GB/T 44565-2024 高效能炉排炉评价技术要求

　　ICS 13.020 CCS Z 01

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 44565—2024

　　高效能炉排炉评价技术要求

　　Technical requirements of high efficiency grate furnace for assessment

　　2024-09-29 发布 2025-04-01 实施

　　发

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　布

　　GB/T 44565—2024

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分 ：标准化文件的结构和起草规则》 的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由国家发展和改革委员会提出。

　　本文件由全国环保产业标准化技术委员会 (SAC/TC 275)归口。

　　本文件起草单位： 中国标准化研究院、光大环境科技( 中国 )有限公司、 中国天楹股份有限公司、苏州西热节能环保技术有限公司、上海康恒环境股份有限公司、福建龙净环保股份有限公司、 中国循环经济协会、新源( 中国 )环境科技有限责任公司、 中国环境科学研究院、生态环境部固体废物与化学品管理技术中心 、西南交通大学 、湖北省电力规划设计研究院有限公司 、 中国电建集团环境工程有限公司、广西北投环保水务集团有限公司、海天水务集团股份公司、贵州清风环保技术研究院有限公司、北京金隅通达耐火技术有限公司、绿色动力环保集团股份有限公司、瀚蓝环境股份有限公司、北京中科润宇环保科技股份有限公司、启迪环境科技发展股份有限公司、 中海康环保科技股份有限公司、北京基亚特环保科技股份有限公司、成都市兴蓉再生能源有限公司、深圳能源环保股份有限公司、杭州新世纪能源环保工程股份有限公司。

　　本文件主要起草人： 黄进 、郭镇宁 、张晓昕 、韩兆玉 、龙吉生 、林翎 、严圣军 、王乐乐 、张瑾、赵凯 、刘晓敏 、 王秀腾 、徐秉声 、 曹德标 、姚胜 、 王育波 、 张爱民 、郭慧婷 、侯姗 、刘静 、方菲、茅洪菊 、 刘林 、 郭玉文 、 矫云阳 、 何杨 、 王艺博 、 张建强 、 唐畅 、 杨名翔 、 韦纯忠 、 潘志成 、付顺坤 、 占华生 、 张卫 、 郭光召 、 方建华 、 王超 、 周强 、 张亚军 、 余春江 、 李倬舸 、 周凯滨 、王艺碹、曹传胜、于丰源、林勇、王丝可、易锦政、季洪泉、冉茂国、魏强、何传书、张晓忠。

　　Ⅰ

　　GB/T 44565—2024

　　高效能炉排炉评价技术要求

　　1 范围

　　本文件规定了高效能炉排炉的评价要求、试验方法、计算方法和评价方法。

　　本文件适用于机械炉排式焚烧炉的评价。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件。

　　GB/T 10184 电站锅炉性能试验规程

　　GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法

　　GB 18485 生活垃圾焚烧污染控制标准

　　GB/T 18750 生活垃圾焚烧炉及余热锅炉

　　CJ/T 531 生活垃圾焚烧灰渣取样制样与检测

　　HJ/T 44 固定污染源排气中一氧化碳的测定 非色散红外吸收法

　　HJ 77.2 环境空气和废气 二噁英类的测定 同位素稀释高分辨气相色谱﹘高分辨质谱法

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　炉排炉 grate furnace

　　采用机械层状燃烧方式进行生活垃圾焚烧处理的装置。

　　3.2

　　主燃烧器 primary burner

　　用于焚烧炉启炉和停炉时对炉膛进行加热的装置。

　　3.3

　　辅助燃烧器 auxiliary burner

　　用于运行时维持炉膛温度的装置。

　　3.4

　　炉膛 furnace

　　由炉排上表面至第一烟道顶部高温烟气出口、炉排四周炉墙包围的供生活垃圾燃烧的立体空间。 3.5

　　年运行小时数 operating hours per year

　　高效能炉排炉在一年时间内的正常运行时间。

　　注： 单位为小时(h)。

　　1

　　GB/T 44565—2024

　　3.6

　　吨垃圾耗电量 electricity consumption of solid waste per ton

　　高效能炉排炉处理一吨垃圾所消耗的电量。

　　注： 单位为千瓦时每吨(kW·h/t)。

　　3.7

　　炉膛出口烟气污染物浓度 contaminant concentration at incinerator outlet

　　炉膛出口烟气在标准状态下、基准氧含量为 11% 时干烟气中的污染物浓度。

　　4 评价要求

　　4.1 高效能炉排炉定性评价要求

　　4.1.1 高效能炉排炉生产制造企业应建立、实施、保持并持续改进质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系和能源管理体系。

