鍋爐排放最嚴國標出臺 減排還缺啥？
新修訂的《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271-2014）日前發(fā)布（以下簡稱“新標準”）。與現(xiàn)行標準相比，新標準中主要污染物排放限值均大幅度收緊：顆粒物加嚴40%~85%，二氧化硫加嚴40%~80%，氮氧化物加嚴了25%~50%。
這一迄今為止最為嚴格的鍋爐排放標準將于下月正式實施。在此之前，這部新標準的修訂已歷時近8年，并經(jīng)過了大量的實際調(diào)研、測試和科學論證。
“新標準的一個重大革新是在前言部分明確了日常環(huán)境監(jiān)管中如何正確使用國家標準、地方標準和環(huán)境影響評價結(jié)果。” 環(huán)境保護部科技標準司標準處處長裴曉菲說，新標準前言規(guī)定：本標準是鍋爐大氣污染物排放控制的基本要求。地方省級人民政府對本標準未作規(guī)定的大氣污染物項目，可以制定地方污染物排放標準；對本標準已作規(guī)定的大氣污染物項目，可以制定嚴于本標準的地方污染物排放標準。環(huán)境影響評價文件要求嚴于本標準或地方標準時，按照批復(fù)的環(huán)境影響評價文件執(zhí)行。
中國特種設(shè)備檢測研究院顧問、北京科林燃燒工程有限公司總經(jīng)理范北巖對新標準的評價是，“努力尋求最大的環(huán)境、經(jīng)濟社會效益，先進性、科學性、合理性和可行性俱佳”。 作為對我國鍋爐行業(yè)發(fā)展有很深入研究的專家，他參與了新標準的修訂工作。
范北巖同時強調(diào)，就整個鍋爐行業(yè)的節(jié)能減排工作而言，對新標準的執(zhí)行只是第一步。很多歷史上積累的問題如果長期得不到解決，我國鍋爐行業(yè)乃至整個供熱領(lǐng)域?qū)⒁恢痹诘托、低水平的階段徘徊，難以從根本上減少對環(huán)境的影響。
最嚴鍋爐國標何以出臺？
面對嚴重的大氣污染現(xiàn)狀，必須進一步收緊排放限值，并對現(xiàn)行標準進一步調(diào)整
上世紀80年代以來，我國鍋爐行業(yè)的發(fā)展大約經(jīng)歷了3個階段：在改革開放的前10年，小鍋爐數(shù)量迅速增加；第二個10年，單臺容量開始加大，臺數(shù)增加放緩；后10年以來，出現(xiàn)兩極分化，大容量的工業(yè)鍋爐臺數(shù)增加，同時小容量的鍋爐也越來越多。
“大、小容量的（鍋爐）都在發(fā)展，平均容量提高比較緩慢，這與不同時期的經(jīng)濟發(fā)展模式密切相關(guān)。”范北巖說。
相應(yīng)的，國家對鍋爐污染排放的控制也大致經(jīng)歷了3個階段。
“上世紀80年代，我參與這個領(lǐng)域，主要是解決塵的問題。”范北巖說，當時大部分鍋爐沒有除塵器。即便有，因為技術(shù)水平低，能起到的作用也小。
1983年我國出臺的《鍋爐煙塵排放標準》，重點就是除塵；隨后，酸雨的問題引起國家關(guān)注，在1991年的修訂版中突出了二氧化硫排放限值。
上世紀90年代末，鍋爐煙氣排放總量對空氣質(zhì)量的影響迅速增加，氮氧化物成為亟待解決的污染物，因此，2001年修訂的《鍋爐污染物排放標準》（即現(xiàn)行標準）中增加了氮氧化物排放限值。但出于成本考慮，僅限于燃油燃氣鍋爐。
“目前，粉塵、二氧化硫和氮氧化物等鍋爐煙氣主要污染物都已納入控制范圍，但面對嚴重的大氣污染現(xiàn)狀，必須進一步收緊排放限值，并對現(xiàn)行標準進一步調(diào)整。”范北巖說。
裴曉菲表示，現(xiàn)行標準在我國“十五”、“十一五”期間的大氣環(huán)境保護工作中發(fā)揮了重要作用，但是面對現(xiàn)階段更高的大氣環(huán)境保護要求，標準也亟待更新，污染治理技術(shù)的進步也為之提供了支撐。
