燃煤电厂大气污染物排放考核时间间隔的建议

燃煤电厂大气污染物排放考核时间间隔的建议

刘月生

(中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司贵州贵阳550002)

摘要：近年来，燃煤电厂大气污染的排放对人们生活和社会发展产生了极大的影响。本文分析了燃煤电厂大气污染物排放考核时间间隔的建议。

关键词：燃煤电厂；大气污染物考核；时间间隔

燃煤电厂因其排放大量污染物，且具有远距离传输扩散等特点，而成为各国大气污染控制工作的重点。基于此，本文结合企业实际运行情况对燃煤电厂大气污染物排放考核时间间隔提出了相应的建议。

一、燃煤电厂大气污染物的基本特征及对人体健康影响

1、二氧化硫。煤中的硫通常有两种形式：即可燃硫和不可燃硫。在850℃下，煤中的可燃硫完全燃烧并释放产生二氧化硫。燃煤产生的二氧化硫约占大气二氧化硫的80～90%，是大气二氧化硫的主要来源，为了提高大气环境质量，有必要控制燃煤电厂二氧化硫的排放。此外，二氧化硫是引起呼吸道相关疾病的主要原因之一，可严重刺激人体呼吸器官，导致如上呼吸道炎症、慢性支气管炎、支气管哮喘等呼吸道疾病，二氧化硫也可溶于人体血液和其他粘液。

2、氮氧化物。氮氧化物是一种对人体健康和生态系统具有危害的特殊大气污染物，可生成二次污染。燃煤电厂排放的氮氧化物主要包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4和N2O等，从污染危害角度考虑，最主要的是NO和NO2，总称为NOx。在燃烧过程中，排放的氮氧化物主要成分是NO，约占氮氧化物总量的95%，在大气中NO会逐渐的被氧化成NO2。在化石燃料燃烧过程中，氮氧化物产生的方式有三种，分别是热力型、燃料型和快速型。燃煤电厂排放的氮氧化物也是产生酸雨的主要原因，控制其排放已成为必然。此外，氮氧化物刺激呼吸器官，因难溶于水，会对肺部呼吸道产生毒害作用，可导致胸部紧缩、呼吸紧迫，重者可引起肺水肿。

3、烟尘。燃料在燃烧、高温熔融和化学反应等过程中形成的漂浮于空中的颗粒物称之为烟尘。燃煤电厂在承担供电、取暖等任务的同时，向大气中排放了大量含有PM10、PM2.5等的烟尘，从而影响了环境空气质量并对人体健康产生危害。同时，PM10和PM2.5浓度上升且长期暴露与人体呼吸系统、心脑血管系统、中枢神经系统、免疫系统、遗传毒性和肺癌的发病率、死亡率相关。

4、汞。汞作为长期存在于大气中并可在全球迁移的重金属污染物，进入人体后不易排出，会对人体健康产生极大影响。同时，汞及其化合物可对人的中枢神经系统造成损害。研究表明，汞能影响婴儿神经发育，对儿童智力发育、成人心血管疾病等也有一定影响。燃煤汞排放量占我国人为汞排放70%以上，占大气汞排放总量的33.6%，是行业排放第一位，所以有必要对燃煤电厂排放的汞进行有效控制。

二、燃煤机组运行特点对污染物排放浓度及间隔时间的影响

1、调峰对脱硝的影响。对350MW调峰机组，负荷波动较大，燃烧调整较多，若脱硝设施的退出将会引起浓度的剧烈变化和过量排放，投入运行后将造成空预器的堵塞。当堵塞严重时，空预器压差将超过设计值的三倍，摆动电流将接近四倍，这将给机组运行带来巨大的安全隐患，必须退出脱硝系统进行强吹。在实际运行中，48小时的强吹不能将压差降低到设计值的情况时有发生，致使发电设备低负荷运行的恶性循环。

2、调峰对烟气含氧量的影响。当前，大多数锅炉采用“AGC”调节方式，即根据电网负荷要求自动调节燃烧。无论是增加负荷还是降低负荷，锅炉都要先调整风量，然后再调整送粉量。调峰机组负荷的变化必然导致氧含量的大幅度变化，往往在短时间内将出口数据折算氧量前后产生较大偏差，造成折算后小时的平均值超过标准。

3、燃料和原料变化对污染物排放浓度的影响。由于燃煤煤质、石灰石和液氨质量的变化，脱硫、脱硝系统设备、工艺和人员调整的时机对污染物排放和去除效率有一定的影响，必然会导致短时超标。

