21世紀(jì)以來,我國形成了廠網(wǎng)分離的電力工業(yè)體制,發(fā)電企業(yè)成為電力環(huán)保的核心。對(duì)電力集團(tuán)來說,必須探索適宜的集團(tuán)層面的脫硝戰(zhàn)略。

(1)在新電力工業(yè)體制下, 電力集團(tuán)已成為 NOx 控制的責(zé)任主體和組織核心。為充分發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)性作用、建立與社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體制相適應(yīng)的電力體制, 2002年國務(wù)院頒布了《關(guān)于印發(fā)電力體制改革方案的通知》[國發(fā)( 2002) 5 號(hào)] ,重組國家電力公司管理的發(fā)電資產(chǎn),按建立現(xiàn)代企業(yè)制度要求組建了5家獨(dú)立的發(fā)電企業(yè)。

經(jīng)過重組,我國已形成以電力集團(tuán)公司為核心的發(fā)電體制。各電力集團(tuán)掌管的發(fā)電資產(chǎn)基本相當(dāng),電廠區(qū)域分布相對(duì)集中。電力集團(tuán)已經(jīng)成為發(fā)電廠的管理核心和區(qū)域發(fā)電布局的推動(dòng)者,事實(shí)上已經(jīng)成為相應(yīng)區(qū)域內(nèi)電力環(huán)境保護(hù)的責(zé)任人。無論集團(tuán)內(nèi)發(fā)電廠站的企業(yè)體制如何,集團(tuán)對(duì)其全部發(fā)電資產(chǎn)的環(huán)境后果負(fù)有不可替代的責(zé)任和作用,同時(shí)其制定規(guī)劃、組織實(shí)施、控制投資項(xiàng)目的作用是不可替代的,應(yīng)當(dāng)建立集團(tuán)層面的NOx 控制對(duì)策。

(2)積極適應(yīng)國家脫硝政策,立足電力集團(tuán)實(shí)際,明確集團(tuán)層面的NOx 控制原則和目標(biāo)。電力集團(tuán)作為重要的國有控股企業(yè),須嚴(yán)格遵守國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定,模范執(zhí)行國家脫硝政策;同時(shí),還應(yīng)該承擔(dān)企業(yè)的社會(huì)責(zé)任,根據(jù)集團(tuán)具體情況,探索有利于環(huán)保的技術(shù)措施,科學(xué)地確定集團(tuán)內(nèi)燃煤火電廠站NOx 排放現(xiàn)狀及其防治目標(biāo)。

我國“十五”期間確定了SO2 以2000年為基準(zhǔn)削減10%的總量控制目標(biāo),“十一五”仍然延續(xù)這種做法,確定了SO2 排放以2005年為基準(zhǔn)削減10% 的目標(biāo)。我國部分地區(qū)在NOx 污染防治領(lǐng)域借鑒了SO2 控制的削減做法(如粵港合作保護(hù)大氣環(huán)境計(jì)劃中確定了NOx 以1997年為基準(zhǔn)削減20%的目標(biāo)) 。但從全國來看,我國目前缺乏權(quán)威的燃煤火電廠NOx 排放資料,因此在“十五”、“十一五”期間都沒有把NOx 列入約束性削減指標(biāo)。

燃煤火電廠煙氣脫硝控制應(yīng)當(dāng)確定NOx 削減控制目標(biāo)。SO2 削減目標(biāo)的確認(rèn),是以燃料為基礎(chǔ)的物料衡算和以連續(xù)在線監(jiān)測為基礎(chǔ)的監(jiān)測措施, 結(jié)合適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測技術(shù)規(guī)范和統(tǒng)計(jì)措施,確定排放總量并根據(jù)環(huán)境目標(biāo)確定削減目標(biāo)。該技術(shù)路線應(yīng)用到火電廠NOx 排放防治領(lǐng)域有一定的困難:首先, SO2 與NOx 的發(fā)生機(jī)理不同, NOx 對(duì)燃燒過程的依賴使之與燃料的關(guān)系不像SO2 那么密切,影響污染物產(chǎn)生量的判斷和削減技術(shù)措施的應(yīng)用;其次,連續(xù)在線監(jiān)測巨大的成本和面臨的非正常運(yùn)行的現(xiàn)狀可能會(huì)對(duì)NOx 排放監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生巨大扭曲。

