浙江省燃煤電廠強制性地方標準制定及實施影響研究*

錢蓮英 史一峰 徐志榮

(1.浙江省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，浙江 杭州 310012；2.浙江省生態(tài)環(huán)境廳，浙江 杭州 310012；3.浙江省生態(tài)環(huán)境科學設計研究院，浙江 杭州 310007)

2014年9月發(fā)布的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》提出了燃煤機組實現(xiàn)超低排放的目標[1]，2015年12月印發(fā)的《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》將“燃煤電廠超低排放與節(jié)能改造”提升為國家專項行動[2]，浙江省積極響應國家超低排放行動計劃，相繼出臺了超低排放財政補助、電價補貼、節(jié)能減排調度、差別化排污收費等鼓勵政策，順利推進了燃煤電廠超低排放建設與改造工作。為鞏固燃煤電廠推行超低排放改造工作成果，適應現(xiàn)階段環(huán)境保護監(jiān)督管理工作的需要，2018年，浙江省制定并發(fā)布了《燃煤電廠大氣污染排放標準》(DB33/ 2147—2018)強制性地方標準。DB33/ 2147—2018發(fā)布實施后，替代現(xiàn)行《火電廠大氣污染物排放標準》(GB 13223—2011)中燃煤發(fā)電類鍋爐的大氣污染物控制要求，相比于原執(zhí)行的GB 13223—2011，DB33/ 2147—2018在大氣污染物排放控制、污染物監(jiān)測等方面提出了更高的要求。本研究將DB33/ 2147—2018與GB 13223—2011進行比較，分析DB33/ 2147—2018的主要特點，探討標準實施的影響，以利于標準的順利實施，并為各地制定符合現(xiàn)階段管理要求、技術上可行的地方標準提供借鑒。

1 DB33/ 2147—2018的特點

1.1 加強有組織污染物控制要求

1.1.1 有組織污染物控制項目以顆粒物替代GB 13223—2011中的煙塵

煙塵是指燃料燃燒和生產工藝過程中產生的排入大氣的含污染物的粉塵，往往指的是燃燒過程產生的顆粒物，隨著煙氣脫硫、脫硝技術的應用，燃煤電廠排放的顆粒物除煙塵以外，煙氣處理過程中還將產生一些次生顆粒物，如未溶硫酸鹽、亞硫酸鹽及未反應吸收劑等可過濾顆粒物，含有少量硫酸、鹽酸等可凝結顆粒物，以及溶于霧滴中的硫酸鹽等溶解性固形物[3-4]；目前，煙塵采用的檢測方法為《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T 16157—1996)和《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法》(HJ 836—2017)，這兩種方法均是基于對煙氣中的顆粒物采用濾膜(筒)進行過濾、捕集、烘干、稱重的原理進行測量。為使控制項目的名稱與實際更加貼切，也與檢測方法一致，DB33/ 2147—2018以顆粒物替代GB 13223—2011中的煙塵，并對顆粒物明確了定義，即顆粒物是指燃料和其他物質在燃燒、合成、分解以及各種物料在機械處理中所產生的懸浮于排放氣體中的固體和液體顆粒狀物質，包括除塵器未能完全收集的煙塵顆粒及煙氣脫硫、脫硝過程中產生的次生顆粒狀物質。其他控制項目與GB 13223—2011保持一致，為二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物、煙氣黑度，控制指標與國家《煤電節(jié)能減排與改造行動計劃》一致，為燃煤電廠的關鍵污染因子，排放績效控制指標與國家排污許可制控制的污染物一致。

1.1.2 大幅加嚴污染物有組織排放限值

DB33/ 2147—2018中污染物的有組織排放限值按燃煤發(fā)電鍋爐的規(guī)模分兩個階段確定，新建燃煤發(fā)電鍋爐以及現(xiàn)有單臺出力300 MW及以上發(fā)電機組配套的燃煤發(fā)電鍋爐執(zhí)行Ⅱ階段規(guī)定的排放限值，現(xiàn)有單臺出力300 MW以下發(fā)電機組配套的燃煤發(fā)電鍋爐以及其他燃煤發(fā)電鍋爐執(zhí)行Ⅰ階段規(guī)定的排放限值，與GB 13223—2011相比，大幅加嚴了污染物的有組織排放限值，Ⅰ階段顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分別為GB 13223—2011中特別排放限值的50%、70%、50%，Ⅱ階段排放限值分別為GB 13223—2011中特別排放限值的25%、70%、50%。GB 13223—2011和DB33/ 2147—2018對燃煤電廠有組織排放的污染物排放限值比較見表1。

