緊箍咒能管住工業(yè)鍋爐嗎？
工業(yè)鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)日前完成第二次征求意見(jiàn)，近期將出臺(tái)實(shí)施。這是“大氣十條”行動(dòng)框架下，我國(guó)污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)一步完善的重要內(nèi)容。盡管用煤量低于燃煤電廠(火力發(fā)電用煤占總量的50%以上，工業(yè)鍋爐為35%)，但工業(yè)鍋爐煙氣治理落后、治理難度大、監(jiān)管困難，而且對(duì)城市環(huán)境影響更直接。在霧霾頻擾的今天，這是一個(gè)急需管住的污染源。
近年來(lái)，涉及大氣治理的各項(xiàng)規(guī)劃、政策都將工業(yè)鍋爐作為污染防控的重要內(nèi)容，提出了淘汰、改造、提升治理水平的一系列政策措施。此次標(biāo)準(zhǔn)修訂增加了燃煤工業(yè)鍋爐氮氧化物、汞排放標(biāo)準(zhǔn)限值及特別排放限值；取消按功能區(qū)和鍋爐容量執(zhí)行不同排放限值的規(guī)定；嚴(yán)格了各項(xiàng)污染物排放限值，為各地大氣污染防控工作提供了標(biāo)準(zhǔn)支撐和依據(jù)。
污染源更近 問(wèn)題更嚴(yán)重
平均容量小，燃煤品質(zhì)差，治理效率低，污染物排放強(qiáng)度較高
截至2011年，我國(guó)有各種容量的在用鍋爐61.06萬(wàn)臺(tái)，總功率約351.29萬(wàn)MW。根據(jù)2007年~2011年工業(yè)鍋爐的生產(chǎn)情況，可以判斷燃煤工業(yè)鍋爐約46萬(wàn)臺(tái)，占總量的85%左右，年煤耗量7.3億噸，顆粒物排放160萬(wàn)噸/年、二氧化硫排放718萬(wàn)噸/年、氮氧化物排放271萬(wàn)噸/年。
與火電行業(yè)日漸“退守”至城市邊緣相比，工業(yè)鍋爐分散在供熱、冶金、造紙、建材、化工等行業(yè)，主要集中在人口密集的居住區(qū)和工業(yè)區(qū)，排放高度低；同時(shí)，由于工業(yè)鍋爐的平均容量小，燃煤品質(zhì)差且差異大、治理效率低，污染物排放強(qiáng)度較高，因而對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境空氣質(zhì)量影響大。
從設(shè)施狀況來(lái)看，與燃煤電廠不斷提升水平的機(jī)組相比，鍋爐熱效率較低，能耗大，設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行熱效率為72~83%，實(shí)際運(yùn)行效率60%~65%，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)水平和國(guó)際平均水平。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)工業(yè)鍋爐單臺(tái)容量小，平均容量8.09噸/臺(tái)。雖向大容量發(fā)展，但小噸位的燃煤工業(yè)鍋爐仍然大量存在。
多年來(lái)，國(guó)內(nèi)就中小型燃煤鍋爐進(jìn)行了多次技術(shù)改進(jìn)，由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、操作、政策等多方面原因，達(dá)不到全面提高技術(shù)水平的效果，如對(duì)爐拱的改造技術(shù)、型煤燃燒技術(shù)、分層燃燒技術(shù)及小型脫硫除塵技術(shù)等，由于種種原因，進(jìn)展緩慢。
而從“原料”看，工業(yè)鍋爐還將以燃煤為主，而且“吃的幾乎全為粗糧”。我國(guó)工業(yè)鍋爐燃煤多為沒(méi)有經(jīng)過(guò)洗選的原煤，灰分硫分較高，且粒度較差，尤其是遇到炭供應(yīng)緊張的局面時(shí)，煤炭供應(yīng)多不能滿足工業(yè)鍋爐的設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致燃燒效率差，污染物排放水平較高。
而從治理水平看，大型城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、環(huán)境污染較重的地區(qū)，鍋爐脫硫設(shè)施的比率較高，基本情況是部分企業(yè)利用工藝廢堿進(jìn)行煙氣脫硫，其他鍋爐基本上沒(méi)有安裝專(zhuān)門(mén)的脫硫設(shè)施，僅依靠水膜除塵器在除塵過(guò)程中脫硫，脫硫效果很低，約15%～30%左右。“燃煤工業(yè)鍋爐控制二氧化硫的任務(wù)很重。”標(biāo)準(zhǔn)制定組的調(diào)研結(jié)論顯示。
工業(yè)鍋爐二氧化硫排放狀況
