燃气分布式能源站环保管理要点和关键环节探析

朱虹

[摘 要]现阶段，我国环境污染严重，能源急剧短缺，对我国经济发展和人文发展造成严重的阻碍与制约。燃气分布式能源采用就地式供应的方式，合理分配资源。与传统的能源供应方式相比，燃气分布式能源更加节能环保，是改善环境问题的重要措施。

[关键词]燃气分布式能源站；环保管理；技术应用

中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0167-01

1 建设分布式能源站主要意义

1.1 落实国家节能政策，建设节约型社会，实施可持续发展战略

随着国民经济快速发展，我国能源需求量大幅增加，从1993年起，我国已成为能源进口国且供需缺口日益增长。2010年我国能源缺口将达到8%，2040年将达到24%左右，节能降耗刻不容缓。近年来，国家大力发展节能降耗技术。其中，燃气分布式能源站以污染小、效率高等特点，满足了规划发展建设资源节约型、环境友好型的要求，因此，建设分布式能源站对落实国家节能政策，建设节约型社会，实施可持续发展战略有重大意义。

1.2 保护环境的需要

以北京为例，为了降低PM2.5、改善环境质量，北京2013年发布了《北京2013—2017年清洁空气行动计划》以减少燃煤耗量。根据《锅炉大气污染排放标准》（DB11/139-2015）规定，2017年4月1日后新建锅炉房氮氧化合物排放量需≤30mg/Nm3。

2 燃气分布式能源项目生产运营阶段的环保管理

目前国内从事燃气分布式能源企业的环保管理人员多是应届毕业生或是从煤电企业转岗来的环保管理人员，对燃气分布式能源企业的环保管理缺乏足够认识，认为天然气是清洁能源，因此对企业的环保管理趋于放松。但事实上，优先采用燃气分布式能源的企业多是追逐绿色环评指标的优质企业，对环保标准要求高，若不慎出现环境污染问题，轻则丧失绿色环评指标及相应补助，重则遭到公众投诉、影响企业形象。因此，加强运营期的环保管理势在必行。

基于上述原因，重视环保的燃气分布式能源企业，在项目落地试生产阶段应提前取得排污许可证，确保污染治理设施同步投运，生产与环保治理同步开展。同时，完善相关环保监测数据，做到依法排污，自证守法。

其次，各燃气分布式运营单位应设立环保管理机构，配置一定数量的专职环保管理人员，确保环保监督管理体系有效运转，数据齐全。对于燃机低氮燃烧装置，投产后应委托专业机构进行燃烧调整试验，确保不同负荷工况下主要污染物（主要指NOx、CO）排放水平满足设计标准。此外，选用湿式低氮燃烧器的还应检测不同负荷工况下燃机注水量是否符合设计标准。对于采用烟气脱硝装置的燃机，应做好NH3逃逸的监测和控制，在满足脱硝效率前提下，NH3逃逸不应超过2.5mg/Nm3。

最后，除烟气污染外，环保管理还应关注机组运行期间，厂界噪声应符合环保要求，避免对周边居民区及生态圈产生噪声污染。各项目点应在重点污染声源区域设置在线监测装置，正常投运、准确监控数值。

3 关键环节探析

3.1 烟气连续排放监测系统（CEMS）检测数值准确性

由于燃气分布式能源站排放烟气中污染物浓度低，目前很多旧有项目配置的CEMS系统在检测低浓度烟气污染物组分时存在测量偏差大、标定零点漂移等问题。为准确测量，目前国内采用直接分析法、完全抽取法、稀释法进行烟气检测。对比来看，直接分析法对于低浓度气体监测存在标定误差大的问题，完全抽取法对高湿度烟气存在过滤及除水系统故障率高的情况，均只能在特定状况下较准确反馈环评数据；稀释法在燃气分布式能源站烟气CEMS检测中，适应性较好、维护量少、设备使用寿命长，可作为首推监测方式。另外采用外稀释法的CEMS监测装置使用效果更好。