DB33/ 2147—2018中明確了廢氣污染物手工監(jiān)測數據、自動監(jiān)測數據均可作為達標判定依據。污染物的排放濃度達標是指“任一小時濃度均值滿足許可排放濃度要求”，手工監(jiān)測小時均值是指 “1小時內等間隔采樣 3～4個樣品監(jiān)測結果的算數平均值 ”。顆粒物、汞及其化合物濃度以測定均值計，二氧化硫和氮氧化物濃度以小時均值計；自動監(jiān)測數據小時均值是指整點1 h內不少于 45 min的有效數據的算術平均值。

1.1.3 分階段分時段執(zhí)行

截至2017年底，浙江省已全部完成63臺大型燃煤機組的超低排放改造，除已列入“十三五”關停計劃和已啟動高效化改造建設的機組外，燃煤熱電鍋爐的超低排放改造也已基本完成。從實際運行情況看，現(xiàn)有單臺出力300 MW及以上發(fā)電機組配套的燃煤發(fā)電鍋爐(統(tǒng)調煤電企業(yè))由于技術力量雄厚、運行管理規(guī)范、政策支持等原因，超低排放設施運行情況較好，而地方燃煤熱電企業(yè)受各地生產經營條件和政策環(huán)境影響，超低排放設施的運行管理參差不齊，在超低排放設施的運行監(jiān)管上亟待加強。為保證標準的實施效果，300 MW及以上發(fā)電機組配套的燃煤發(fā)電鍋爐執(zhí)行表1中Ⅱ階段規(guī)定的排放限值，并在標準發(fā)布后立即實施；地方燃煤熱電企業(yè)整體排放水平與統(tǒng)調煤電企業(yè)有較大差距，因此有單臺出力300 MW以下發(fā)電機組(不含300 MW)配套的燃煤發(fā)電鍋爐以及其他燃煤發(fā)電鍋爐執(zhí)行表1中Ⅰ階段規(guī)定的排放限值，并設置過渡期，于2020年1月1日起實施，給企業(yè)的運行管理提供適應期。

1.2 增加排放績效的要求

排放績效一般以單位產品產量所排放污染物來表征，即相當于污染物排放強度，對于燃煤電廠而言，排放績效是指每生產1 kW·h電量所排放污染物的量，反映了單位電量的污染物排放強度。為落實國家排污許可制度，DB33/ 2147—2018增加了排放績效的要求。基于“十三五”火電行業(yè)總量控制目標的排放績效宏觀測算結果，結合已實施超低排放火電機組的實際排放績效以及《火電行業(yè)排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范》規(guī)定的重點地區(qū)排放績效，在火電燃煤機組超低排放限值下的排放績效的理論計算基礎上，留有10%左右的余量[5]，確定浙江省火電燃煤機組超低排放限值下的排放績效限值(見表2)。

表1 排放限值對比

表2 燃煤電廠排放績效值

企業(yè)的排放許可量可依據裝機容量采用排放績效法測算，績效法年許可排放量計算方法見《火電行業(yè)排污許可證申請與核發(fā)技術規(guī)范》[6]。

采用排放績效標準作為反映火電機組發(fā)電過程中兼顧能源和效率與污染物排放控制的綜合指標，不再依據企業(yè)機組類型、燃料硫含量、生產工藝、脫硫技術等進行分類控制，根據燃煤機組發(fā)電量來計算其污染物許可排污量使所有火電企業(yè)遵循同等的環(huán)境管理要求，在大氣污染物總量控制方面不僅可以有效促進火電行業(yè)的清潔化發(fā)展，還可以提高發(fā)電效率。由此，實施統(tǒng)一的基于產出的排放績效標準，一方面在環(huán)境管理政策方面操作簡單而公平，另一方面為火電企業(yè)提供有效的競爭機制，促進煤電企業(yè)嚴格貫徹持證排污和按證排污的制度，促進火電行業(yè)的綠色持續(xù)發(fā)展。

1.3 增加無組織排放控制要求

《大氣污染防治法》在大氣污染防治措施中，明確提出了無組織排放控制要求，為落實《大氣污染防治法》有關規(guī)定，DB33/ 2147—2018提出燃煤電廠無組織排放控制要求，燃煤電廠無組織排放控制的首要污染物是顆粒物。DB33/ 2147—2018有針對性地對原輔料儲存、卸載系統(tǒng)，原輔料運輸、制備系統(tǒng)，副產物儲存、轉運系統(tǒng)等無組織排放產生源提出控制措施要求，特別是煤場、灰場、卸煤、輸煤和灰渣儲運環(huán)節(jié)，儲煤場要求采用封閉、半封閉料場(倉、庫、棚)，半封閉料場應至少兩面有圍墻(圍擋)及屋頂，并對物料采取覆蓋、噴淋(霧)等抑塵措施。

