固体生物燃料.颗粒和型煤机械耐久性的测定.第2部分型煤标准立项发展报告

固体生物燃料.颗粒和型煤机械耐久性的测定.第2部分:型煤标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Solidbiofuels—Determinationofmechanicaldurabilityofpelletsandbriquettes—Part2:Briquettes摘要随着全球对可再生能源需求的日益增长，固体生物燃料，尤其是生物质成型燃料（如颗粒和型煤），因其高能量密度、良好的储运性能和环境友好性，已成为替代化石燃料的重要选择。机械耐久性作为衡量固体生物燃料在运输、装卸和储存过程中抵抗破碎能力的核心指标，直接关系到其产品质量、应用效率和市场接受度。本报告聚焦于国际标准ISO17831-2:2025《固体生物燃料.颗粒和型煤机械耐久性的测定.第2部分:型煤》的立项与发展。报告首先阐述了该标准制定的背景，即全球生物质能源产业对统一、严谨测试方法的迫切需求，旨在解决现有方法缺乏针对型煤特性的问题。主要内容涵盖了标准起草的工作历程，包括项目立项、关键技术指标（如旋转箱测试参数、振动频率与时间）的论证与确定，以及通过国际实验室间的循环比对试验对测试方法精密度和重复性的验证。报告最终得出结论，ISO17831-2:2025的发布为型煤产品的质量控制、国际贸易和市场监督提供了权威、统一的技术依据。该标准的实施将有效规范全球型煤产品的质量评价体系，提升行业技术水平，降低因机械强度不足导致的粉尘污染和能源损失，从而有力地推动固体生物燃料产业的标准化、规模化与国际化发展。关键词固体生物燃料；型煤；机械耐久性；国际标准；ISO17831；质量控制；生物质成型燃料Keywords:Solidbiofuels;Briquettes;Mechanicaldurability;Internationalstandard;ISO17831;Qualitycontrol;Densifiedbiomassfuels正文1.引言：背景与意义在全球应对气候变化、实现碳中和目标的宏大背景下，能源结构的转型已是大势所趋。固体生物燃料，特别是通过压缩成型工艺制成的生物质颗粒和型煤，因其能够将农林废弃物、能源作物等低品位生物质转化为具有标准尺寸、高热值、低水分且易于储存运输的高品位燃料，正在全球范围内得到广泛应用。据统计，欧洲、北美及亚太地区的生物质成型燃料市场规模持续扩大，产业国际化程度日益加深。然而，产业的发展离不开统一的技术标准。在固体生物燃料的诸多质量指标中，机械耐久性是评价其抵抗物理降解能力的最关键参数之一。机械耐久性不足的燃料在装卸、输送和燃烧过程中极易产生细粉和碎屑，不仅会降低燃料的实际热效率、增加粉尘爆炸风险，还会在供应链中造成物料损耗，增加客户的存储和清理成本。因此，建立一套科学、严谨且具有可操作性的机械耐久性测定方法，对于规范市场秩序、保障交易公平、促进技术进步至关重要。此前，国际标准化组织（ISO）已发布了ISO17831-1:2015《固体生物燃料.颗粒和型煤机械耐久性的测定.第1部分:颗粒》，对生物质颗粒的耐久性测试进行了规范。然而，型煤（Briquettes）与颗粒在物理尺寸、形状、密度和成型工艺上存在显著差异。型煤通常体积更大（直径通常大于25mm），形状多样（圆柱形、六边形、枕形等），其破碎机理与颗粒不同。直接套用面向小颗粒的测试方法（如旋转筛箱速度、测试时间、样品处理方式）无法准确反映型煤的实际机械强度。因此，制定专门针对型煤的机械耐久性测定标准，即ISO17831-2，显得尤为必要。ISO17831-2:2025的发布，填补了这一国际标准化领域的空白，为全球型煤产品提供了统一的“质量度量衡”。2.标准研制历程与技术内容ISO17831-2:2025的发展历程充分体现了国际标准化工作的严谨性、开放性与科学性原则。该项目由国际标准化组织/固体生物燃料技术委员会（ISO/TC238Solidbiofuels）负责，汇集了来自美国、德国、瑞典、加拿大、中国等多个国家的专家智慧。整个研制过程大致分为以下几个阶段：*提案与立项阶段（NP阶段）：在认识到现有标准对型煤不适用的共性问题后，相关成员国提交新工作项目提案。经过技术委员会的充分讨论和投票，ISO17831-2的制定被正式立项。立项的核心争论点在于：应选择何种最能模拟真实运输与搬运条件下型煤受力状况的测试机制。*工作草案与委员会草案阶段（WD/CD阶段）：工作组专家基于实验室研究和工业经验，起草了测试方法草案。草案的核心内容包括：*测试原理：将一定质量的型煤样品置于一个特制的旋转测试箱中，在规定转速下旋转一段特定时间。通过称量测试前后样品中保留的完整型煤或较大碎片的质量，计算机械耐久性指数（DU）。*设备要求：专门设计了用于型煤测试的旋转箱。