CEMS准确性的主要问题之一，是过滤和调节处理大量高温、低浓、高尘、高湿度烟气。采用稀释系统，可在较高程度上解决相应问题。外稀释法是通过射流泵将烟气抽取到烟道外进行稀释，抽取样品进行检测。被抽取的烟气样气以低流量进入稀释采样探头，这意味着只有少许湿气要除去，且只有少量颗粒物要过滤，探头过滤器使用时间将大大延长。同时，经稀释后的烟气不会产生冷凝而无需保温，采样管线能长距离输送气体，实现远距离监测。

在发达国家，抽气稀释监测系统已广泛应用且获得较高认可，国内业界中多数企业均认可稀释法在CEMS上的优势。要确保稀释法的准确性，应重点关注：

（1）稀释法混合比例通常为洁净的空气与烟气比为50：1～300：1，确保稀释比例精确，是稀释采样法一个关键技术，否则易使烟气测量精确度产生较大损失；（2）确保稀释后烟气最高浓度在分析仪测量范围内；（3）严控CEMS安装地点的温度。

决定稀释比例的另一个因素是CEMS安装地点的极端最低温度，要使稀释后样气的露点温度低于环境最低温度，以保证稀释后的样气从采样点到分析仪的传输过程中不发生凝结。所需的最小稀释比例可由烟气中的水汽体积含量与最低温度时的饱和水汽体积含量之比来确定。

3.2 外部脱硝系统探讨

除燃气锅炉系统采用低氮燃烧器，通过烟气外循环调控烟气排放成份外，目前很多燃气分布式能源站均配有燃气内燃机/燃气轮机等发电机组，实现单体式冷热电综合供应系统。燃气发电机组通过多气缸燃烧生成所需驱动能量，其烟气成份控制需借由外部专有脱硝装置进行处置。

通过在设备周边放置尿素罐（或氨水）、压缩机及在烟气管路增设催化剂等，根据机组不同负荷率，释放不同剂量溶液，以NH3逐步将氮氧化物NOx转化为氮氣N2，使最终排放成份中NOx大幅降低。

通过此方法实现环保标准的能源站，宜在项目设计阶段在机组周边预留脱硝装置空间，以减少后续增加脱硝装置的工程量及可能产生的机组停运等影响，节约投资成本。在符合当地安全环保要求的前提下，可优先选择系统工艺简单、运行成本低的氨水作为SCR脱硝还原剂。

对已投运项目增建的脱硝设施，宜充分论证，特别注意结合SCR脱硝效率和燃机排放水平，合理确定脱硝技术路线和改造方案。增设脱硝系统将对烟气管路背压产生一定阻力，需充分论证背压升高后是否对燃机安全运行产生影响。

除燃气发电机组外，部分燃气分布式能源站也对余热锅炉进行SCR脱硝改造，工艺流程主要分为：

（1）对于SCR脱硝效率在80%以下、催化剂使用数量少的，可在现场空间满足改造要求的前提下，选择加装高温催化剂以减少余热锅炉的改造工程量，节约建设投资，此方案目前国内应用较少；

（2）对于SCR脱硝效率在85%以上的，催化剂使用量较大的，可对余热锅炉实施改造，在该设备中部安装中温催化剂。该方案改造投资较大，后续催化剂更换成本比高温催化剂低，技术较成熟。

4 结语

综上所述，燃气分布式能源站的环保作用明显，本文对燃气分布式能源站环保管理要点进行了简要介绍，对关键环节进行了探讨，希望能够为从事燃气分布式能源项目开发和环保管理人员提供借鉴。

参考文献

[1] 李玉红.我国天然气产业引入竞争的法律规制[J].华东政法大学，2015，（7）：34-56.

[2] 张海龙.中国新能源发展研究[J].吉林大学，2014，（7）：50-90.