伏喜斌

(廈門市特種設備檢驗檢測院，福建廈門361004)

　　摘要：地方標準《燃生物質成型燃料工業鍋爐能效限定值》的頒布，將加強福建省生物質能源的合理利用，避免不達標鍋爐的投入使用。闡述了標準制定的依據及原則，對標準的適應范圍進行了界定，文中詳細闡述了標準中關鍵技術參數的確定，證實所采用的百分位數統計算法對確定指標參數是有效的。

　　引言

　　目前，我國已規定燃煤手燒爐需停止生產，以生物質鍋爐作為替代產品，以節約不可再生化石燃料的消耗。《鍋爐節能技術監督管理規程》(TSG G0002－2010)附件A規定了燃煤、燃油、燃氣鍋爐的熱效率指標，鍋爐定型產品的熱效率依據《工業鍋爐能效測試與評價規則》(TSG G0003－2010)開展測試后，以附件A規定的值加以判斷熱效率情況。

　　而規程同時規定了對附件A未涵蓋的鍋爐，定型測試熱效率結果應當不低于設計值的要求，這就導致出現定型產品的熱效率，以生產企業自行規定為準，從而導致不節能產品流入市場，不利于節能產品的開發，而在用工業鍋爐定期能效測試結果的判斷也無依據來源。

　　由于燃生物質鍋爐測試過程中無標準可依，因此給測試機構的測試工作造成了困難，同時被測試單位也無法獲得客觀的測試數據。

　　為了避免生物質鍋爐性能水平參差不齊，防止能源浪費，提高生物質燃料的有效利用，因此有必要制定生物質鍋爐能效限定值標準，來規范生物質鍋爐的整體性能，加強福建省生物質能源的合理利用，使該新型能源的優勢得到了充分發揮，從而促進了“節能減排”工作的開展，響應了國家“節能減排”的方針政策。

　　1標準制定的依據與原則

　　標準目錄章節及相關條文內容參照有關鍋爐節能、能效指標等國家法規、標準編寫，如《工業鍋爐能效限定值及能效等級》(GB 24500－2009)、《鍋爐節能技術監督管理規程》(TSG G0002－2010)等。標準中生物質燃料的有關規定采用了福建省地方標準《工業鍋爐用生物質成型燃料》(DB44/T 1052－2012)的內容，使之相互對應；標準應充分考慮福建省生物質能源的特征，制定出符合福建省省情的能效標準，使標準具有科學性、先進性和可操作性，真正起到合力利用生物質能源的目的。

　　標準的主要內容是安裝在福建省內使用的鍋爐，準許使用的技術依據，因此標準中的技術內容既能達到限制不節能鍋爐的使用，同時也應體現公平競爭、良性循環這一宗旨，因此關鍵指標的確定是權衡各方因素的結果。

　　2標準的適應范圍

　　標準適用于燃生物質固體成型燃料，額定壓力小于3.8MPa的固定式工業蒸汽鍋爐和熱水鍋爐的能效值。主要針對福建省燃生物質工業鍋爐定型產品熱效率測試和運行工況熱效率測試結果的判定。

　　燃料類型特指為生物質固體成型燃料，其依據為：我國國家環保部《關于劃分高污染燃料的規定》的通知(環發[2001]37號)中規定將“直接燃用的生物質燃料(樹木、秸桿、鋸末、稻殼、蔗渣等)”等列為高污染燃料。我國國務院《節能減排“十二五”規劃》(國發[2012]40號)提出“促進煤炭清潔利用，重點區域淘汰低效燃煤鍋爐。推廣使用天然氣、煤制氣、生物質成型燃料等清潔能源”。

　　我國國家環保部《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》(環發[2012]130號)“推動生物質成型燃料、液體燃料、發電、氣化等多種形式的生物質能梯級綜合利用；使用生物質成型燃料應符合相關技術規范，使用專用燃燒設備”。

　　上述明確規定了生物質鍋爐燃料應采用生物質固體成型燃料，禁止直接燃用未經加工成型的生物質燃料，如樹木、秸桿、鋸末、稻殼、蔗渣等。

　　3標準主要參數確定

　　3.1主要參數確定依據

　　本標準是《鍋爐節能技術監督管理規程》(TSG G0002－2010)附錄A的補充。本標準的主要內容為表1～表3的分類，以及各表格內的內容，包括燃料的劃分、鍋爐容量的劃分、對應的限定值和目標值，其中限定值和目標值的是主要確認的內容。