　　4.1.2 高效能炉排炉的设计 、 制造 、 调试 、 验收 、 安装 、技术要求 、试验方法 、 检验规则应符合GB/T 18750 的规定。

　　4.2 高效能炉排炉定量评价要求

　　应选取炉膛出口烟气污染物浓度、烟气停留温度、时间、颗粒物转化率、炉渣热灼减率、焚烧炉热效率、机械负荷超负荷范围、吨垃圾耗电量、炉排片年更换率、炉膛停炉清焦频次、焚烧系统年运行小时数作为高效能炉排炉的二级评价指标，应在入炉生活垃圾热值大于 4 200 kJ/kg 的条件下进行评价，评价指标与要求如表 1 所示。

　　表 1 高效能炉排炉评价指标与要求

　　序号

　　一级指标

　　二级指标

　　评价要求

　　1

　　环保指标

　　标准状态下炉膛出口烟气的

　　污染物浓度

　　CO：24 h均值 ≤ 20 mg/m 3

　　二噁英：测定均值≤ 1 ng TEQ/m 3

　　烟气停留温度、时间

　　≥ 850 ℃ , ≥ 2 s

　　颗粒物转化率

　　≤15%

　　2

　　技术性能指标

　　炉渣热灼减率

　　日均值≤ 3%，月均值≤ 2.5%

　　焚烧炉热效率

　　≥ 97%

　　机械负荷超负荷范围

　　100%～110%(全天) ，>110% (≥2 h/d)

　　3

　　节能指标

　　吨垃圾耗电量

　　≤ 20 kW·h/t

　　4

　　安全可靠性指标

　　炉排片年更换率

　　≤ 3%

　　炉膛停炉清焦频次

　　≤ 2次/a

　　焚烧系统年运行小时数

　　≥ 8 200 h

　　5 试验方法

　　5.1 高效能炉排炉主燃烧器及辅助燃烧器总负荷应保证启停炉及处理热值较低垃圾时满足炉膛内焚烧温度大于或等于 850 ℃,炉膛内烟气停留时间大于或等于2 s。

　　5.2 一氧化碳 (CO) 的检测按 HJ/T 44 的规定执行，二噁英的检测按 HJ 77.2 的规定执行。

　　5.3 烟气停留时间测量选用温度范围适合的热电偶，在烟气上升 2 s 的位置处进行测量，计算方法

　　2

　　GB/T 44565—2024

　　见 6.1。

　　5.4 颗粒物转化率计算方法见 6.2，颗粒物浓度测定方法按 GB/T 16157 执行，烟气量和炉渣量测定按GB/T 10184 执行。

　　5.5 炉渣热灼减率测定方法按 CJ/T 531 的规定执行 。每运行一班次测一次炉渣热灼减率，每日样品测量的炉渣热灼减率值取平均值，即为日均值 ;连续一个月日均值取平均值，即为月均值。

　　5.6 高效能炉排炉热效率计算方法见 6.3，相关参数测定方法按 GB/T 10184 执行。

　　5.7 机械负荷率计算方法见 6.4，统计连续 24 h 垃圾入炉量数据，保证机械负荷率均大于 100%，运行数据应满足 GB 18485 的要求 ;统计连续 2 h 垃圾入炉量数据，保证机械负荷率均大于 110%，运行数据应满足 GB 18485 的要求。

