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锅炉大气污染物地方排放标准研究

2021-10-26赵萍萍

广州化工 2021年19期
关键词:标准制控制区燃气锅炉

赵萍萍,李 纳

(四川省生态环境监测总站,四川 成都 610091)

党的十八大以来,在统筹推进“五位一体”总体布局、牢固树立绿色低碳发展理念的指导下,各地加快实施集中供热、“煤改气”、“煤改电”工程,淘汰燃煤小锅炉,煤炭消费比重逐年降低,天然气及非化石能源消费比重显著提高,经济发展方式及能源结构发生了巨大变化,《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)[1](以下简称GB13271-2014)已不能完全适应区域经济社会发展和环境保护的需要。为了进一步防治锅炉大气污染物排放造成的污染,全面推进治污减排,各地陆续制修订了锅炉大气污染物地方排放标准。通过标准的制订和实施,推动了锅炉生产、运行和污染治理的技术进步和升级,为污染物总量减排、清洁能源替代等工作提供了有力推手。本文通过对地方排放标准的适用范围、污染物控制项目、排放限值等内容进行比较分析,为锅炉大气污染排放标准制修订工作提供参考。

1 地方排放标准制修订情况

各地标准制修订的主要内容有:分区域进行污染控制;进一步收严大气污染物排放限值,特别是燃煤锅炉污染物及燃气锅炉氮氧化物排放限值;明确燃生物质锅炉大气污染物排放限值等。地方排放标准制修订情况见表1。

表1 锅炉大气污染物地方排放标准Table 1 Local emission standards of air pollutants for boilers

续表1

2 地方排放标准比较

2.1 标准适用范围

根据GB13271-2014的规定及《关于部分供热及发电锅炉执行大气污染物排放标准有关问题的复函》(环函[2014]179号)的解释,标准的适用范围是以燃煤、燃油和燃气为燃料的单台出力65 t/h及以下蒸汽锅炉(包括发电锅炉)、各种容量的热水锅炉及有机热载体锅炉、各种容量的层燃炉和抛煤机炉。使用型煤、水煤浆、煤矸石、石油焦、油页岩、生物质成型燃料等的锅炉,可参照标准中燃煤锅炉排放控制要求执行。

为了适应各地环境管理需要,地方标准在GB13271-2014基础上对适用范围进行了调整。北京、陕西将发电锅炉和工业锅炉全部纳入标准统一管理,北京市两者执行相同限值,陕西省分别规定了限值。山西省标准的适用范围包含了除65 t/h以上燃煤发电蒸汽锅炉之外的所有锅炉。河北省标准适用于各种容量的非发电锅炉。杭州市不仅涵盖了电厂锅炉,还包含了各种比例掺烧污泥的燃煤热电厂锅炉,并明确了排放控制要求。另外部分地方标准增加了使用轻柴油、醇醚燃料、高炉煤气及直接燃用生物质燃料等参照执行标准的规定。

2.2 分区域控制要求

为了满足环境管理的精细化要求,避免“一刀切”制订和执行标准,北京市、山东省等多地采取分区域控制方式,各区域执行不同的标准限值。各地区域划分主要依据高污染燃料禁燃区、城市建成区、经济发展水平、人口密度、环境承载能力等因素。北京、山西等地按高污染燃料禁燃区或城市建成区进行划分;陕西省按照地域并结合经济发展水平划分为关中、陕北、陕南三个地区;山东省划分为核心控制区、重点控制区、一般控制区三类,由各设区市人民政府划定,核心控制区指生态环境敏感度高的区域,包括各类自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域,重点控制区指人口密度大、环境容量较小、生态环境敏感度较高的区域,一般控制区指人口密度低、环境容量相对较大、生态环境敏感度相对较低的区域,即除核心控制区及重点控制区之外的其他区域。