　　根據燃燒方式不同，分為固定爐排層狀燃燒、機械爐排層狀燃燒、流化床燃燒共3種，具體如表1～表2所示。各表格中燃料類型根據《生物質固體成型燃料》(DB35/T 1398－2013)并參照《工業鍋爐用生物質成型燃料》(DB44/T 1052－2012)，以發熱量這一指標劃分為一級品、二級品和三級品，一級品發熱量最高。

　　鍋爐容量劃分，則依據已有鍋爐噸位及測試效率，相近熱效率的劃分為同一區間，結果為固定爐排層狀燃燒鍋爐容量劃分為D≤1t/h(Q≤0.7MW)、1t/h＜D≤4t/h(或0.7MW＜Q≤2.8MW)、4t/h＜D(或2.8MW＜Q)；機械爐排層狀燃燒鍋爐容量劃分為D≤1t/h(Q≤0.7MW)、1t/h＜D≤8t/h(或0.7MW＜Q≤5.6MW)、8t/h＜D(或5.6MW＜Q)；流化床燃燒鍋爐容量劃分為D≤8t/h(或Q≤5.6MW)、8t/h＜D(或5.6MW＜Q)。

　　限定值和目標值的確定，首先分析TSG G0002－2010附錄A中的數據變化規律。TSG G0002－2010附錄A中的限定值相當于GB 24500－2009中的能效等級為3級對應的數值，而目標值相當于GB 24500－2009中的能效等級為1級對應的數值。這里只分析了TSG G0002－2010附錄A的數據，數據變化規律如圖1～圖4所示。

　　由圖1～圖4中的數據變化可以看出，數據的變化存在著一定的規律性。各鍋爐容量區間，燃燒不同燃料目標值較限定值增長同一數值，限定值和限定值、目標值和目標值則隨著容量區間的遞增，也呈現一定的變化規律。同樣，同一容量區間，不同發熱量的燃料，目標值和目標值，限定值和限定值，也呈現一定的變化規律。因此，可依據數據的變化規律，確定部分數據后根據變化規律推導，最終確定所有的指標數據。

　　3.2數據統計分析

　　本次統計的樣本數據，根據《鍋爐節能技術監督管理規程》(TSG G0002－2010)第27條，對應附件A未涵蓋的鍋爐，定型測試熱效率結果應當不低于設計值的要求。

　　因此作為后續統計的樣本，在測試熱效率大于或等于設計值的數據才能作為統計的樣本。

　　因此，此次共有52臺鍋爐的定型產品熱效率樣本數據，其中固定爐排的23臺，機械爐排的28臺，循環流化床的1臺，而1t/h以下的11臺，2t/h的12臺，4t/h的15臺，6t/h的5臺，8t/h以上的8臺。部分限定值指標的確立是通過對多臺鍋爐的測試結果進行統計分析，并結合統計分析已有數據庫中的數據。根據上述數據變化規律，選擇了樣本數最多的一組數據，選擇機械爐排二級品生物質作為百分位數求取限定值和目標值。

　　在各種統計算法中，百分位數是求取限定值和目標值最合理的算法。百分位數屬于頻度統計方法，主要考慮統計變量出現的次數而非數值大小。百分位數提供了關于數據是如何在最小值與最大值之間分布的信息。百分位數用P加下標m(特定百分點)表示，即Pm。

　　計算第p百分位數的步驟：1)以遞增順序排列原始數據(即從小到大排列)；2)計算指數i=np%；3)若i不是整數，將i向上取整。大于i的毗鄰整數即為第p百分位數的位置；若i是整數，則第p百分位數是第i項與第(i+l)項數據的平均值。百分位數的原理如圖5所示。

　　依據統計數據的60%百分位數值，確定能效限定值，而目標值則是95%百分位數，確定最佳值。其百分位數總的統計結果如表1和表2所示。

　　同時，其他統計分析確定的數值來驗證推導出的數據，并參考現場測試數據平均熱效率、生產廠家的設計效率以及實時熱效率等來修正。

　　因此可以說能效限定值與能效目標值并不是單純的通過測試獲取的數據統計得到的結果，而是權衡各方因素的結果。

　　4結語

　　標準技術數據的確定是通過定型產品測試效率應不低于設計熱效率，然后將滿足要求的測試效率，利用百分位數求取限定值和目標值，最終根據數據變化規律確定表格中的數據值。標準制定內容參照了有關標準的規定，熱效率指標的確定是通過綜合分析已有標準數據，調研資料，以及綜合考慮鍋爐設計效率、實際測試效率等數據，利用百分位數，綜合確定。