4、监测仪器本身的技术特点和管理影响。由于监测仪器特别是粉尘的瞬间堵塞，因2～3分钟堵塞造成的超大值，导致平均小时值超限。监测仪器的校准时间也是导致小时平均值超标的原因之一。此外，因企业的DCS系统、数据采集仪表和工况机属于不同的厂家，计算原理和采集频率不同等因素，上传到企业的环保行政部门参数和企业工况机、DCS的参数不是一一对应的关系，导致当前上传数据超标，而企业工况机未超标的现象。

根据CEMS管理体系的要求，只有第三方维护人员有权进入小间进行维护和校准，而第三方操作人员是一个地区内多家企业由一到两个人负责，服务费和合同也由省环保局统一签署，企业对其约束力很小，很难保证在一小时内消除缺陷或恢复数据。

三、小时均值排放浓度对当地环境质量影响

由于燃煤电厂大气污染物排放方式为高架源排放，210m高烟囱的提升高度和污染物扩散稀释过程对当时当地环境质量影响不大，主要反映了环境空气日平均浓度和年平均浓度的影响。根据发达国家的要求，我国现行的《火电厂大气污染物排放标准》不仅在“数值”上严格，而且在时间间隔上更严格。比如，欧盟的燃煤电厂大气污染物排放标准是按月平均值进行考核，并规定小时平均值不应超过标准的200%，日平均值不应超过110%；美国排放标准按30天的滚动平均值进行考核，而矸石机组则按12个月的滚动平均值进行考核。另外，影响燃煤电厂出口污染物浓度的因素还包括机组负荷的变化、煤质变化、除尘设施的技术特点、含氧量、湿度、气压等。因此，应允许污染物浓度有合理波动。

四、考核和考核时间间隔的修订建议

1、加强对电力企业环境保护设施和人员的管理，确保环境保护设施安全、稳定、高效、长期达标运行；完善政府监督检查考核制度，并应有唯一性。对企业来说，无论是哪一级政府都是政府，企业的监督应明确一家来监督，或明确只能出具监督证明的机构进行监督检查，防止同一事项多个机关多个部门监督的情况。政府内部的不同要求应统一协调后由一家来实施，政府只需控制排放口、污染物种类、污染物数量和浓度即可。

2、以排放标准为核心，以排放许可证为统领，对火电厂污染物排放进行监管。排污许可证明确，排污单位排放污染物的种类、排放地点、排放方式、排放浓度、排放速率，并对影响环保设备脱除效率的不可抗拒的客观原因做出明确规定，载明豁免机制和弹性条款。在排污许可证有效期内，企业应按照许可证的规定依法排放污染物。

3、加强电力企业在线监测设备、仪器仪表的维修、维护和标定，确保环保设施的可靠运行和监测数据的真实性和可信性。为确保对第三方运营商的科学有效监督，应按照公平、公开、公正的原则选择具有CEMS系统维护资格的第三方运营商来维护，从而使第三方运营商独立于企业和环保部门。

4、对电力企业的在线监测设备和仪器，若由政府部门统一采购、第三方运营商也由政府部门指定和支付服务费用的，应确保企业在线监测设备和仪器的正常使用，以确保上传的数据符合有效性要求。若因监测仪器设备故障，第三方运营商未定期维护导致的数据无法正常上传，应立即向环境保护监督管理部门报告，并及时修复，期间产生的无效数据应按达标数据计算。

5、考虑到雾霾对燃煤大气污染物排放健康的长期累积影响，利用1小时排放浓度的任何时间间隔来判断其是否超标是不科学的。我国应加快修订排放标准中的考核时间间隔，如：机组负荷的变化以天为周期较为明显，而且企业的发电量和供电量以自然天周期统计，并按日平均值评估排放标准考核。或以CEMS维护与标定以周为频次，以周滚动平均值来考核。尤其是在推进超低排放试点要求更加严格的过程中，要需加大考核的时间间隔。

五、结语

总之，煤炭是我国最重要的一次能源，煤燃烧时向大气排放烟尘、SO2、NOx和重金属等污染物，是导致我国区域性重度雾霾天气频发的重要因素，给环境空气质量带来了负面影响。因此，针对我国燃煤发电为最主要的耗煤行业，严格控制其大气污染物排放，对我国建设“清洁低碳、安全高效”的现代能源体系具有重要意义。

参考文献：

[1]环境保护部.GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准[S].北京:中国标准出版社，2011.

[2]殷立宝.我国燃煤电厂汞排放规律[J].中国电机工程学报，2013，33(29):19.

[3]马洪群.大气污染物对人们健康的影响分析[J].职业与健康,2016,32(08):1038-1044.

作者简介：刘月生（1980.12—），男，苗族，贵州黔西南，硕士研究生，高级工程师，研究方向：火力发电厂热能与动力工程技术