因此,在借鑒上述技術(shù)路線的同時(shí),應(yīng)當(dāng)下大力氣探索通過NOx 排放績效指標(biāo)確定控制目標(biāo)的方案。近年來,我國電力和環(huán)保部門對(duì)燃煤火電廠 NOx 排放績效指標(biāo)進(jìn)行了一系列研究,取得了部分階段性成果。根據(jù)已經(jīng)取得的NOx 排放績效數(shù)據(jù)分類核定電廠NOx 排放績效指標(biāo),選擇有代表性的電廠通過實(shí)測等措施對(duì)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正。根據(jù)修正后的NOx 排放績效指標(biāo)并按照發(fā)電量推算其排放量;根據(jù)推算確定燃煤火電廠NOx 排放的總量目標(biāo),按照我國及相應(yīng)區(qū)域?qū)Νh(huán)境保護(hù)目標(biāo)的要求即可確定燃煤火電廠NOx 排放的削減目標(biāo)。這種做法能夠保證一定的精確度(誤差率可以控制在± 10%以內(nèi))和實(shí)際的管理需要。

電力集團(tuán)應(yīng)當(dāng)盡快采取技術(shù)和統(tǒng)計(jì)措施,摸清 NOx 的確切排放總量,在此基礎(chǔ)上確定火電廠NOx 排放的總量目標(biāo)及其削減目標(biāo)。集團(tuán)的NOx 削減目標(biāo)可以分三個(gè)層次: ①保證所有電廠能夠遵守國家的NOx 控制標(biāo)準(zhǔn),確保其達(dá)標(biāo)排放; ②按照不同電廠的績效要求,確定各自的排放要求,對(duì)不同技術(shù)和工藝規(guī)模的電廠實(shí)行分類控制; ③根據(jù)集團(tuán)系統(tǒng)內(nèi)部和區(qū)域最優(yōu)的原則,積極通過工藝改革、技術(shù)進(jìn)步和環(huán)境治理等手段,先行一步,確定有利于區(qū)域環(huán)境友好的綜合性NOx 削減指標(biāo)方案。

(3)建立以電力集團(tuán)為基礎(chǔ)、以降低NOx 總量為核心的環(huán)境友好目標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)體系。在確定了燃煤火電廠NOx 排放削減目標(biāo)后,建立并嚴(yán)格實(shí)施和NOx 排放相關(guān)的控制標(biāo)準(zhǔn),并以該標(biāo)準(zhǔn)為依托建立系統(tǒng)的技術(shù)措施體系,應(yīng)當(dāng)是電力集團(tuán)脫硝技術(shù)政策的核心內(nèi)容。

首先,電力集團(tuán)應(yīng)當(dāng)探索基于排放績效指標(biāo)的燃煤火電廠NOx 排放控制標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境友好指標(biāo)。 NOx 排放績效指標(biāo)( GPS) 也稱排放績效標(biāo)準(zhǔn) (EPS) ,是20世紀(jì)90年代末期起源于美國的一項(xiàng)有別于濃度標(biāo)準(zhǔn)的火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn),它是以火電廠單位發(fā)電量所排放的污染物作為基準(zhǔn)的新的火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn),通常以g/ ( kW·h)形式表示。該標(biāo)準(zhǔn)以電能的產(chǎn)出為基礎(chǔ),從而使污染物的排放不僅和燃料緊密相連,而且還與生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)效率等因素緊密相連,可以直觀地表示火電廠的排污狀況或者環(huán)境友好程度。與以往的根據(jù)總量控制要求,在現(xiàn)有排放量的基礎(chǔ)上按削減幅度等比例削減的做法相比,更為公平。

在該標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定參數(shù)F 作為簡單描述燃煤火電廠NOx 排放指標(biāo),即單位發(fā)電量所產(chǎn)生的污染量, F = r W i / ( kW·h) 。F可以作為環(huán)境友好的簡單指標(biāo),表示火電廠NOx 排放強(qiáng)度或者對(duì)環(huán)境的友好程度。發(fā)電量越大,排放的污染物總量越小,表明火電廠對(duì)環(huán)境越友好。根據(jù)我國國情,在火電廠土地涉及不同主體功能區(qū)的情況下,可以通過表明該地區(qū)環(huán)境權(quán)重經(jīng)驗(yàn)數(shù)值K來修正F 。即: F1 = K· r W i / kW·h。F ( F1) 將經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境緊密結(jié)合,能夠兼顧火電行業(yè)NOx 排放的宏觀管理和火電廠的微觀控制。通過它們即可表示電廠的NOx 排污情況以及應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的控制要求。

電力集團(tuán)應(yīng)依據(jù)本集團(tuán)的功能區(qū)位、發(fā)電廠的布局和狀況,選定煙氣脫硝GPS的計(jì)算方法、應(yīng)用條件以及權(quán)重K的設(shè)定規(guī)則,并研究確定GPS排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)目前國家濃度標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。這樣就可以建立一套簡明實(shí)用的NOx 排放防治實(shí)施指標(biāo)。

