从这次活动中,大家都看到,炉具的创新、不仅是外观上,在自动化、点火方式、燃烧机理,尤其在技术性能提高,减少污染物排放上,都有很大的提升,但也有发展空间。

        建议

        燃料的建议,们做了这么多检测,发现尤其是清洁煤硫肯定是要小于0.4%,不然排放是肯定达到标准的,灰份应该小于等于20%。我们也在大量的检测中,如果灰分太多,老百姓不爱用,每天掏灰,很麻烦。挥发分10~16%比较适宜。北京市制定那个地方标准的时候,我也参加了,挥发分提出来是要10%以下,后来我说应该16%以下,最后讨论结果是12%以下,但是没有定下限。0也行,1也行,2也行,因此老的煤球加工厂不敢把挥发分提的太高,一般都在7、8%左右,不好烧。因此挥发分一定在要有下限建议10~16%。

        发热量建议大于21MJ/Kg,发热量高一点,对炉具的热值各方面都是有好处的,方形蜂窝煤和圆形蜂窝因为跟空气接触有孔,燃烧比较好,因此要求不是特别严格,也能取得好的效果。

        生物质燃料,木质燃料,秸秆燃料一定要不能结扎,排放达标。

        氧含量从我们检测了那么多洁净煤的氧含量,炉具最高的达到16.5%,最小的7.3%,平均是11.5%。因此上面讲的基准氧含量11%,国标是9%,生物质测的最大值18.5,氧含量是代表过量空气系数,系数大小决定炉具燃烧的好坏。但是民用炉具没办法,漏风可能也比较大,检测的情况下,最大值18.5,最小值9.1,平均是14.3。因此这次生物质基准氧含量定在14%,煤的基准氧含量定在11%。

        基准氧含量对排放浓度有什么变化?我再举一个例子,基准氧含量是9%的时候,氮氧化物排放180毫克/立方米,如果你变成11%,排放就变成155毫克/立方米,就可以达到一级标准,不然180毫克/立方米达不到一级标准。尤其生物质更显著,基准氧含量是9%的时候是257毫克/立方米,折算到锅炉13271都超标,因为基准氧含量是9%,基层氧含量变成14%,排放就达到150毫克/立方米,就达标了,基本氧含量由9%到14%,原来是257毫克/立方米,现在就变成150毫克/立方米,就达到一级标准了,也达到标准规定的要求了。因此基准氧含量是非常重要的,当然也不能无限制的把基准氧含量调得非常高,太高了炉子是怎么烧的,人家也问你,你氧气那么多进去跑出来了,空气里氧21%你还没烧,不过量都跑出来了,把基准氧含量通过集中检测,通过努力,基准氧含量洁净煤是11%,生物质是14%,这样能够达到氮氧化物150的标准是完全可行的。

        炉具的铭牌要写对了,举一个例子来说,NS12S—Ⅱ表示该炉具是采暖型,燃用生物质成型燃料,额定供热量为12kW,炉具类型为手动,改进序号为Ⅱ型。可以供多少采暖面积(因为这个指标与好多因素有关:如祖国的东北、河北、房屋结构),达到标称值:12kW,

        中国环保产业协会的认证中心做环保设备认证,第一个要看设备的名牌对不对,符合不符合标准的要求,这一条要错会给你扣分,或者叫你整改,因此我们首先要把铭牌重视起来,把铭牌弄对。铭牌里面额定工作量是用千瓦数表示,因此铭牌必须要有额定工作量,代表能带多少平米,但不要把平米数、千瓦数写在这。燃料消耗量是每小时多少公斤,热效率是用百分数来表示的。

        民用炉具虽小,但牵涉到方方面面,燃料质量、炉具的质量和性能、用户的正确使用,安全保障,为了提高农户的生活质量,居室内空气质量,人体健康水平的提高,大气环境质量的改善和提升都有直接关系,这是一个系统工程。希望为“好燃料+创新炉具”为节能减排,为我国的蓝天工程作出更大的努力。

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        中国农村能源行业协会定于2020年3月22日在河北廊坊召开主题为“因势联动 创新引领 推进农村清洁取暖可持续发展”“2020中国农村清洁取暖高峰论坛暨第二届清洁取暖区域产业发展县长论坛”。

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