我國(guó)非重點(diǎn)地區(qū)的工業(yè)鍋爐二氧化硫排放平均濃度700mg/m3左右，達(dá)到900mg/m3的占87%，達(dá)到1200mg/m3的占94%，達(dá)到400mg/m3的占25%左右。
標(biāo)準(zhǔn)“松緊”怎么定？
充分考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性、大氣污染物排放控制力度強(qiáng)化等政策新要求
記者了解到，鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的修訂準(zhǔn)備工作自2006年就已開(kāi)始。標(biāo)準(zhǔn)制定組對(duì)我國(guó)鍋爐生產(chǎn)、使用、污染治理、排放，地方排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施等情況先后開(kāi)展了多次調(diào)研，并廣泛征求研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)專(zhuān)家意見(jiàn)，在修訂過(guò)程中充分考慮到達(dá)標(biāo)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性以及大氣污染物控制力度提升的政策新要求。
其中，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)二氧化硫排放提出了四檔要求 ；考慮到改造難度，對(duì)在用鍋爐提出的氮氧化物排放限值保證九成以上可以達(dá)標(biāo)；對(duì)汞排放則初步提出了統(tǒng)一要求。
標(biāo)準(zhǔn)有四檔，煤炭硫分控制很重要
二氧化硫
《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)工業(yè)鍋爐煙氣二氧化硫排放提出了四檔要求。其中，在用鍋爐考慮脫硫改造的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性，脫硫效率以65~75%為宜，執(zhí)行400mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)。新建鍋爐則從嚴(yán)要求，執(zhí)行經(jīng)濟(jì)可行的最佳環(huán)保技術(shù)，脫硫效率應(yīng)達(dá)到75~85%，執(zhí)行300mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)國(guó)家確定的47個(gè)大氣污染防控重點(diǎn)區(qū)域，則執(zhí)行特別排放限值。限值的確定考慮了環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，要求采取嚴(yán)格的、技術(shù)可行的治理技術(shù)，采用低硫煤和濕法脫硫工藝，執(zhí)行200mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于廣西、重慶、四川和貴州等我國(guó)典型的高硫煤地區(qū)，考慮到在用鍋爐改造的空間問(wèn)題和成本問(wèn)題，將上述地區(qū)的在用鍋爐二氧化硫排放限值放寬到550mg/m3。
為實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的控制要求，總體的原則是需要對(duì)沒(méi)有脫硫設(shè)施的鍋爐建設(shè)脫硫設(shè)施，對(duì)有脫硫設(shè)施的進(jìn)行改造和嚴(yán)格運(yùn)行過(guò)程控制和監(jiān)管，可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
煤炭硫分對(duì)二氧化硫的控制非常重要。標(biāo)準(zhǔn)編制組建議應(yīng)首先選用低硫煤，通過(guò)煤炭洗選和合理配煤，將煤炭的含硫量降低到1.5%以下。“否則，實(shí)現(xiàn)上述標(biāo)準(zhǔn)需要多種方式，包括安裝脫硫效率達(dá)到90%~95%的高效濕法脫硫裝置，或改燃清潔能源，或使用循環(huán)流化床鍋爐實(shí)施爐內(nèi)噴鈣技術(shù)加尾端濕法脫硫工藝。”
從地方實(shí)踐來(lái)看，指標(biāo)具備實(shí)踐基礎(chǔ)。如天津市2003年實(shí)施地方排放標(biāo)準(zhǔn)，燃煤鍋爐煙塵執(zhí)行200mg/m3排放限值。2013年1~6月，對(duì)90家企業(yè)共133臺(tái)10噸以上鍋爐進(jìn)行監(jiān)測(cè)，二氧化硫排放＜150mg/m3的占55.3%，≤200mg/m3占百分之百。
氮氧化物
尾端治理不適宜，低氮燃燒是關(guān)鍵
