中美歐火電廠NOX排放標準與控制措施比較

更新時間：2008-08-13 10:20 來源：作者: 閱讀：4375

摘要：本文系統(tǒng)地闡述了我國及美國、歐盟燃煤電廠的NO_X排放標準,，對各國的NO_X排放標準及控制措施進行了比較,，在此基礎上對我國燃煤電廠NO_X排放標準的修改及控制措施的實施提出建議。

關鍵詞：NO_X排放標準控制措施

1 火電廠NO_X排放標準

1.1我國火電廠NO_X排放標準

我國1991年頒布了《燃煤電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-1991),，之后歷經(jīng)1996年和2003年兩次修訂,，1996年修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》中對新建1000t/h以上的鍋爐規(guī)定了NOX的排放要求，對于其他鍋爐的NO_X排放沒有要求,。2003年修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223－2003）,，則按時段和燃料特性分別規(guī)定了燃煤、燃油鍋爐的NOX排放限值,，見表1,。

表1 火力發(fā)電鍋爐NO_X最高允許排放濃度單位：mg/m³

時段		第1時段	第2時段	第3時段
實施時間		2005年1月1日	2005年1月1日	2005年1月1日
燃煤鍋爐	Vdaf<10%	1500	1300	1100
	10%≤Vdaf≤20%	1100	650	650
	Vdaf>20%			450
燃油鍋爐		650	400	200
*1996年12月31日前建成投產(chǎn)或通過建設項目環(huán)境影響報告書審批的新建、擴建,、改建火電廠建設項目,，執(zhí)行第1時段排放標準要求。
*1997年1月1日起至本標準實施前通過建設項目環(huán)境影響報告書審批的新建,、擴建,、改建火電廠建設項目，執(zhí)行第2時段排放標準要求,。
*自2004年1月1日起,，通過建設項目環(huán)境影響報告書審批的新建、擴建,、改建火電廠建設項目（含在第2時段中通過環(huán)境影響報告書審批的新建,、擴建、改建火電廠建設項目,，自批準之日起滿5年,，在本標準實施前尚未開工建設的火電廠建設項目），執(zhí)行第3時段排放控制要求,。

表2 美國NO_X排放限值(1997年以前)

燃料種類	基于熱輸入的排放限值		折合mg/m3	燃燒減排效率（％）
燃料種類	ng/J	lb/MMBtu	折合mg/m3	燃燒減排效率（％）
氣體燃料：				25
煤加工燃料	210	0.5	615
其他所有氣體燃料	86	0.2	246
液體燃料：				30
煤加工燃料	210	0.5	615
頁巖油	210	0.5	615
其他所有液體燃料	130	0.3	369
固體燃料：				65
煤加工燃料	210	0.5	615
固體燃料中煤矸石等劣質煤重量比超過25%	無要求
固體燃料中北達科塔州,、南達科塔州和蒙大納州褐煤重量比超過25%且由液態(tài)排渣爐燃燒	340	0.8	984
固體燃料中褐煤重量比超過25%但不執(zhí)行340 ng/J排放限值	260	0.6	738
次煙煤	210	0.5	615
煙煤	260	0.6	738
無煙煤	260	0.6	738
其他所有固體燃料	260	0.6	738

表3 美國現(xiàn)行的NO_X排放標準限值

鍋爐類型	標準限值	執(zhí)行日期
大于73MW以上的機組	基于輸出200 ng/J ,，1.6 lb/MWh（新建機組）	1997-07-09/2005-02-28
	(相當于0.73g/kWh)
	基于熱輸入65 ng/J，0.15 1b/MMBtu（重建和改造機組）（相當于185 mg/Nm3）
	基于輸出130 ng/J ,，1.0 lb/MWh（新建機組）	2005-02-28以后
	(相當于0.45g/kWh)
	ng/J,， 0.11 1b/MMBtu（重建機組）
	（相當于135 mg/m3）
	基于熱輸入65ng/J，0.15 1b/MMBtu（改造機組）
	（相當于185 mg/m3）