　　5.8 利用电表测量高效能炉排炉风机、液压站、刮板机以及其他设备(如有) 的总电量，统计 1 d 的电量值，计算吨垃圾耗电量，计算方法见 6.5。

　　5.9 炉排片年更换率通过查阅相关文件及现场查看，统计焚烧炉运行 1 a 炉排片年更换率，计算方法见 6.6。

　　5.10 通过现场查看，统计焚烧炉运行 1 a 炉膛停炉清焦频次。

　　5.11 通过现场查看，统计焚烧炉 1 a 期正常运行小时数。

　　6 计算方法

　　6.1 烟气停留 2 s 的高度

　　烟气停留 2 s 的高度按公式(1) 计算：

　　H = VS 1 × 2 …………………………(1)

　　式中：

　　H ─烟气停留2 s的高度，单位为米(m);

　　V1 ─第一烟道内标准状态下的平均流量，单位为立方米每小时(m3/h);

　　T1 ─焚烧炉出口温度，单位为摄氏度 (℃);

　　T2 ─第一烟道出口温度，单位为摄氏度 (℃);

　　S1 ─第一烟道横截面积，单位为平方米(m2 )。

　　6.2 颗粒物转化率

　　颗粒物转化率应按公式(2) 计算：

　　式中：

　　α ─颗粒物转化率;

　　Dk ─炉膛出口烟气中标准状态下颗粒物的质量浓度，单位为毫克每立方米(mg/m3 );

　　Vd ─焚烧炉标准状态下的烟气量，单位为立方米每小时(m3/h);

　　Ba ─焚烧炉的炉渣量，单位为千克每秒(kg/s)。

　　6.3 焚烧炉热效率

　　焚烧炉热效率应按公式 (3)~公式(11) 计算：

　　3

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　　式中：

　　ηt ─焚烧炉热效率;

　　Q1 ─气体未完全燃烧热损失，单位为千瓦(kW);

　　Q2 ─ 固体未完全燃烧热损失，单位为千瓦(kW);

　　Q3 ─焚烧炉散热损失，单位为千瓦(kW);

　　Q4 ─炉渣物理显热损失，单位为千瓦(kW);

　　Q5 ─锅炉灰物理显热损失，单位为千瓦(kW);

　　Q6 ─锅炉排烟热损失，单位为千瓦(kW);

　　Q7 ─焚烧炉及余热锅炉散热损失，单位为千瓦(kW);

　　QN ─有用输出热量，单位为千瓦(kW)。

　　Q1 = LHVCO ·Vd ·Dco /(3 600 × 106 ) …………………………(4)

　　式中：

　　LHV CO ─烟气中未燃尽CO的低位热值，单位为千焦每千克(kJ/kg);

　　DCO ─焚烧炉烟气量中标准状态下的CO质量浓度，单位为毫克每立方米(mg/m3 );

　　Vd ─焚烧炉标准状态下的烟气量，单位为立方米每小时(m3/h)。

　　Q2 = Ba ·Pa ·LHVC + Bf ·Pf ·LHVf …………………………(5)

　　式中：

　　Ba ─焚烧炉的炉渣量，单位为千克每秒(kg/s);

　　Pa ─炉渣的热灼减率;

　　LHVC ─炉渣中未燃尽物质热值，单位为千焦每千克(kJ/kg);

　　Bf ─锅炉灰量，单位为千克每秒(kg/s);

　　Pf ─锅炉灰的热灼减率;

　　LHVf ─锅炉灰中未燃尽物质热值，单位为千焦每千克(kJ/kg)。

　　Q3 = Σ1 {S i· [h· (Tb 一 T0)+ ε · σ · (Tb(4) 一 T0(4))] × 10一3} …………………………(6)

　　式中：

　　Si ─焚烧炉本体某一外表面面积，单位为平方米(m2 );

　　n ─焚烧炉本体外表面面积数量之和;

　　h ─锅炉房内对流换热系数，单位为瓦特每平方米每开尔文 [W/(m2 · K)] ，推荐取5 W/(m2·K);

　　Tb ─焚烧炉表面温度，单位为开尔文(K);

　　T0 ─锅炉房内环境温度，单位为开尔文(K);

　　ε ─焚烧炉外表面发射率，推荐取0.9;

　　σ ─黑体辐射常数，单位为瓦特每平方米四次方开尔文[W/(m2·K4 )] ，5.67×10-8 W/(m2·K4 )。

　　Q4 = Cpa ·Ba · (Ta 一 T0) …………………………(7)