目前，我國(guó)在用工業(yè)鍋爐氮氧化物沒(méi)有采取控制措施，技術(shù)改造難度、空間和成本較大？紤]到在用鍋爐的改造難度，標(biāo)準(zhǔn)提出的氮氧化物排放限值保證90%以上的鍋爐達(dá)標(biāo)，執(zhí)行400mg/m3，基本不需要對(duì)現(xiàn)有鍋爐進(jìn)行改造。
新建鍋爐的排放限值也只是在現(xiàn)
有鍋爐排放平均水平的基礎(chǔ)上稍微嚴(yán)格，只要在鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行的時(shí)候采取一定的控制措施，就能滿足要求。新建鍋爐擁有最佳使用技術(shù)支持，采用低氮燃燒技術(shù)，氮氧化物的產(chǎn)生濃度可以削減30%，達(dá)到300 mg/m3，不需要進(jìn)行尾端治理，運(yùn)行良好的新建鍋爐都能達(dá)到這一限值。
標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重點(diǎn)地區(qū)的新建鍋爐則有嚴(yán)格要求，在用鍋爐則得以“豁免”。從嚴(yán)要求的目的是在重點(diǎn)地區(qū)建設(shè)燃煤鍋爐，就是要建設(shè)高效清潔環(huán)保鍋爐，至少是國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的。在鍋爐設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行上采取低氮燃燒技術(shù)，氮氧化物削減達(dá)到40~50%，執(zhí)行200mg/m3的排放限值。
標(biāo)準(zhǔn)編制組經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研得出結(jié)論，燃煤鍋爐氮氧化物控制首選的是優(yōu)化燃燒、煙氣再燃、優(yōu)化爐膛設(shè)計(jì)等方案，不宜采用尾端治理技術(shù)。
中國(guó)環(huán)科院相關(guān)專(zhuān)家在2007年曾實(shí)測(cè)了86臺(tái)65蒸噸/時(shí)以下燃煤鍋爐氮氧化物排放情況，所測(cè)的數(shù)據(jù)中有8臺(tái)鍋爐的NOX排放濃度低于200mg/m3，占9.3%。因此，重點(diǎn)地區(qū)新建燃煤鍋爐要達(dá)到氮氧化物排放限值，還需要指引鍋爐設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用部門(mén)集中力量解決工業(yè)鍋爐低氮燃燒技術(shù)。
從已有的地方實(shí)踐來(lái)看，氮氧化物控制達(dá)到“底線”并無(wú)困難。2013年，相關(guān)機(jī)構(gòu)曾對(duì)天津市133臺(tái)工業(yè)鍋爐進(jìn)行監(jiān)測(cè)，氮氧化物平均排放濃度196mg/m3，排放濃度低于200mg/m3的鍋爐占55.6%，低于300mg/m3的達(dá)到87.9%，百分之百低于400mg/m3。
汞
限值“一視同仁”，協(xié)同處置可達(dá)標(biāo)
此次修訂意見(jiàn)稿首次增加了汞排放限值，統(tǒng)一提出了0.05mg/m3的要求。目前，汞的排放控制主要宜采取與脫硫除塵的協(xié)同控制。
一般而言，靜電除塵器可脫除30%的汞，布袋除塵器可脫除70%的汞，濕法脫硫裝置可脫除90%的汞。在極個(gè)別的情況下煙氣中汞的含量達(dá)到0.1mg/m3時(shí)，鍋爐尾端采用除塵、濕法脫硫等措施后，基本能達(dá)到0.05mg/m3的限值要求。如果采用協(xié)同控制仍不能滿足0.05mg/m3的排放限值，則需要采用活性炭噴入脫汞技術(shù)進(jìn)行控制。
執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)賬
環(huán)保投資3700~4500億元
1.10蒸噸/時(shí)以下在用鍋爐改造費(fèi)用1680~2000億元
2.10蒸噸/時(shí)以上在用鍋爐治理1608億元~2067.4億元
3.新建鍋爐鍋爐治理投資80億元
4.重點(diǎn)地區(qū)在用鍋爐治理投資360億元
運(yùn)行費(fèi)用33.5億元~47.5億元
顆粒物
特別限值達(dá)到國(guó)際嚴(yán)格水平；超過(guò)3成鍋爐需改造
與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析，修訂后的標(biāo)準(zhǔn)中，在用鍋爐顆粒物達(dá)到國(guó)際較一般水平，執(zhí)行80mg/m3；新建鍋爐達(dá)到國(guó)際較嚴(yán)格水平，執(zhí)行50mg/m3；特別排放限值則達(dá)到了國(guó)際嚴(yán)格水平，執(zhí)行30mg/m3。