“現(xiàn)行標準對控制區(qū)的劃分，不利于減少大氣污染物排放總量。”裴曉菲解釋說，現(xiàn)行標準中對煙塵則依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-1996）中規(guī)定的一類區(qū)和二、三類區(qū)進行分區(qū)控制。新標準則取消了按功能區(qū)執(zhí)行不同排放限值的規(guī)定，但是對重點地區(qū)規(guī)定了大氣污染物特別排放限值。
“同時，現(xiàn)行標準值已偏寬松。”裴曉菲說，隨著環(huán)境管理工作的需要，很多地方已經(jīng)編制或正在編制嚴于國標的地方標準。
以二氧化硫標準值為例，現(xiàn)行國標規(guī)定，新建燃煤鍋爐二氧化硫排放濃度為900mg/m3，上海市鍋爐大氣污染物排放標準中規(guī)定容量小于1t/h的自然通風鍋爐排放濃度為300mg/m3，其他鍋爐為400mg/m3；天津市、新疆、太原市規(guī)定新改擴建鍋爐二氧化硫排放濃度分別為200mg/m3、400mg/m3和500mg/m3，均嚴于現(xiàn)行國標，同時也為進一步加嚴國標提供了基礎(chǔ)和支撐。
此外，現(xiàn)行標準缺少燃煤鍋爐的氮氧化物和汞排放限值，這些在新標準中均進行了補充。
執(zhí)行新標準能帶來多大環(huán)境效益？
新標準實施帶來的環(huán)境效益十分可觀，其中工業(yè)鍋爐每年可削減顆粒物66萬噸，二氧化硫削減314萬噸
裴曉菲說，與地方標準比較，新標準中在用鍋爐顆粒物、二氧化硫和氮氧化物排放標準達到地方標準一般水平，新建鍋爐的各項限值達到地方標準嚴格水平，特別排放限值達到最嚴格水平。
而與國際標準相比較，新標準中在用鍋爐顆粒物達到國際一般水平，新建鍋爐達到國際較嚴格水平，特別排放限值達到了國際嚴格水平。
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，截至到2011年，我國各種容量的在用鍋爐為61.06萬臺，總功率約351.29萬MW。其中，燃煤工業(yè)鍋爐約46萬臺，占總臺數(shù)的75%，占總?cè)萘康?5%左右。
“這46萬臺燃煤鍋爐，年煤耗量達到了7.3億噸。在現(xiàn)行排放標準下，每年排放顆粒物160萬噸、二氧化硫718萬噸、氮氧化物271萬噸。”裴曉菲說。
按現(xiàn)行標準要求，二氧化硫第一時段（在用鍋爐）排放限值為1200 mg/m3，第二時段（新建鍋爐）為900mg/m3；煙塵一類區(qū)、二類區(qū)和三類區(qū)的排放限值分別為80mg/m3、200mg/m3和250mg/m3。
在新標準中，則將二氧化硫排放標準提升為400mg/m3（在用）、300mg/m3（新建）和200mg/m3（特別排放限值）；煙塵不分區(qū)域，統(tǒng)一提升為80mg/m3（在用）、50mg/m3（新建）和30mg/m3（特別排放限值）。
對于氮氧化物，現(xiàn)行標準未對燃煤鍋爐進行要求。裴曉菲說，由于我國對在用工業(yè)鍋爐氮氧化物沒有采取控制措施，系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)改造難度大、成本高，新標準中對其排放限值不做嚴格要求，執(zhí)行400mg/m3，基本不需要對現(xiàn)有鍋爐進行改造。
而新建鍋爐擁有最佳應(yīng)用技術(shù)支持，采用低氮燃燒技術(shù)，可以削減30%左右，而且不需要進行尾端治理，因此新標準中新建鍋爐氮氧化物排放濃度執(zhí)行300 mg/m3；在重點地區(qū)，氮氧化物則執(zhí)行200mg/m3。