其次,電力集團(tuán)應(yīng)借助GPS指標(biāo)確立以績效和環(huán)境友好為核心的綜合管理措施。根據(jù)基于GPS的環(huán)境友好指標(biāo)( NOx 排放強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)) ,并考慮不同環(huán)境功能區(qū)的特點(diǎn),統(tǒng)籌集團(tuán)的全部燃煤火電廠,建立環(huán)境友好指標(biāo)體系,并將其應(yīng)用到中遠(yuǎn)期電站發(fā)展規(guī)劃、電廠項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)等過程中去。以發(fā)展規(guī)劃和環(huán)評(píng)為龍頭,按照單個(gè)電廠符合排污標(biāo)準(zhǔn)、集團(tuán)整體削減NOx 最優(yōu)的原則,協(xié)調(diào)解決燃煤火電廠布局以及新、老電廠的脫硝問題。

(4) 以電力集團(tuán)為基礎(chǔ),制定可行的NOx 削減控制規(guī)劃。根據(jù)NOx 排放及其削減目標(biāo),結(jié)合“十一五”規(guī)劃綱要確定的主體功能區(qū)建設(shè)思路及各區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的特點(diǎn),按照建立區(qū)域環(huán)境友好與和諧發(fā)展的要求,制定電力集團(tuán)燃煤火電廠NOx 削減控制規(guī)劃,使國家總體環(huán)境要求與企業(yè)和地方協(xié)調(diào)發(fā)展有效地統(tǒng)一起來。同時(shí)根據(jù)火電廠的布局和工藝特點(diǎn),確定實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)的技術(shù)措施體系。

2004年國家發(fā)改委《關(guān)于燃煤電站項(xiàng)目規(guī)劃和建設(shè)的有關(guān)要求的通知》[發(fā)改能源( 2004 ) 864 號(hào)] ,要求燃煤電站統(tǒng)籌規(guī)劃,高度重視規(guī)劃布局合理性。電站規(guī)劃布局需要符合我國一次能源總體流向,綜合平衡煤源、水源、電力負(fù)荷、接入系統(tǒng)、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)等電站建設(shè)必要條例,統(tǒng)籌考慮輸煤與輸電問題。除要求提高機(jī)組效率、促進(jìn)技術(shù)升級(jí)外,由于我國環(huán)境形勢嚴(yán)峻、環(huán)境容量有限,還特別強(qiáng)調(diào)要嚴(yán)格執(zhí)行國家環(huán)保政策,所有燃煤電站均要同步建設(shè)排放物在線連續(xù)監(jiān)測裝置。

首先,電力集團(tuán)應(yīng)確定對(duì)燃煤火電廠NOx 積極控制的規(guī)劃目標(biāo)。電力集團(tuán)通過綜合考慮功能區(qū)、環(huán)境、人口、生產(chǎn)力與火電廠布局等因素,確定電廠所在功能區(qū)適用的GPS系數(shù),拓展地區(qū)性發(fā)展環(huán)境容量空間,兼顧地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、人民的環(huán)境質(zhì)量需求和地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)管理秩序,以規(guī)劃引導(dǎo)燃煤火電廠的布局和在役火電廠NOx 削減方略。

其次,電力集團(tuán)應(yīng)當(dāng)確立適用的實(shí)現(xiàn)NOx 控制規(guī)劃目標(biāo)的技術(shù)措施體系。新建、在役、不同裝機(jī)容量的火電廠具有不同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn),其NOx 排放及控制的技術(shù)要求各不相同,應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)證分析的基礎(chǔ)上有針對(duì)性地確定技術(shù)措施。

對(duì)新建火電廠和裝機(jī)容量大的火電廠,應(yīng)當(dāng)適用比較高的環(huán)境友好指標(biāo),實(shí)行嚴(yán)格的全廠GPS指標(biāo)。對(duì)這類電廠除要求采用低氮燃燒技術(shù)外,還必須采取尿素SCR和SNCR /SCR混合法等先進(jìn)脫硝技術(shù)措施。在條件許可的情況下,電力集團(tuán)或者其下屬企業(yè)還必須新、老兼顧,在新增火電機(jī)組時(shí)“以新帶老”推動(dòng)在役火電廠的脫硝,從而提高全集團(tuán)的NOx 排放績效指標(biāo)和環(huán)境友好指標(biāo)。

對(duì)在役火電廠,應(yīng)當(dāng)根據(jù)其不同的剩余設(shè)計(jì)服役年限實(shí)行不同的脫硝技術(shù)對(duì)策。對(duì)剩余設(shè)計(jì)服役年限不滿五年的火電機(jī)組,一般不再考慮上脫硝設(shè)施,但應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國家的退役淘汰規(guī)定;對(duì)剩余設(shè)計(jì)服役年限五年以上的火電機(jī)組,一般應(yīng)上經(jīng)濟(jì)適用的低氮燃燒或采用尿素SNCR的脫硝設(shè)施。

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