而工業(yè)鍋爐尾端采用與除塵、脫硫協(xié)同控制的技術(shù)，基本都能夠達(dá)到排放要求。中國(guó)環(huán)科院相關(guān)專(zhuān)家實(shí)測(cè)了95臺(tái)燃煤鍋爐，其中85臺(tái)鍋爐安裝了除塵凈化裝置，96%的除塵裝置凈化效率大于80%，采取的除塵方法以濕法為主，如麻石水膜除塵器、沖擊式或水浴式脫硫除塵器，少量鍋爐采用機(jī)械式除塵如多管旋風(fēng)除塵器。從實(shí)測(cè)結(jié)果來(lái)看，22%的鍋爐排放低于80mg/m3，80%低于200mg/m3。
針對(duì)調(diào)研情況來(lái)看，非重點(diǎn)地區(qū)工業(yè)鍋爐除塵效率集中在85%左右，以機(jī)械除塵為主，平均濃度250mg/m3左右，滿足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)200mg/m3的占70%左右，達(dá)到80mg/m3的左右30%。30%超過(guò)200mg/m3的鍋爐，即使不執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)也必須改造。
算算減排、投入兩筆賬
執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)后，煙塵削減66萬(wàn)噸，二氧化硫削減314萬(wàn)噸，相關(guān)的環(huán)保投資需3700億元～4500億元，年運(yùn)行費(fèi)用約需33.5億元～47.5億元
近年來(lái)，國(guó)家出臺(tái)的多項(xiàng)政策、規(guī)劃包括大氣治理行動(dòng)計(jì)劃，都對(duì)工業(yè)鍋爐煙氣治理改造提出了要求。而通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)制定組的研究測(cè)算，大概的投入產(chǎn)出比如下：執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)后，煙塵削減66萬(wàn)噸，二氧化硫削減314萬(wàn)噸，相關(guān)的環(huán)保投資需3700億元～4500億元，年運(yùn)行費(fèi)用約需33.5億元～47.5億元。
其中，對(duì)于10蒸噸/時(shí)以下的燃煤鍋爐，已經(jīng)不具備環(huán)保治理的條件。有條件的要改為燃油和燃?xì)忮仩t，人口密集、鍋爐量大的城鎮(zhèn)、城市近郊，要結(jié)合舊城改造、城鎮(zhèn)化進(jìn)程改造為集中供熱或并網(wǎng)，不具備改燃清潔能源和集中供熱并網(wǎng)的，要發(fā)展優(yōu)質(zhì)型煤鍋爐和生物質(zhì)成型燃料鍋爐。
通過(guò)實(shí)施改造方案，顆粒物可減排19萬(wàn)噸~20.1萬(wàn)噸，二氧化硫可減排76.3~ 81.7萬(wàn)噸，費(fèi)用約為1680億元～2000億元。
而我國(guó)擁有10蒸噸/時(shí)以上燃煤工業(yè)鍋爐13.8萬(wàn)臺(tái)（240萬(wàn)MW），燃煤量5.6億噸。根據(jù)調(diào)研情況來(lái)看，顆粒物排放有70%不能達(dá)到80mg/m3，二氧化硫有1/3污染治理設(shè)施達(dá)不到排放要求，有1/3沒(méi)有治理設(shè)施，需要改造的占75%以上，即10～35蒸噸/時(shí)鍋爐的80%、35蒸噸/時(shí)以上鍋爐的60%需要改造。
據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，10蒸噸/時(shí)以上燃煤工業(yè)鍋爐中的10.4萬(wàn)臺(tái)（160萬(wàn)MW）需要進(jìn)行脫硫除塵改造。改造后預(yù)期減排顆粒物37.5萬(wàn)噸，減排二氧化硫144.6萬(wàn)噸。估算費(fèi)用約為1608億元~2067.4億元。
在新增鍋爐方面，我國(guó)預(yù)計(jì)年新增鍋爐8萬(wàn)～10萬(wàn)噸，其中燃煤鍋爐占80%，執(zhí)行新標(biāo)準(zhǔn)比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)減排顆粒物2.5萬(wàn)噸/年，減排二氧化硫10.3萬(wàn)噸/年，減排氮氧化物2.1萬(wàn)噸/年，預(yù)計(jì)總環(huán)保投資80億元左右。
對(duì)于執(zhí)行特別排放限值的地區(qū)，需采取的治理措施為高效除塵+濕法脫硫+除塵的技術(shù)，單位環(huán)保投資10～14萬(wàn)元/噸，合計(jì)總的環(huán)保投資360億元。當(dāng)然減排效益也較為明顯。根據(jù)天津、西安、蘭州、沈陽(yáng)等地的調(diào)研情況，估算到2012年底，47個(gè)重點(diǎn)城市工業(yè)鍋爐兩萬(wàn)臺(tái)，總?cè)萘?0萬(wàn)蒸噸/時(shí)。在用鍋爐，顆粒物就可削減6.2萬(wàn)噸。
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