“在新標準實施后，減排效益將十分可觀。”裴曉菲表示，根據(jù)《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》和《大氣污染防治行動計劃》的相關(guān)要求，10t/h以下的在用燃煤鍋爐，通過改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)、集中供熱或熱電聯(lián)產(chǎn)、發(fā)展優(yōu)質(zhì)型煤鍋爐和生物質(zhì)成型燃料鍋爐，每年可減排顆粒物約20萬噸、二氧化硫76萬噸~82萬噸；10t/h以上燃煤工業(yè)鍋爐，改造后每年可減排顆粒物37.5萬噸、二氧化硫144.6萬噸。
至于新建鍋爐，根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展情況預(yù)測，如果每年新增8萬噸~10萬噸，提標后，每年可減排顆粒物2.5萬噸、二氧化硫10.3萬噸、減排氮氧化物2.1萬噸。
根據(jù)以上計算，執(zhí)行新標準后，工業(yè)鍋爐每年可削減顆粒物66萬噸，二氧化硫削減314萬噸，其中二氧化硫的削減量已經(jīng)超過了“十二五”減排目標。
執(zhí)行新標準，還需哪些條件？
不但需要有經(jīng)濟上的保障，更要在煤的清潔化上下功夫，同時還要實現(xiàn)精細化管理，提高操作人員素質(zhì)
記者在采訪中了解到，鍋爐排放新標準的執(zhí)行只是第一步，還需要其他條件的配合，才能取得實效。
條件一：經(jīng)濟保障至關(guān)重要
“要滿足新標準，從技術(shù)、裝備角度來說，不存在問題。”范北巖表示，即便從經(jīng)濟投入上來看，也是可以承受的。
在標準修訂期間，中國環(huán)科院標準所姚芝茂博士等人對在用的95臺燃煤鍋爐進行了實測，其中85臺鍋爐安裝了除塵凈化裝置，96%的除塵裝置凈化效率大于80%。從實測結(jié)果來看，兩成鍋爐排放低于80mg/m3，八成低于200mg/m3。
范北巖告訴記者，電除塵、布袋除塵、電袋復(fù)合除塵等技術(shù)，完全可以實現(xiàn)50mg/m3乃至30mg/m3的煙塵排放新要求。
“我國工業(yè)鍋爐脫硫目前存在幾個問題，”范北巖指出，技術(shù)種類繁多，但魚龍混雜，且不少技術(shù)不配套、監(jiān)控不到位，運行可靠性較差、設(shè)施利用率低，遠遠落后于火電脫硫進度，“可以說，達標運行還有許多工作要做。”
一般來說，控制二氧化硫排放首先應(yīng)選用低硫煤，通過煤炭洗選和合理配煤，將煤炭的含硫量降低到1.5%以下。在這一前提下，如果煙氣脫硫裝置脫硫效率超過70%，基本可以滿足300 mg/m3的排放標準；但若要達到特別排放限值，則需要使用硫分低于1%的燃煤，并將脫硫效率提升至85%以上。
“當然了，如果煤炭的含硫量不能降低到1.5%以下，安裝效率達到90%~95%的高效濕法脫硫裝置，也可達到特別排放限值。”范北巖說。
“執(zhí)行新標準，需要一定的成本投入。”裴曉菲分析說，一次性的環(huán)保投資約在3720億元~4500億元之間，每年運行費用大約在40億元左右。
其中，在用鍋爐的治理、設(shè)備改造成本占了大頭。對于27萬余臺的10t/h以下燃煤鍋爐，改燃油燃氣單位成本為50萬元/MW，改燃生物質(zhì)、型煤鍋爐成本20萬元/MW，并網(wǎng)成本30萬元/MW。這樣算下來，10t/h以下鍋爐的治理成本在1680億元~2000億元之間。
