1.2.3 地方政府對(duì)超低排放的積極響應(yīng)

地方政府積極響應(yīng)國(guó)家超低排放行動(dòng)計(jì)劃，相繼出臺(tái)了超低排放相關(guān)政策，如在發(fā)改能源[2014]2093 號(hào)文之前，江蘇省、浙江省、廣州市、山西省等地就出臺(tái)相關(guān)政策，要求燃煤電廠參考燃?xì)廨啓C(jī)組污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值，即在基準(zhǔn)含氧量 6% 條件下，煙塵、 SO2、 NOx 排放濃度分別不高于 5、 35、 50 mg/m3。

截至發(fā)稿時(shí)，已有 6 個(gè)省級(jí)政府發(fā)布或即將發(fā)布火電廠或燃煤電廠大氣污染物強(qiáng)制性地方標(biāo)準(zhǔn)[11]，將超低排放要求標(biāo)準(zhǔn)化，它們分別是河南、河北、上海、山東、浙江、天津，其中天津市 2018 年 2 月發(fā)布《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見(jiàn)稿)，浙江省于 2018 年 3 月 6 日召開(kāi)了《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》聽(tīng)證會(huì)，其他 4 個(gè)省份的地方標(biāo)準(zhǔn)均已發(fā)布。上海、山東、浙江對(duì)新建鍋爐或一定規(guī)模以上鍋爐的煙塵提出了 5 mg/m3 的燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)限值要求，其他省份提出的標(biāo)準(zhǔn)限值與國(guó)家“超低排放” 限值基本一致，詳見(jiàn)表 2。另外，值得注意的是上海、浙江強(qiáng)制性地方標(biāo)準(zhǔn)中要求燃煤發(fā)電鍋爐應(yīng)采取煙溫控制及其他有效措施消除石膏雨、有色煙雨等現(xiàn)象;浙江省還將排放績(jī)效控制要求寫入強(qiáng)制性地方標(biāo)準(zhǔn)中。

1.2.4 國(guó)有企業(yè)對(duì)超低排放的推動(dòng)

在國(guó)家和地方政策引導(dǎo)下，國(guó)有電力企業(yè)投入資金實(shí)施超低排放改造和新建工程。 2012 年9 月 19 日上海漕涇電廠二期工程環(huán)境效益分析報(bào)告評(píng)審會(huì)上，首次提出燃煤電廠達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)限值; 2013 年 4 月 16 日國(guó)電泰州二期工程成為國(guó)內(nèi)首臺(tái)按照超低排放進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)的新建機(jī)組; 2014 年 5 月 30 日浙江嘉華 7、 8 號(hào)機(jī)組 成 為 國(guó) 內(nèi) 首 臺(tái) 改 造 投 運(yùn) 的 超 低 排 放 機(jī) 組 ，2014 年 6 月 26 日國(guó)華舟山 4 號(hào)機(jī)組成為國(guó)內(nèi)首臺(tái)新建投運(yùn)的超低排放機(jī)組。截至 2016 年年底， 約4.4 億 kW 燃煤機(jī)組完成超低排放改造，占全國(guó)煤電機(jī)組容量的 49%;截至 2017 年年底，全國(guó)已投運(yùn) 超 低 排 放 機(jī) 組 容 量 占 煤 電 機(jī) 組 容 量 的 71%。

1.3 超低排放限值的國(guó)際比較

中國(guó)燃煤電廠超低排放限值與美國(guó)、歐盟燃煤電廠最嚴(yán)格的排放限值比較如表 3 所示[12-13]。

從表 3 可以看出，與美國(guó)《新建污染源的性能標(biāo)準(zhǔn)》( NSPS， new source performance standard)中最嚴(yán)排放限值(適用于 2011 年 5 月 3 日以后新、擴(kuò)建機(jī)組，美國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)中以單位發(fā)電量的污染物排放水平表示，為便于比較將其進(jìn)行了折算)相比，中國(guó)超低排放限值更加嚴(yán)格，顆粒物

占美國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)的 81.3%; SO2 僅占美國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)的 25%， NOx 限值占美國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)的 52%。與歐盟 2010/75/EU《工業(yè)排放綜合污染預(yù)防與控制指令》( directive on industrial emissions( integratedpollution prevention and control))中最嚴(yán)排放限值(適用于 300 MW 以上新建機(jī)組)相比，中國(guó)煙塵 10 mg/m3 的超低排放限值與之相當(dāng)，但部分省市新建機(jī)組和一定規(guī)模以上機(jī)組執(zhí)行 5 mg/m3，僅為歐盟最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)限值的 50%; SO2 僅占?xì)W盟排放標(biāo)準(zhǔn)的 23%， NOx 占?xì)W盟排放標(biāo)準(zhǔn)的 33%。