新標準規(guī)定的排放限值沒有區(qū)分燃料的類型及性質,，而是以基于能量輸出的表示形式給出了新建機組的排放限值,，對于現(xiàn)有機組的改建或技術改造則仍采用基于熱輸入的標準限值?；谀芰枯敵霰硎拘问降臉藴氏拗悼紤]了電廠的總效率(即能源利用效率),，而基于熱輸入表示形式的標準限值則沒有考慮能源利用效率，因此相比而言,，基于能量輸出表示形式的標準限值對電廠要求更為全面和嚴格,。

1.3歐盟火電廠NO_X排放標準

1988年歐洲共同體發(fā)布了適用于12個國家的熱功率大于50MW燃燒裝置大氣污染物排放限值，即88/609/EEC導則,，并要求歐盟各國在1990年底前對建造的新污染源的污染物排放控制按此導則執(zhí)行,，同時還要求歐盟各國的現(xiàn)有電廠，以1980年的排放量為基準到1993年排放總量削減10％,，1998年前削減30％，但允許有些國家（如希臘等）增加排放量,，而對有些國家則要求削減40％,，如聯(lián)邦德國等。之后經(jīng)過多次修改,，于2001年發(fā)布了新的導則對新建和現(xiàn)有火電廠的NO_X限值提出了更為嚴格的要求,。在2002年11月27日前取得許可證，并在2003年11月27日之前投入運行的企業(yè)遵守表4所列的關于NO_X排放限值,，其他新建企業(yè)遵守表5所列的關于NO_X的排放限值,。

表4 歐盟火電廠NO_X排放限值(2002年11月27日前獲得許可證)

燃料類型	排放限值（固態(tài)燃料含量為6%，液態(tài)和氣態(tài)燃料含氧量為3%）（mg/Nm3）
固體：
50～500MW：
＞500MW：	600
從2016年1月1日	500
50～500MW：
＞500MW：	600
	200
液體：
50～500MW：
＞500MW：	450
	400
氣體：
50～500MW：
＞500MW：	300
	200
注：“偏遠地區(qū)”的電廠一般固態(tài)燃料為650 mg/m3,，揮發(fā)份＜10%的固態(tài)燃料為1 300 mg/m3,，液態(tài)燃料為450 mg/m3，氣態(tài)燃料為350 mg/m3,。

表5 新建企業(yè)（2002年11月27日后獲得許可證）NO_X排放限值

燃料類型		50～100MW	100～300MW	＞300MW
固體燃料	生物質	400	300	200
（O2含量6％）	普通	400	200（1）	200
液態(tài)燃料（O2含量為3%）		400	200（1）	200
氣態(tài)燃料（O2含量為3%）	天然氣	150		100
氣態(tài)燃料（O2含量為3%）	其他氣體	200		200
注：1）偏遠地區(qū)標準限值為300mg/m3

2 NO_X排放標準與控制措施的比較

（1）實施對象

美國《新固定源排放標準》的實施對象是燃燒化石燃料,、熱功率大于73MW的發(fā)電機組。歐盟關于燃燒裝置大氣污染物排放限值的88/609/EEC號指令,、98/C300/04指令以及2001/80/EC號指令的實施對象是熱功率大于等于50MW,、燃燒各類燃料（固體、液體或氣體）的裝置,。我國燃煤電廠大氣污染物排放標準（GB13223-2003）的實施對象是使用單臺出力65t/h以上除層燃爐,、拋煤機爐外的燃煤發(fā)電鍋爐,；各種容量的煤粉發(fā)電鍋爐；單臺出力65t/h以上燃油發(fā)電鍋爐以及各種容量的燃氣輪機組的燃煤電廠,。

（2）標準屬性

我國國家排放標準與美國,、歐盟的排放標準類似，都是必須嚴格遵守的最低要求的標準,，我國省級人民政府可以制定嚴于國家的地方排放標準,；美國州政府可以制定嚴于聯(lián)邦政府的地方排放標準；歐盟各國可以制定嚴于歐盟的國家排放標準,。