　　式中：

　　Cpa ─焚烧炉炉渣的比热容，单位为千焦每千克每开尔文[kJ/(kg· K)];

　　Ba ─焚烧炉的炉渣量，单位为千克每秒(kg/s);

　　Ta ─焚烧炉炉排尾部的排渣温度，单位为开尔文(K);

　　T0 ─环境温度，单位为开尔文(K)。

　　4

　　GB/T 44565—2024

　　Q5 = Cp f ·Bf · (Tf - T0) …………………………(8)

　　5

　　6.4

　　

　　式中：

　　Cp f ─锅炉灰平均比热容，单位为千焦每千克每开尔文[kJ/(kg· K)];

　　Bf ─锅炉灰量，单位为千克每秒(kg/s);

　　Tf ─锅炉灰温度，单位为开尔文(K);

　　T0 ─环境温度，单位为开尔文(K)。

　　Q6 = mG ·CG · (TG - T0) …………………………(9)

　　式中：

　　mG ─湿烟气流量，单位为千克每秒(kg/s);

　　CG ─湿烟气定压比热容，单位为千焦每千克开尔文[kJ/(kg· K)];

　　TG ─排烟温度，单位为开尔文(K);

　　T0 ─环境温度，单位为开尔文(K)。

　　Q7 = 0.7 ) …………………………(10)

　　式中：

　　d ─经验系数，单位为千瓦(kW) ，推荐取30 kW;

　　QN;max ─最大输出热量，单位为千瓦(kW);

　　1 000 ─经验系数，单位为千瓦(kW)。

　　QN = mDg·(hDg -hsp ) + mDb ·(hDb -hsp ) + mAb ·(hAb -hsp ) …………………………(11)

　　式中：

　　mDg ─过热蒸汽质量流量，单位为千焦每秒(kJ/s);

　　mDb ─汽包抽汽质量流量(如有) ，单位为千焦每秒(kJ/s);

　　mAb ─排污水质量流量，单位为千焦每秒(kJ/s);

　　hDg ─过热蒸汽焓，单位为千焦每千克(kJ/kg);

　　hDb ─汽包抽汽焓，单位为千焦每千克(kJ/kg);

　　hsp ─给水焓，单位为千焦每千克(kJ/kg);

　　hAb ─排污水焓，单位为千焦每千克(kJ/kg)。

　　机械负荷率

　　机械负荷率应按公式(12) 计算：

　　X = × 100% …………………………(12)

　　式中：

　　X ─机械负荷率;

　　Qi ─入炉垃圾量，单位为吨(t);

　　t ─焚烧炉实际运行时间，单位为小时(h);

　　Qe ─焚烧炉额定处理量，单位为吨(t)。

　　GB/T 44565—2024

　　6.5 吨垃圾耗电量

　　吨垃圾耗电量应按公式(13) 计算：

　　W …………………………(13)

　　式中：

　　W ─ 吨垃圾耗电量，单位为千瓦时每吨(kW·h/t);

　　Wf1 ─一次风机耗电量，单位为千瓦时每天(kW·h/d);

　　Wf2 ─二次风机耗电量，单位为千瓦时每天(kW·h/d);

　　Wfc ─冷却风机耗电量，单位为千瓦时每天(kW·h/d);

　　Wh ─液压站耗电量，单位为千瓦时每天(kW·h/d);

　　Wc ─炉排落灰输送机机耗电量，单位为千瓦时每天(kW·h/d);

　　W0 ─其他设备(如烟气再循环风机) 电耗，如烟气再循环风机，单位为千瓦时每天(kW·h/d);

　　Q0 ─垃圾处理量， 单位为吨每天(t/d)。

　　6.6 炉排片年更换率

　　炉排片年更换率应按公式(14) 计算：

　　R …………………………(14)

　　式中：

　　R ─炉排片年更换率;

　　Sc ─ 一年内更换的炉排片面积，单位为平方米(m2 );

　　St ─炉排片总面积，单位为平方米(m2 )。

　　7 评价方法

　　根据第 5 章的试验方法与第 6 章的计算结果，符合4.1和 4.2 要求的为高效能垃圾焚烧炉排炉。

　　6