可見(jiàn)，中國(guó)目前實(shí)施的超低排放限值明顯嚴(yán)于美國(guó)、歐盟現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)限值。但更值得關(guān)注的是，中國(guó)超低排放限值符合率的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為小時(shí)濃度，而美國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)限值的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為 30 天滾動(dòng)平均值，歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)限值的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為日歷月均值。因此，從符合率評(píng)判方法來(lái)說(shuō)，中國(guó)短期內(nèi)要求符合的超低排放限值比美國(guó)和歐盟長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)平均濃度要求符合的標(biāo)準(zhǔn)限值嚴(yán)格得多。

2 煙氣治理技術(shù)發(fā)展應(yīng)用及減排效果

隨著中國(guó)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷趨嚴(yán)，以及超低排放國(guó)家專項(xiàng)行動(dòng)的實(shí)施，中國(guó)火電廠大氣污染防治技術(shù)發(fā)展迅速，目前已處于國(guó)際領(lǐng)先水平。為了加強(qiáng)和規(guī)范火電廠污染防治，推動(dòng)火電行業(yè)污染防治措施升級(jí)改造與技術(shù)進(jìn)步，環(huán)保部科技標(biāo)準(zhǔn)司組織編制了《火電廠污染防治可行技術(shù)指南》( H J 2 3 0 1 — 2 0 1 7)，于 2017 年5 月正式以標(biāo)準(zhǔn)形式發(fā)布[14]。

2.1 除塵技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

自 GB 13223—1996 標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施后，電力工業(yè)原先普遍應(yīng)用的旋風(fēng)除塵器、文丘里水膜除塵器、斜棒柵除塵器等，因其除塵效率低，無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)而遭到淘汰，取而代之的是高效電除塵器，從此電除塵技術(shù)得到普及。 “ 十一五”至“十二五” 期間，中國(guó)燃煤電廠煙塵排放限值經(jīng)歷了從 50 mg/m3 到 30 mg/m3 再到 10 mg/m3 的三級(jí)跳，電除塵技術(shù)方面高頻電源、脈沖電源、旋轉(zhuǎn)電極、低低溫電除塵、濕式電除塵等新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到大規(guī)模應(yīng)用，同時(shí)電袋復(fù)合除塵和袋式除塵技術(shù)不斷取得突破，相應(yīng)裝機(jī)容量份額逐漸提高，另外濕法脫硫協(xié)同除塵技術(shù)和效果也逐步提高[15]。可見(jiàn)，隨著火電行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，能夠長(zhǎng)期保證低濃度排放的先進(jìn)除塵技術(shù)進(jìn)入了快速規(guī)模化應(yīng)用時(shí)期，而國(guó)外除塵新技術(shù)研究與應(yīng)用處于相對(duì)停滯狀態(tài)。隨著中國(guó)火電廠煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)日益趨嚴(yán)，中國(guó)火電行業(yè)除塵技術(shù)發(fā)展情況如圖 1 所示。

目前，中國(guó)火電行業(yè)除塵技術(shù)已形成了以高效電除塵器、電袋復(fù)合除塵器和袋式除塵器為主的格局，安裝袋式或電袋復(fù)合除塵器的機(jī)組比重有所提高。 2016 年火電廠安裝電除塵器、袋式除塵器、電袋復(fù)合除塵器的機(jī)組容量分別占全國(guó)煤電機(jī)組容量的 68.3%、 8.4%( 0.78 億 kW)、 23.3%( 2.19 億 kW)。

2.2 脫硫技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

隨著 GB 13223—2003 標(biāo)準(zhǔn)的修訂出臺(tái)，各時(shí)段建設(shè)的燃煤機(jī)組全面納入 SO2 濃度限值控制，從此，中國(guó)火電行業(yè)煙氣脫硫進(jìn)入了快速發(fā)展階段，石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)快速發(fā)展并得到普及。 2011 年 G B 1 3 2 2 3 — 2 0 1 1 標(biāo)準(zhǔn)修訂頒布，中國(guó) SO2 排放限值進(jìn)一步趨嚴(yán)，嚴(yán)于美、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，成為世界最嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)，該階段火電行業(yè)通過(guò)進(jìn)一步提高脫硫技術(shù)水平和運(yùn)行管理水平，從而提高綜合脫硫效率。