“在修訂標準時，已經(jīng)反復(fù)考慮到經(jīng)濟承受能力，”范北巖認為，總體上經(jīng)濟可承受，但地區(qū)之間、企業(yè)之間條件差距較大，和自身發(fā)展情況也有很大關(guān)系。
在各類成本中，在用小型燃煤鍋爐改用清潔燃料的成本壓力最大。
“這部分鍋爐運行成本將成倍增
加，”上海工業(yè)鍋爐研究所下屬的原機械工業(yè)鍋爐及環(huán)保產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心常務(wù)副主任楊麟分析說，目前1噸低位發(fā)熱量10200大卡的燃油（0#柴油）約為8500元；1000立方米低位發(fā)熱量8300大卡的天然氣約為4500元。而1噸低位發(fā)熱量4500大卡的二類煙煤約為750元。考慮到鍋爐運行效率、環(huán)保運行成本等綜合因素，燃氣鍋爐是燃煤鍋爐運行成本的1倍~2倍，燃油鍋爐則更高。
“對一些能源運行費用在成本中占很大比例的企業(yè)來說，承受不起，會導(dǎo)致企業(yè)虧損。”楊麟說，天然氣管道也是制約鍋爐清潔能源替代的一個很重要的因素。工廠企業(yè)大都建在城市的郊縣或直接建在農(nóng)村，如果讓一般企業(yè)自己鋪設(shè)管道，“費用將是個天文數(shù)字”。
條件二：要在煤的清潔化上下功夫
范北巖認為，就我國燃料結(jié)構(gòu)實際狀況而言，不能簡單依靠置換清潔燃料來解決問題。要使鍋爐達標排放，減少環(huán)境影響，目前最切實際的仍然是要在煤的清潔化上下功夫。
據(jù)了解，由于工業(yè)鍋爐在實際應(yīng)用中負荷變化較大，啟停頻繁。為了便于調(diào)節(jié)負荷，目前大多數(shù)鍋爐都采用鏈條爐排（即層燃爐）。而鏈條爐排對燃料的顆粒度要求較高，如果燃煤粒直徑符合鏈條爐排用煤標準的話，在用工業(yè)鍋爐的運行熱效率就能可提高5%左右。
“既節(jié)省了燃料，又降低了污染物原始排放濃度，也減輕了后期煙氣處理的難度。”范北巖說。
但實際上，目前的燃煤鍋爐幾乎全部使用未經(jīng)過任何加工處理的原煤，灰份較多；過多的細顆粒粉末影響了鏈條爐排的熱效率，由于達不到穩(wěn)定的燃燒工況，還大幅增加了污染物的產(chǎn)生。
而燃煤的品質(zhì)，主要通過煤炭洗選來實現(xiàn)。范北巖說，煤炭洗選可脫除煤中50%~80%的灰分、30%~40%的全硫，能有效減少煙塵、二氧化硫和氮氧化物的排放。入洗1億噸動力煤，一般可減排60萬噸~70萬噸二氧化硫。而工業(yè)鍋爐和窯爐燃用洗選煤，熱效率可提高3%~8%。
但是，多年來，煤炭洗選的問題始終沒有得到解決。相關(guān)調(diào)查顯示，我國洗選煤比例雖逐年增加，但仍與需求差距甚大。如1980年~1995年間，原煤入洗比重均在15.6%~18.3%之間波動，2000年達到33.69%；2005年，入選比重又下降到25%；2010年洗選率為36%。
據(jù)記者調(diào)查，為了配合“十一五”十大節(jié)能工程中的“燃煤工業(yè)鍋爐（窯爐）改造工程”，發(fā)改委等多個部委近年曾提出了一項針對商品煤的“提升工程”，強調(diào)提升商品煤品質(zhì)。有別于過去的商品煤概念，不再是簡單的煤炭產(chǎn)品，而是要在源頭的煤炭生產(chǎn)環(huán)節(jié)將原煤分類加工后進入市場，供應(yīng)不同的“煤炭商品”給下游不同需求的用戶，既節(jié)能又環(huán)保。
但這一工程卻沒有了下文，無疾而終。
條件三：實現(xiàn)精細化管理，提高人員素質(zhì)
不但優(yōu)質(zhì)的燃煤難以保障，就我國鍋爐本身運行狀況來看，仍未脫掉“傻大黑粗”的帽子。