（3）控制措施

從NO_X的排放標準限值,，就可知其NO_X控制措施。如以美國火電廠NO_X的排放標準為例,，1997年7月9日以前建設的電廠,，其NO_X的排放限值是基于熱量輸入給出的，標準限值不僅考慮到燃料的種類,、性質,，甚至考慮了燃料的產(chǎn)地，全部是基于低NO_X燃燒技術來控制NO_X排放,。1997年7月9日以后建設的電廠,，則在低NO_X燃燒技術的基礎上，還需加裝煙氣脫硝裝置,，標準限值不再考慮燃料的種類與性質,，排放標準的限值是基于電能輸出給出的，因此也不再考慮電廠效率之間的差異,。

從歐盟火電廠NO_X的排放標準限值（表4）中可以看出,，2002年11月27日以前獲得許可建設的電廠，對NO_X的控制主要是基于較為先進的低NO_X燃燒,，但對不在“偏遠地區(qū)”的電廠,，對于燃用低揮發(fā)份的煤，則需要同步加裝煙氣脫硝裝置,。對于2002年11月27日以后獲得許可建設的100MW以上的電廠,，則全部需在低NO_X燃燒技術的基礎上，加裝煙氣脫硝裝置,。

需要特別指出的是,，由于歐盟成員國較多，經(jīng)濟發(fā)展水平差異較大,，有些國家的排放標準要比歐盟的標準嚴格得多,，如德國1984年8月5日就通過了較為嚴格的排放標準（見表6），燃煤電廠普遍要求加裝煙氣脫硝裝置,。

表6　德國電廠NO_X排放標準（1984年8月5日）

電廠燃料	新建電廠			原有電廠
電廠燃料	固體	液體	氣體	固體	液體	氣體
標準值	200	150	100	200	150	100

我國1997年1月1日開始對1000t/h以上的電站鍋爐,，采用低NOX燃燒技術控制NO_X,，但執(zhí)行不是很到位。2004年1月1日起,，對火電廠NO_X實施較為嚴格的低NO_X燃燒控制,。目前在國家法規(guī)、標準層面尚未要求加裝煙氣脫硝裝置,，但正如美國1997年以前,、歐盟2002年以前就有較多的煙氣脫硝裝置一樣，我國目前也有較多的煙氣脫硝裝置投入運行,，據(jù)不完全統(tǒng)計,，到2007年底已有34家電廠的74臺機組上已建成或正在建設煙氣脫硝裝置，總裝機容量達到3635萬千瓦,。

3 對我國火電廠NO_X排放標準與控制措施的建議

3.1欠發(fā)達地區(qū)以低NO_X燃燒為控制原則,，發(fā)達地區(qū)應同步加裝煙氣脫硝裝置

我國與歐盟較為相似，區(qū)域遼闊,，地區(qū)發(fā)展水平差異較大,，欠發(fā)達地區(qū)由于經(jīng)濟水平、技術水平,、管理水平,、公眾對電價的承受能力都相對稍低，因此建議這些區(qū)域的火電廠以低NO_X燃燒為控制原則,；發(fā)達地區(qū)的經(jīng)濟水平與歐盟發(fā)達國家的上世紀90年代水平已經(jīng)相當,，甚至遠遠超過，因此應同步加裝煙氣脫硝裝置,，這些地區(qū)也具有相應的承受能力,。

3.2國家排放標準中對于新建電廠的排放限值應與煤質無關

美國1997年7月9日和歐盟2002年11月27日以后新,、擴,、改建火電廠的NO_X排放標準限值與燃煤揮發(fā)份均沒有關系，我國目前的GDP總量已居世界第4位,，因此對于新建電廠的NO_X排放標準應刪除所有與煤質有關的要求,，但對于不同地區(qū)的燃煤電廠還應考慮上面提到的控制原則。

3.3現(xiàn)有機組NO_X的排放標準應在考慮地區(qū),、容量和時段的基礎上分別制定

對現(xiàn)有機組應按不同時段,、不同區(qū)域并結合機組規(guī)模分別給出排放限值。對于發(fā)達地區(qū)的大容量機組應考慮逐步加裝煙氣脫硝裝置,；對于欠發(fā)達地區(qū)的大容量機組主要應立足于低NO_X燃燒技術改造,。對于中小機組，應主要立足于關停,。

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