浙江省燃煤电厂强制性地方标准制定及实施影响研究*

钱莲英 史一峰 徐志荣

(1.浙江省生态环境监测中心，浙江 杭州 310012；2.浙江省生态环境厅，浙江 杭州 310012；3.浙江省生态环境科学设计研究院，浙江 杭州 310007)

2014年9月发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》提出了燃煤机组实现超低排放的目标[1]，2015年12月印发的《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》将“燃煤电厂超低排放与节能改造”提升为国家专项行动[2]，浙江省积极响应国家超低排放行动计划，相继出台了超低排放财政补助、电价补贴、节能减排调度、差别化排污收费等鼓励政策，顺利推进了燃煤电厂超低排放建设与改造工作。为巩固燃煤电厂推行超低排放改造工作成果，适应现阶段环境保护监督管理工作的需要，2018年，浙江省制定并发布了《燃煤电厂大气污染排放标准》(DB33/ 2147—2018)强制性地方标准。DB33/ 2147—2018发布实施后，替代现行《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)中燃煤发电类锅炉的大气污染物控制要求，相比于原执行的GB 13223—2011，DB33/ 2147—2018在大气污染物排放控制、污染物监测等方面提出了更高的要求。本研究将DB33/ 2147—2018与GB 13223—2011进行比较，分析DB33/ 2147—2018的主要特点，探讨标准实施的影响，以利于标准的顺利实施，并为各地制定符合现阶段管理要求、技术上可行的地方标准提供借鉴。

1 DB33/ 2147—2018的特点

1.1 加强有组织污染物控制要求

1.1.1 有组织污染物控制项目以颗粒物替代GB 13223—2011中的烟尘

烟尘是指燃料燃烧和生产工艺过程中产生的排入大气的含污染物的粉尘，往往指的是燃烧过程产生的颗粒物，随着烟气脱硫、脱硝技术的应用，燃煤电厂排放的颗粒物除烟尘以外，烟气处理过程中还将产生一些次生颗粒物，如未溶硫酸盐、亚硫酸盐及未反应吸收剂等可过滤颗粒物，含有少量硫酸、盐酸等可凝结颗粒物，以及溶于雾滴中的硫酸盐等溶解性固形物[3-4]；目前，烟尘采用的检测方法为《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T 16157—1996)和《固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法》(HJ 836—2017)，这两种方法均是基于对烟气中的颗粒物采用滤膜(筒)进行过滤、捕集、烘干、称重的原理进行测量。为使控制项目的名称与实际更加贴切，也与检测方法一致，DB33/ 2147—2018以颗粒物替代GB 13223—2011中的烟尘，并对颗粒物明确了定义，即颗粒物是指燃料和其他物质在燃烧、合成、分解以及各种物料在机械处理中所产生的悬浮于排放气体中的固体和液体颗粒状物质，包括除尘器未能完全收集的烟尘颗粒及烟气脱硫、脱硝过程中产生的次生颗粒状物质。其他控制项目与GB 13223—2011保持一致，为二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物、烟气黑度，控制指标与国家《煤电节能减排与改造行动计划》一致，为燃煤电厂的关键污染因子，排放绩效控制指标与国家排污许可制控制的污染物一致。

1.1.2 大幅加严污染物有组织排放限值

DB33/ 2147—2018中污染物的有组织排放限值按燃煤发电锅炉的规模分两个阶段确定，新建燃煤发电锅炉以及现有单台出力300 MW及以上发电机组配套的燃煤发电锅炉执行Ⅱ阶段规定的排放限值，现有单台出力300 MW以下发电机组配套的燃煤发电锅炉以及其他燃煤发电锅炉执行Ⅰ阶段规定的排放限值，与GB 13223—2011相比，大幅加严了污染物的有组织排放限值，Ⅰ阶段颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分别为GB 13223—2011中特别排放限值的50%、70%、50%，Ⅱ阶段排放限值分别为GB 13223—2011中特别排放限值的25%、70%、50%。GB 13223—2011和DB33/ 2147—2018对燃煤电厂有组织排放的污染物排放限值比较见表1。