隨著發(fā)改能源[2014]2093 號(hào)文及各地方超低排放要求的相繼出臺(tái)，脫硫技術(shù)的發(fā)展步入了超低排放階段，國(guó)內(nèi)在引進(jìn)消化吸收及自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上形成了多種新型高效脫硫工藝，如石灰石-石膏法的傳統(tǒng)空塔噴淋提效技術(shù)、復(fù)合塔技術(shù)(包括旋匯耦合、沸騰泡沫、旋流鼓泡、雙托盤、湍流 管 柵 等 ) 和 p H 值 分 區(qū) 技 術(shù) ( 包 括 單 塔 雙pH 值、雙塔雙 pH 值、單塔雙區(qū)等) [15]。隨著中國(guó)火電廠 SO2 排放標(biāo)準(zhǔn)日益趨嚴(yán)，中國(guó)火電行業(yè)脫硫技術(shù)發(fā)展情況如圖 2 所示。

目前，中國(guó)火電行業(yè)脫硫技術(shù)已形成了以石灰石-石膏濕法脫硫?yàn)橹鳎渌摿蚍椒檩o的格局。截至 2016 年年底，全國(guó)已投運(yùn)火電廠煙氣脫硫機(jī)組容量約 8.8 億 kW，占全國(guó)煤電機(jī)組容量的93.0%，如果考慮具有脫硫作用的循環(huán)流化床鍋爐，全國(guó)脫硫機(jī)組占煤電機(jī)組比例接近 100%。

2015 年全國(guó)火電行業(yè)脫硫工藝以石灰石-石膏法為主， 占 92.87%(含電石渣法等)，海水脫硫占 2.58%、煙 氣 循 環(huán) 流 化 床 脫 硫 占 1 . 8 0 %、 氨 法 脫 硫 占1.81%，其他占 0.93%。

2.3 低氮燃燒與脫硝技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

隨著 GB 13223—2003 標(biāo)準(zhǔn)的修訂出臺(tái)，中國(guó)燃煤發(fā)電鍋爐低氮燃燒技術(shù)得到普及，成為燃煤電廠 NOx 控制的首選技術(shù)，經(jīng)過(guò)近十幾年的發(fā)展，現(xiàn)行的先進(jìn)低氮燃燒技術(shù) NOx 減排率可達(dá)50%~60%。

隨 著 《 火 電 廠 大 氣 污 染 排 放 標(biāo) 準(zhǔn) 》 ( G B1 3 2 2 3 — 2 0 1 1 ) 的 頒 布 ， 循 環(huán) 流 化 床 鍋 爐( CFB 鍋爐) NOx 排放濃度限值 200 mg/m3，原有 CFB 鍋爐通過(guò)爐內(nèi)低氮燃燒已無(wú)法滿足要求。由于選擇性非催化還原法( SNCR)脫硝技術(shù)系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)相對(duì)低， 且 CFB 鍋爐爐膛溫度正好處于 SNCR 最佳反應(yīng)溫度窗，因此 SNCR 脫硝技術(shù)成為 CFB 鍋爐脫硝改造的首選技術(shù)，近年來(lái)在中國(guó)得到迅速發(fā)展。煤粉爐機(jī)組 NOx 排放濃度限值要達(dá)到 100 mg/m3，僅依靠低氮燃燒技術(shù)已無(wú)法滿足日益嚴(yán)格的排放要求，自此選擇性催化還原法( SCR)煙氣脫硝技術(shù)在中國(guó)燃煤電廠 得 到 普 及 ， 催 化 劑 多 采 用 “ 2+1” 配 置 方 式( 2 層運(yùn)行， 1 層預(yù)留備用)，脫硝效率大多控制在 60%~80%。

隨著超低排放的實(shí)施，燃煤機(jī)組普遍采用增加催化劑層數(shù)的方法實(shí)現(xiàn) NOx 超低排放，同時(shí)，新型催化劑、全負(fù)荷脫硝等技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，并得到不同程度的技術(shù)突破[15]。中國(guó)火電行業(yè)脫硝技術(shù)發(fā)展情況如圖 3 所示。

目前，中國(guó)火電行業(yè)脫硝技術(shù)已形成了煤粉爐以低氮燃燒+SCR 煙氣脫硝技術(shù)為主，循環(huán)流化床鍋爐以低氮燃燒+SNCR 技術(shù)為主的格局。截至 2016 年年底，全國(guó)已投運(yùn)火電廠煙氣脫硝機(jī)組容量約 9.1 億 kW，占全國(guó)煤電機(jī)組容量的 96.2%，其中采用 SCR 脫硝技術(shù)的機(jī)組占比約 95% 以上。