2.3 污染物控制项目

地方标准的污染物控制项目基本与GB13271-2014保持一致,规定了颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物的最高允许排放浓度限值和烟气黑度限值。部分省市为了进一步加强对锅炉运行及污染物治理过程的监管,增加了一些控制项目。上海等地为了监控锅炉是否完全燃烧规定了一氧化碳排放浓度限值;河北等地为了控制废气脱硝治理过程中的氨逃逸规定了氨的排放浓度限值;杭州市对燃煤锅炉规定了三氧化硫排放浓度限值,对湿法脱硫和湿电除尘规定了雾滴排放限值。

2.4 燃气锅炉氮氧化物标准限值

随着能源结构调整的不断深入,天然气消费占比持续提高,燃气锅炉氮氧化物污染问题也凸显出来。作为PM2.5和臭氧污染的重要前体物,氮氧化物的控制已迫在眉睫,急需通过制订标准倒逼企业实施控制措施。2015年北京市率先修订了锅炉氮氧化物排放限值,规定2017年4月1日起的新建锅炉氮氧化物排放限值为30 mg/m3。随后上海、天津等多地也将燃气锅炉氮氧化物控制作为标准制修订的重点,根据本地经济发展水平、能源结构调整及锅炉污染治理水平提出30~80 mg/m3的排放限值,在GB13271-2014特别排放限值(150 mg/m3)的基础上收严了80%~47%。地方标准中新建燃气锅炉氮氧化物排放限值见图1。

图1 地方排放标准中新建燃气锅炉氮氧化物 排放限值对比Fig.1 Comparison of NOx discharge limits of newly-built gas-fired boilers in local emission standards

2.5 生物质燃料锅炉

生物质作为一种新型清洁能源,资源量巨大且供应稳定,相对常规能源,拥有碳中和、氮硫含量低、烟气污染少等优势。生物质颗粒燃料在供热、供气以及发电方面可以大量替代煤炭、天然气或重油。然而,生物质燃料锅炉的发展却受到了相关法律法规不健全、生物质燃料及生物质燃料锅炉质量良莠不齐、污染物排放标准不完善等因素的制约。为了促进生物质燃料锅炉健康发展,使其环境管理工作有法可依,多地在标准中对生物质燃料、生物质成型燃料、燃生物质锅炉等术语进行了定义,并根据生物质燃料燃烧特性及污染物排放特点制订了排放限值。生物质燃料具有水分较多、灰分较少、挥发分较高、含硫量低等特点,因此各地生物质燃料锅炉颗粒物排放限值为10~30 mg/m3;二氧化硫排放限值为20~35 mg/m3;在城市建成区或高污染燃料禁燃区内提出低氮排放要求,氮氧化物排放限值控制在50~80 mg/m3,其他区域一般为150 mg/m3。地方标准中新建燃生物质锅炉标准限值见图2。

图2 地方排放标准中新建燃生物质锅炉排放限值对比Fig.2 Comparison of the discharge limits of new-built biomass boiler in local emission standards

3 结 语

(1)锅炉量大面广,与居民区距离较近,对近地面污染物浓度贡献分担率较高。目前多地根据大气环境质量状况、能源结构调整情况、锅炉使用及排放情况等因地制宜地制修订锅炉大气污染物排放标准,已成为巩固燃煤锅炉淘汰改造成果、控制氮氧化物排放,破解大气复合性污染问题,将行政手段上升到法律手段的重要举措之一。

(2)北京、上海等经济发达的直辖市或省会城市,已基本完成了清洁能源的替代工作,主要以燃气或燃油锅炉为主,标准制修订的重点是控制燃气锅炉氮氧化物排放,同时通过全域实施燃气标准达到全面禁煤的目的。河北、山东等北方地区虽然实施了清洁能源替代,但以煤为主的能源结构导致大气污染物排放总量居高不下,因此标准制修订中对人口密集区、经济发达区双管齐下,同时要求燃煤锅炉超低排放和燃气锅炉低氮排放。

(3)目前国家层面缺乏对生物质燃料、生物质成型燃料、生物质燃料锅炉等术语的统一定义及相关技术标准,各地在标准制修订中对这些术语的定义存在难点和争议。建议国家尽快出台生物质燃料和锅炉相关的术语定义及产品技术标准,促进生物质燃料锅炉的健康发展。

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