DB33/ 2147—2018中明确了废气污染物手工监测数据、自动监测数据均可作为达标判定依据。污染物的排放浓度达标是指“任一小时浓度均值满足许可排放浓度要求”，手工监测小时均值是指 “1小时内等间隔采样 3～4个样品监测结果的算数平均值 ”。颗粒物、汞及其化合物浓度以测定均值计，二氧化硫和氮氧化物浓度以小时均值计；自动监测数据小时均值是指整点1 h内不少于 45 min的有效数据的算术平均值。

1.1.3 分阶段分时段执行

截至2017年底，浙江省已全部完成63台大型燃煤机组的超低排放改造，除已列入“十三五”关停计划和已启动高效化改造建设的机组外，燃煤热电锅炉的超低排放改造也已基本完成。从实际运行情况看，现有单台出力300 MW及以上发电机组配套的燃煤发电锅炉(统调煤电企业)由于技术力量雄厚、运行管理规范、政策支持等原因，超低排放设施运行情况较好，而地方燃煤热电企业受各地生产经营条件和政策环境影响，超低排放设施的运行管理参差不齐，在超低排放设施的运行监管上亟待加强。为保证标准的实施效果，300 MW及以上发电机组配套的燃煤发电锅炉执行表1中Ⅱ阶段规定的排放限值，并在标准发布后立即实施；地方燃煤热电企业整体排放水平与统调煤电企业有较大差距，因此有单台出力300 MW以下发电机组(不含300 MW)配套的燃煤发电锅炉以及其他燃煤发电锅炉执行表1中Ⅰ阶段规定的排放限值，并设置过渡期，于2020年1月1日起实施，给企业的运行管理提供适应期。

1.2 增加排放绩效的要求

排放绩效一般以单位产品产量所排放污染物来表征，即相当于污染物排放强度，对于燃煤电厂而言，排放绩效是指每生产1 kW·h电量所排放污染物的量，反映了单位电量的污染物排放强度。为落实国家排污许可制度，DB33/ 2147—2018增加了排放绩效的要求。基于“十三五”火电行业总量控制目标的排放绩效宏观测算结果，结合已实施超低排放火电机组的实际排放绩效以及《火电行业排污许可证申请与核发技术规范》规定的重点地区排放绩效，在火电燃煤机组超低排放限值下的排放绩效的理论计算基础上，留有10%左右的余量[5]，确定浙江省火电燃煤机组超低排放限值下的排放绩效限值(见表2)。

表1 排放限值对比

表2 燃煤电厂排放绩效值

企业的排放许可量可依据装机容量采用排放绩效法测算，绩效法年许可排放量计算方法见《火电行业排污许可证申请与核发技术规范》[6]。

采用排放绩效标准作为反映火电机组发电过程中兼顾能源和效率与污染物排放控制的综合指标，不再依据企业机组类型、燃料硫含量、生产工艺、脱硫技术等进行分类控制，根据燃煤机组发电量来计算其污染物许可排污量使所有火电企业遵循同等的环境管理要求，在大气污染物总量控制方面不仅可以有效促进火电行业的清洁化发展，还可以提高发电效率。由此，实施统一的基于产出的排放绩效标准，一方面在环境管理政策方面操作简单而公平，另一方面为火电企业提供有效的竞争机制，促进煤电企业严格贯彻持证排污和按证排污的制度，促进火电行业的绿色持续发展。

1.3 增加无组织排放控制要求

《大气污染防治法》在大气污染防治措施中，明确提出了无组织排放控制要求，为落实《大气污染防治法》有关规定，DB33/ 2147—2018提出燃煤电厂无组织排放控制要求，燃煤电厂无组织排放控制的首要污染物是颗粒物。DB33/ 2147—2018有针对性地对原辅料储存、卸载系统，原辅料运输、制备系统，副产物储存、转运系统等无组织排放产生源提出控制措施要求，特别是煤场、灰场、卸煤、输煤和灰渣储运环节，储煤场要求采用封闭、半封闭料场(仓、库、棚)，半封闭料场应至少两面有围墙(围挡)及屋顶，并对物料采取覆盖、喷淋(雾)等抑尘措施。