隨著國家環(huán)境標準不斷提升，火電、水泥等以往的重污染行業(yè)都已經(jīng)或者正在脫去往日的“黑帽子”，但為數(shù)眾多的工業(yè)鍋爐，仍然處于較低的運行水平。
“工業(yè)鍋爐減排、節(jié)能不是孤立的問題，而是一個大系統(tǒng)工程。”范北巖說，就鍋爐主、輔機生產(chǎn)制造企業(yè)而言，在目前普遍存在的“低價取勝”市場競爭面前，則只能是按照相關(guān)法規(guī)、標準的最基本要求制造和銷售產(chǎn)品，這制約了制造商對高性能產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)的投入，并以低成本產(chǎn)品去迎合低價市場需求。
“工業(yè)鍋爐當前依然是節(jié)能減排的主角，在鍋爐生產(chǎn)、管理、使用的各個環(huán)節(jié)就一定要走向精細化。”范北巖表示，我國鍋爐運行水平跟國外的巨大差距也主要體現(xiàn)于此。
“這是軟功夫，是深層次的功夫，不是簡單的技術(shù)是否先進和設(shè)備性能優(yōu)劣的問題。”范北巖強調(diào)，以最基本的鍋爐操作人員為例，目前我國60余萬臺在用工業(yè)鍋爐，分屬于大約20萬個鍋爐房；每個鍋爐房按配備3個運行操作人員計算，全國就至少有60萬名運行人員。
而這樣一個龐大的、直接掌控鍋爐運行的群體，究竟有多少人能夠真正地正確使用鍋爐，并保證在系統(tǒng)能效最佳、排放最佳的狀態(tài)運行呢？
北京市某行業(yè)主管部門曾經(jīng)做過一個實驗。在同一臺鍋爐，使用同樣的燃料，讓4批司爐工分別操作4個小時，并同時進行能效測試。其結(jié)果令人咂舌：最高和最低的運行熱效率相差超過了15%。
“受傳統(tǒng)觀念和以往客觀條件的影響，工業(yè)鍋爐房的環(huán)境很差，運行工作強度大，司爐工大多是農(nóng)民工、季節(jié)工。”一位熟悉鍋爐行業(yè)的專業(yè)人士告訴記者，除了少數(shù)管理嚴格的企業(yè)工人相對固定外，至少有一半以上的司爐工是流動的。
而按照要求，目前司爐工獲取相應(yīng)資格證所需知識主要側(cè)重于鍋爐安全和基本結(jié)構(gòu)，涉及環(huán)保、節(jié)能方面的內(nèi)容較少。因此，目前大部分運行操作人員的文化程度、基礎(chǔ)理論和技術(shù)水平、法規(guī)標準的熟悉程度等方面，離現(xiàn)在節(jié)能環(huán)保要求存在很大差距。
操作人員的技術(shù)素養(yǎng)和能力反過來會影響鍋爐產(chǎn)品的進步，因為產(chǎn)品必須要適應(yīng)使用環(huán)境和使用者，否則即便擁有再先進的設(shè)備，如果操作人員不能掌握正確的使用方法，甚至不會使用，那么預(yù)期效果將很難達到。
范北巖告訴記者，他們曾與德國咨詢公司合作，參與過一個全球環(huán)境基金會資助項目的鍋爐示范工程的設(shè)計、建造，系統(tǒng)采用的設(shè)備性能和自動化程度均達到了國際先進水平，但是，一些使用單位并不愿意用，因為司爐工不會操作和保養(yǎng)相關(guān)的儀器儀表。
“業(yè)主希望都是手動，這導(dǎo)致很大一部分先進的功能在日后的運行中并未投入使用。”范北巖說。
因此，培養(yǎng)和形成高素質(zhì)的運行操作人員群體，是提升工業(yè)鍋爐系統(tǒng)運行水平，實現(xiàn)節(jié)能減排目標的必要工作之一。而這類軟實力的提升，是一個長期、復(fù)雜、連續(xù)的工作，需要打“持久戰(zhàn)”。
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