1.4 采取有效措施消除石膏雨飄落、白色煙羽現(xiàn)象

濕法脫硫是目前燃煤電廠脫硫的主流技術，超低排放改造后采用濕法脫硫的燃煤電廠，煙氣脫硫系統(tǒng)吸收塔出口凈煙氣由于處于濕飽和狀態(tài)，在煙囪口排入大氣的過程中因溫度降低，煙氣中部分氣態(tài)水和污染物會發(fā)生凝結，在煙囪口形成霧狀水汽，霧狀水汽會因天空背景色和天空光照、觀察角度等原因發(fā)生顏色的細微變化，并在一定區(qū)域內有液滴飄落，即產生有色煙羽和石膏雨現(xiàn)象[7-8]。有色煙羽和石膏雨現(xiàn)象不僅產生視覺污染，影響企業(yè)形象，更是含有可凝結顆粒物等其他污染物，影響空氣質量，對周圍環(huán)境和居民生活產生一定影響，DB33/ 2147—2018要求位于環(huán)境空氣敏感區(qū)的燃煤電廠采取有效措施消除石膏雨和白色煙羽現(xiàn)象。

1.5 強化監(jiān)測要求

1.5.1 監(jiān)測方法的選擇

燃煤電廠實施超低排放改造后，大量使用了濕法脫硫技術，使得脫硫后煙氣管道內出現(xiàn)污染物濃度低、溫度低、濕度高的“二低一高”狀況，廢氣污染物低濃度監(jiān)測對監(jiān)測手段、監(jiān)測方法、質量保證提出了更高的要求[9-10]，DB33/ 2147—2018中監(jiān)測分析方法的選用在充分考慮被測污染源排放特點、污染物排放濃度低、監(jiān)測分析方法的檢出限和干擾等因素，選擇了國家標準和行業(yè)標準中適用性滿足標準要求的方法，并根據實際監(jiān)測工作的現(xiàn)狀和需要，以附錄的方式補充了“固定污染源廢氣 二氧化硫、氮氧化物的測定 傅立葉變換紅外光譜法”，以確保監(jiān)測工作的需要和監(jiān)測數據的準確性。

1.5.2 手工監(jiān)測相關要求

為保證監(jiān)測工作的需要，DB33/ 2147—2018提出各監(jiān)測斷面均應設置永久性采樣平臺，當采樣平臺高度大于40 m時，應設置通往平臺的電梯、升降梯或其他便捷、安全的設施。未建設電梯或升降梯的企業(yè)，當采樣平臺距地面高度大于20 m時，應設置安全、方便的監(jiān)測設備電動吊裝設施。

1.5.3 在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求

大氣污染物連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)儀表的檢測靈敏度、檢出限和量程應符合污染物低濃度排放監(jiān)測技術要求，氮氧化物應包括一氧化氮和二氧化氮，只具備測定一氧化氮能力的氮氧化物分析儀表應配置二氧化氮/一氧化氮轉換器。

2 DB33/ 2147—2018實施的影響

2.1 DB33/ 2147—2018實施的環(huán)境效益

DB33/ 2147—2018的實施將有助于進一步提高現(xiàn)有燃煤電廠的污染治理水平，引進、研發(fā)或采用先進的污染防治工藝，引導和促進火電行業(yè)結構調整和優(yōu)化升級。實施DB33/ 2147—2018所產生的環(huán)境效益非常明顯。

為達到DB33/ 2147—2018標準限值，浙江省從2014年開展第1臺煤電機組的超低排放改造試點工作，經過3年的努力，截止2017年底，已基本完成全部統(tǒng)調煤電機組和地方燃煤熱電機組超低排放改造工作，污染物排放量大幅下降。根據《浙江省電力行業(yè)節(jié)能環(huán)保報告(2017年度)》[11]，超低排放改造減排情況見表3，其中2014年浙江省發(fā)電供熱用原煤量為10 444萬t，2017年為11 445萬t。

浙江省燃煤電廠超低排放削減量分別為煙塵4.0萬t、二氧化硫17 萬t、氮氧化物25 萬t，與2014年排放總量相比，減排比例分別為72.7%、77.3%、80.6%。

表3 2014—2017年浙江省燃煤機組減排情況

DB33/ 2147—2018的實施，對改善區(qū)域環(huán)境空氣質量意義重大。以2017年為模擬時間，運用區(qū)域空氣質量模式系統(tǒng)WRF-SMOKE-CMAQ對改善效果進行相應的模擬評估。模擬氣象場為2013年氣象場，評估對象為PM2.5濃度，評估站點為浙江省51個國控站點。從模擬結果看，在標準落實的情況下，全省PM2.5濃度將有較大幅度下降，下降比例平均在12%左右，折合質量濃度下降值約為7 μg/m3[12]。