1.4 采取有效措施消除石膏雨飘落、白色烟羽现象

湿法脱硫是目前燃煤电厂脱硫的主流技术，超低排放改造后采用湿法脱硫的燃煤电厂，烟气脱硫系统吸收塔出口净烟气由于处于湿饱和状态，在烟囱口排入大气的过程中因温度降低，烟气中部分气态水和污染物会发生凝结，在烟囱口形成雾状水汽，雾状水汽会因天空背景色和天空光照、观察角度等原因发生颜色的细微变化，并在一定区域内有液滴飘落，即产生有色烟羽和石膏雨现象[7-8]。有色烟羽和石膏雨现象不仅产生视觉污染，影响企业形象，更是含有可凝结颗粒物等其他污染物，影响空气质量，对周围环境和居民生活产生一定影响，DB33/ 2147—2018要求位于环境空气敏感区的燃煤电厂采取有效措施消除石膏雨和白色烟羽现象。

1.5 强化监测要求

1.5.1 监测方法的选择

燃煤电厂实施超低排放改造后，大量使用了湿法脱硫技术，使得脱硫后烟气管道内出现污染物浓度低、温度低、湿度高的“二低一高”状况，废气污染物低浓度监测对监测手段、监测方法、质量保证提出了更高的要求[9-10]，DB33/ 2147—2018中监测分析方法的选用在充分考虑被测污染源排放特点、污染物排放浓度低、监测分析方法的检出限和干扰等因素，选择了国家标准和行业标准中适用性满足标准要求的方法，并根据实际监测工作的现状和需要，以附录的方式补充了“固定污染源废气 二氧化硫、氮氧化物的测定 傅立叶变换红外光谱法”，以确保监测工作的需要和监测数据的准确性。

1.5.2 手工监测相关要求

为保证监测工作的需要，DB33/ 2147—2018提出各监测断面均应设置永久性采样平台，当采样平台高度大于40 m时，应设置通往平台的电梯、升降梯或其他便捷、安全的设施。未建设电梯或升降梯的企业，当采样平台距地面高度大于20 m时，应设置安全、方便的监测设备电动吊装设施。

1.5.3 在线监测系统的要求

大气污染物连续监测系统仪表的检测灵敏度、检出限和量程应符合污染物低浓度排放监测技术要求，氮氧化物应包括一氧化氮和二氧化氮，只具备测定一氧化氮能力的氮氧化物分析仪表应配置二氧化氮/一氧化氮转换器。

2 DB33/ 2147—2018实施的影响

2.1 DB33/ 2147—2018实施的环境效益

DB33/ 2147—2018的实施将有助于进一步提高现有燃煤电厂的污染治理水平，引进、研发或采用先进的污染防治工艺，引导和促进火电行业结构调整和优化升级。实施DB33/ 2147—2018所产生的环境效益非常明显。

为达到DB33/ 2147—2018标准限值，浙江省从2014年开展第1台煤电机组的超低排放改造试点工作，经过3年的努力，截止2017年底，已基本完成全部统调煤电机组和地方燃煤热电机组超低排放改造工作，污染物排放量大幅下降。根据《浙江省电力行业节能环保报告(2017年度)》[11]，超低排放改造减排情况见表3，其中2014年浙江省发电供热用原煤量为10 444万t，2017年为11 445万t。

浙江省燃煤电厂超低排放削减量分别为烟尘4.0万t、二氧化硫17 万t、氮氧化物25 万t，与2014年排放总量相比，减排比例分别为72.7%、77.3%、80.6%。

表3 2014—2017年浙江省燃煤机组减排情况

DB33/ 2147—2018的实施，对改善区域环境空气质量意义重大。以2017年为模拟时间，运用区域空气质量模式系统WRF-SMOKE-CMAQ对改善效果进行相应的模拟评估。模拟气象场为2013年气象场，评估对象为PM2.5浓度，评估站点为浙江省51个国控站点。从模拟结果看，在标准落实的情况下，全省PM2.5浓度将有较大幅度下降，下降比例平均在12%左右，折合质量浓度下降值约为7 μg/m3[12]。