该箱子比ISO17831-1中用于颗粒的箱子更大，内壁可能带有提升挡板或特定结构，以确保型煤在旋转过程中能够充分受到冲击、摩擦和碰撞。*参数确定：关键参数如旋转箱转速（通常为20-35转/分钟）、测试总转数（如500-1000转）以及用于分离碎屑的筛网孔径（通常为12.5mm或31.5mm等，需与型煤原始尺寸匹配），是草案阶段各国专家激烈讨论的焦点。这些参数的设定需要平衡测试的严苛性和对不同尺寸型煤的适用性。*国际标准草案阶段（DIS/FDIS阶段）：草案形成后，发至各成员国进行投票和评论。此阶段，工作组组织了大规模的国际循环比对试验（RoundRobinTest），由多个国家的实验室对统一的型煤样品进行测试，以评估方法的精密度和再现性。实验数据统计分析后，对标准草案中的参数进行了微调，确保了测试方法的稳健性。*发布阶段：最终，经过所有程序的验证和审批，ISO17831-2:2025于2025年4月30日正式发布。技术内容的精髓在于其“准确定义”与“科学模拟”。标准明确规定了从样品制备、实验室环境条件、测试设备校准到结果计算与报告的完整流程。例如，在样品处理环节，标准要求测试前对样品进行筛分，剔除初始破碎的粉末和小块，以确保测试仅评价型煤在运输过程中的耐破碎能力，而非初始缺陷。结果计算以质量百分比表示，计算公式为DU=(m2/m1)×100%，其中m1为测试前样品的总质量，m2为测试后保留在特定孔径筛网上的样品质量。DU值越高，代表型煤的机械耐久性越好。3.主要参与单位介绍在国际标准化工作体系中，各国标准化机构和专业技术委员会的贡献至关重要。本标准的成功研制，离不开众多贡献单位的努力，其中瑞典标准化研究院（SwedishInstituteforStandards,SIS）作为ISO/TC238的秘书处承担单位和长期技术支撑方，扮演了举足轻重的角色。瑞典标准化研究院（SIS）是瑞典的国家标准机构，负责协调和参与国内及国际标准化活动。SIS在环境、能源和可持续发展领域的标准化工作方面享有盛誉。在ISO17831系列标准的制定中，SIS不仅承担了ISO/TC238的秘书处工作，负责全会和工作组会议的组织、文件分发、投票进程管理等行政事务，更重要的是，它深度参与了技术内容的构建。*技术引领：瑞典作为生物质能源利用的先行国家之一，其国内科研机构和企业在型煤和颗粒的生产、应用及测试方面积累了丰富的实践经验。SIS组织国内专家，将瑞典在生物质成型燃料耐久性测试方面的先进理念和试验数据带入国际讨论中。例如，针对型煤测试，瑞典专家提出的关于旋转箱内部结构设计对测试结果影响的研究，为最终确定标准方案提供了关键实验依据。*协调共识：标准研制过程充满不同国家、不同技术路线的博弈。SIS作为秘书处，凭借其专业的协调能力，在项目负责人（ProjectLeader）和各成员国之间建立了高效的沟通桥梁。在循环比对试验的设计、结果分析以及对各方评论意见的处理等关键节点，SIS的秘书长和项目官员发挥了“黏合剂”作用，帮助工作组平衡各方利益，达成具有广泛共识的技术方案。可以说，没有SIS这样的专业标准化机构及其背后强大的国家专家团队，就没有ISO17831-2:2025这一标准成果。SIS的贡献是国际标准得以顺利产出的一个缩影，体现了各国通过标准化平台共同促进全球产业健康发展的合作精神。4.结论与展望ISO17831-2:2025《固体生物燃料.颗粒和型煤机械耐久性的测定.第2部分:型煤》的发布，标志着全球生物质型煤产品的质量控制迈入了一个标准化的新阶段。它不仅解决了此前型煤机械耐久性测试无统一国际标准可依的困境，而且通过与ISO17831-1的配套使用，构建了覆盖全品类固体生物质成型燃料的机械耐久性测试标准体系。结论如下：1.填补空白，统一标准：该标准首次在ISO层面专门针对型煤产品制定了详细的机械耐久性测试方法，有效弥补了国际标准体系的不足。它为全球生产商、贸易商、检测机构和终端用户提供了一个“共同语言”，极大地促进了国际贸易的效率与公平。2.科学严谨，指导性强：标准研制过程基于广泛的工业实践和严格的实验室验证，各项测试参数的设定具有科学性和代表性。其测试方法能够真实模拟型煤在供应链全生命周期中承受的处理应力，测试结果对评估产品质量、优化生产工艺具有直接的指导意义。展望未来：尽管ISO17831-2:2025已经发布，但标准化工作永远在路上。未来在以下几个方面可能展开进一步的工作：*标准的本地化采纳与应用：各成员国将需要加速将该国际标准转化为本国国家标准或行业标准，并开展宣贯培训，以确保其在产业链各环节的有效落地。*技术方法的持续改进：随着新型生物质原料（如城市有机固废、藻类生物质）的开发以及新的成型技术的出现，现有测试方法可能需要进一步优化或开发新的测试模块，以适应更复杂多样的产品类型。*与其他标准的协同：将机械耐久性与其他关键质量指标（如热值、灰熔点、氮硫含量）进行关联分析，建立更全面的产品综合评价模型，为燃料锅炉设计、环保监管提供更丰