2.2 對燃煤電廠的影響

2.2.1 對廢氣處理設施進行技術改造

要達到DB33/ 2147—2018的要求，燃煤電廠必須全面改變原有的廢氣治理方式，投入資金對環(huán)保設施進行大幅改造，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)有組織廢氣治理設施需要進行超低排放技術改造

DB33/ 2147—2018相比于GB 13223—2011，大幅收嚴了大氣污染物排放濃度限值，燃煤電廠需要對有組織廢氣治理設施采用超低排放技術路線進行改造后才能達到標準限值要求。

(2)增強無組織排放控制措施

DB33/ 2147—2018增加了無組織排放控制要求，這就要求相關企業(yè)對照標準中無組織控制措施要求，對原輔料儲存、卸載系統(tǒng)，原輔料運輸、制備系統(tǒng)，副產物儲存、轉運系統(tǒng)等無組織排放源采取控制措施，特別是部分企業(yè)的煤場未實施封閉或半封閉，則需投入較大的資金和較長的時間進行改造。

(3)位于環(huán)境空氣敏感區(qū)的燃煤電廠需采取有效措施消除石膏雨飄落、白色煙羽現(xiàn)象

環(huán)境空氣敏感區(qū)指的是按《環(huán)境空氣質量標準》(GB 3095—2012)規(guī)定劃分為一類功能區(qū)中的自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)和其他需要特殊保護的地區(qū)，二類功能區(qū)中的居民區(qū)、文化區(qū)等人群較集中的環(huán)境空氣保護目標，以及對項目排放大氣污染物敏感的區(qū)域，考慮到經濟性和必要性，DB33/ 2147—2018中要求位于環(huán)境空氣敏感區(qū)的企業(yè)需對煙囪采取煙氣加熱或煙氣冷凝再熱技術等有效措施消除石膏雨飄落、白色煙羽現(xiàn)象，并以附件的形式對石膏雨、白色煙羽的定義、測試技術要求進行了規(guī)定。

(4)在線監(jiān)測系統(tǒng)的技術升級改造

隨著標準限值的大幅度加嚴，燃煤電廠的排放水平進一步降低，對固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)儀器的檢測靈敏度和檢出限等均提出了更高的要求，原有在線監(jiān)測系統(tǒng)的量程、精度已無法滿足低濃度污染物準確監(jiān)測的要求，并且DB33/ 2147—2018中提出了在線監(jiān)測系統(tǒng)應具備監(jiān)測全部氮氧化物的能力，包括一氧化氮和二氧化氮。因此企業(yè)需對在線監(jiān)測系統(tǒng)進行技術升級改造，使在線監(jiān)測系統(tǒng)的技術性能滿足低濃度監(jiān)測的要求。

2.2.2 加強運行管理

廢氣排放要達到DB33/ 2147—2018的要求，除了環(huán)保一次性投入改造費用外，運行費用也明顯增加。據統(tǒng)計，運行費用增加基本都在30%左右。從實際運行情況看，統(tǒng)調煤電企業(yè)超低排放設施運行情況較好，但地方燃煤熱電企業(yè)整體排放水平與統(tǒng)調煤電企業(yè)有較大差距，特別是煤質大幅波動或負荷變化時易造成大氣污染物排放濃度不穩(wěn)定，廢氣治理設施的運行穩(wěn)定性和可靠性還需提高，這就要求企業(yè)提高自身的管理能力，積累運行管理經驗，降低運行成本，做到長期穩(wěn)定達標。

2.3 對監(jiān)測單位的影響

為適應廢氣污染物低濃度監(jiān)測要求，DB33/ 2147—2018中顆粒物的監(jiān)測方法采用HJ 836—2017中的方法，二氧化硫、氮氧化物的測定采用傅立葉變換紅外法、定電位電解法、非分散紅外吸收法，汞及其化合物增加了活性炭吸附/熱裂解原子吸收分光光度法，新增方法的儀器設備投資大，監(jiān)測成本高，技術要求高，這就要求監(jiān)測單位加強能力建設，提升監(jiān)測水平，強化監(jiān)測質量管理，確保監(jiān)測數據的準確性，煤電企業(yè)要選擇有資質的單位進行監(jiān)測。

3 結 語

浙江省在推進燃煤電廠超低排放建設與改造方面已取得了明顯成效，出臺DB33/ 2147—2018為全省煤電企業(yè)嚴格守法排污提供了依據，也為監(jiān)管部門開展燃煤電廠大氣污染物排放監(jiān)察工作提供量化考核評價依據，促進煤電企業(yè)嚴格貫徹持證排污和按證排污的制度安排，有利于鞏固超低排放改造工作成效，減少污染物排放，為打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)助力。