2.2 对燃煤电厂的影响

2.2.1 对废气处理设施进行技术改造

要达到DB33/ 2147—2018的要求，燃煤电厂必须全面改变原有的废气治理方式，投入资金对环保设施进行大幅改造，主要体现在以下几个方面：

(1)有组织废气治理设施需要进行超低排放技术改造

DB33/ 2147—2018相比于GB 13223—2011，大幅收严了大气污染物排放浓度限值，燃煤电厂需要对有组织废气治理设施采用超低排放技术路线进行改造后才能达到标准限值要求。

(2)增强无组织排放控制措施

DB33/ 2147—2018增加了无组织排放控制要求，这就要求相关企业对照标准中无组织控制措施要求，对原辅料储存、卸载系统，原辅料运输、制备系统，副产物储存、转运系统等无组织排放源采取控制措施，特别是部分企业的煤场未实施封闭或半封闭，则需投入较大的资金和较长的时间进行改造。

(3)位于环境空气敏感区的燃煤电厂需采取有效措施消除石膏雨飘落、白色烟羽现象

环境空气敏感区指的是按《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)规定划分为一类功能区中的自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区，二类功能区中的居民区、文化区等人群较集中的环境空气保护目标，以及对项目排放大气污染物敏感的区域，考虑到经济性和必要性，DB33/ 2147—2018中要求位于环境空气敏感区的企业需对烟囱采取烟气加热或烟气冷凝再热技术等有效措施消除石膏雨飘落、白色烟羽现象，并以附件的形式对石膏雨、白色烟羽的定义、测试技术要求进行了规定。

(4)在线监测系统的技术升级改造

随着标准限值的大幅度加严，燃煤电厂的排放水平进一步降低，对固定污染源烟气排放连续监测系统仪器的检测灵敏度和检出限等均提出了更高的要求，原有在线监测系统的量程、精度已无法满足低浓度污染物准确监测的要求，并且DB33/ 2147—2018中提出了在线监测系统应具备监测全部氮氧化物的能力，包括一氧化氮和二氧化氮。因此企业需对在线监测系统进行技术升级改造，使在线监测系统的技术性能满足低浓度监测的要求。

2.2.2 加强运行管理

废气排放要达到DB33/ 2147—2018的要求，除了环保一次性投入改造费用外，运行费用也明显增加。据统计，运行费用增加基本都在30%左右。从实际运行情况看，统调煤电企业超低排放设施运行情况较好，但地方燃煤热电企业整体排放水平与统调煤电企业有较大差距，特别是煤质大幅波动或负荷变化时易造成大气污染物排放浓度不稳定，废气治理设施的运行稳定性和可靠性还需提高，这就要求企业提高自身的管理能力，积累运行管理经验，降低运行成本，做到长期稳定达标。

2.3 对监测单位的影响

为适应废气污染物低浓度监测要求，DB33/ 2147—2018中颗粒物的监测方法采用HJ 836—2017中的方法，二氧化硫、氮氧化物的测定采用傅立叶变换红外法、定电位电解法、非分散红外吸收法，汞及其化合物增加了活性炭吸附/热裂解原子吸收分光光度法，新增方法的仪器设备投资大，监测成本高，技术要求高，这就要求监测单位加强能力建设，提升监测水平，强化监测质量管理，确保监测数据的准确性，煤电企业要选择有资质的单位进行监测。

3 结 语

浙江省在推进燃煤电厂超低排放建设与改造方面已取得了明显成效，出台DB33/ 2147—2018为全省煤电企业严格守法排污提供了依据，也为监管部门开展燃煤电厂大气污染物排放监察工作提供量化考核评价依据，促进煤电企业严格贯彻持证排污和按证排污的制度安排，有利于巩固超低排放改造工作成效，减少污染物排放，为打赢蓝天保卫战助力。