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再从排放总量看,经测算,典型300MW燃煤锅炉(标态烟气量100万m3/h,空气过剩系数α=1.3),烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别按5、35、50 mg/m3排放时,每小时排放量分别大约为5.4、37.8、54 千克;而300MW级燃机(标态烟气量185万m3/h,空气过剩系数α=3.5),依排放限值要求每小时可以排放9.25、64.25、92.5千克,可见,每小时燃机排放总量是燃煤排放的1.7倍。显然,这样的“近零排放”的要求是荒谬的。
还有,燃机的烟囱一般在80米且不会超过百米,而煤电机组的烟囱一般为180、210、240米,同等排放量由于烟羽抬升高度和扩散条件的不同,燃煤机组对环境质量的影响要远低于燃机。
但是,燃机排放限值宽于燃煤排放限值,并不能说明燃机排放标准比燃煤机组排放标准要宽,因为“限值”只是数字大小的比较,而“标准”是“价值”内涵的比较。对火电厂污染控制而言,排放标准的宽严只能用同类发电技术和相匹配的污染控制技术是否达到了最佳技术、经济条件来衡量。这也是“排放标准”为何要划分不同档次的原因。同世界各国一样,我国《环境保护法》、《大气污染防治法》都明确规定,污染物排放标准是依据环境质量标准和国家的技术、经济条件制定的。美国、欧盟等制定火电厂大气污染物排放标准所依据的技术原则为“最佳可行技术”(BAT)。因此,不论是燃机还是燃煤机组,科学合理的大气污染物排放限值与最佳可行技术是相一致的,而且排放限值的大小也是随着技术、经济条件的变化而变化的。如,我国从1973年《工业“三废”排放试行标准》对火电厂大气污染物排放有要求以来,1991年、1996年、2003年、2011年已经多次修订。由于不同地区对环境质量的要求不同,技术、经济条件也有所不同,我国法律规定了地方政府可以制定严于国家排放标准要求的地方排放标准,况且2011的“排放标准”中提出了重点地区执行特别排放限值的新规定。
燃气用于民用的环保性能和便捷性要远远优于直接燃煤,而煤炭集中发电的优越性大大优于散烧煤。所以,不同品种的能源应当担当不同的功能,采用不同的排放标准,如果硬要把燃机排放标准当成燃煤电厂的“近零排放”来衡量,就是要驴当战马、马拉磨。
(2)烟气连续监测技术难以支撑“近零排放”监测数据的准确性,用日平均浓度或者多日平均浓度的监测数据与排放限值直接比较是概念性错误,运行时间不足也难以证明“近零排放”系统的稳定性
根据环保部颁布的《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》(HJ/T75-2007) 中“7.4参比方法验收技术指标要求”规定:烟尘浓度小于50mg/m3时,绝对误差不超过15 mg/m3;二氧化硫浓度等于或低于57mg/m3时,绝对误差不超过17mg/m3;氮氧化物小于或等于41mg/m3时,绝对误差不超过12mg/m3。再根据环保部《固定污染源废气 二氧化硫的测定 非分散红外吸收法》(HJ629-2011)、《固定污染源废气 氮氧化物的测定 非分散红外吸收法》(HJ692-2014)、《固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法》(HJ693-2014),二氧化硫的测定下限10mg/m3;一氧化氮(以NO2计)和二氧化氮的测定下限12mg/m3。一些试点项目的监测值低于测定下限甚至低于检出限,结果的可靠性值得怀疑。而这只是测定方法误差而不是自动监测系统的全部误差。如果考虑到监测仪器装设断面和监测点选取的误差,尤其是对于老厂改造由于客观条件的限制,监测断面选取很难做到按技术规范的要求,考虑烟气中含湿量(水分)、温度、含氧量等因素,尤其是湿度的影响对监测精度也会产生较大影响,监测系统的总误差要大大高于分析测定方法的误差。
因此,在客观上和技术上,现有监测手段不支持“近零排放”,说的更清楚一点“近零排放”的监测数据是不可信的。
另外,一些电厂的“近零排放”的数据是以日平均浓度或者多日平均浓度与排放标准中的限值进行比较的,这种比较是概念性错误。我国的污染物浓度排放标准从产生以来,一直坚持“任何时候”不能超标的准则(尽管我一直认为这个准则对常规污染物来说是不科学的,会付出过多的经济代价,但它目前仍然是强制性要求)。“任何时候”不超标一般是指无论长期监测还是随意监测中,任何一个小时的平均浓度都不超过标准规定限值,而不是用日平均或者多日均值与标准比较看是否超标。
同时,为了保障机组波动运行和遇到各种不利情况下企业仍然能够不超标,电厂在环保设施招标、设计、建设时都要保留一定裕度。由于特别放限值本身的数值已经很低,加上留有的裕度,很多实际运行中的机组能到达“近零排放”的要求。如,外高桥三厂二氧化硫和氮氧化物尽管没有按近零排放设计,但因煤质好、裕量大等因素,基本达到了近零排放。所以目前的“近零排放”也只能说是满足了特别排放限值要求。
由于典型火电厂的脱硝、除尘、脱硫设备是依次串联在烟道上的,影响某种污染治理设备的治理效果不仅取决于设备自身,而且取决于上下游设备的情况。如上游的脱硝会影响到下游的除尘和脱硫,下游的设备状况也会影响到上游的烟气流场,加之机组负荷调整、煤质变化等各种因素都会对烟气脱硫系统产生较大影响。要想长期保持在“近零排放”状态,至少需要一年以上各种可能条件的考验,而现在并没有这么长时间的实践证明。因此,即便“近零排放”监测的数据不是以折算后的燃机标准相比,这样的结果也是不可信的。
(3)“近零排放”在技术上并没有重大创新,且严苛的条件并非一般燃煤电厂都能达到
我国环保产业界特别是为燃煤电厂直接服务的主流环保产业界,在强力环保要求下火电厂不断进行的大气污染控制设备建设和改造中立下了汗马功劳,也使我国火电厂污染控制水平总体达到了国际先进,一些电力企业自身通过技术创新,也实现了世界领先的节能减排成效。
在“近零排放”方面,环保产业界在强大的机遇和压力下迎难而上,加强了技术创新力度和提高了服务水平,这也都是值得尊敬和赞赏的。但是,大型燃煤电厂大气污染控制所采用的除尘、脱硫、脱硝主流技术和主体工艺、设备,近几十年来并没有重大突破,世界范围内基本上都是采用上世纪中后期开发的成熟技术。从已经“实现”“近零排放”所采用的技术看,主要是对已有技术和设备潜力(或者裕量)的挖掘、辅机的改造、系统优化、大马拉小车式的设备扩容量、材料的改进、昂贵设备的使用等。如,除尘要采用的湿式电除尘器已在我国冶金等行业有广泛应用,但在电力行业,除了日本个别电厂采用之外,并不是普遍采用;二氧化硫控制采用的石灰石-石膏湿法脱硫主要是增加系统的裕度和复杂度,如原来脱硫吸收塔喷淋层为3层,现改为5层或者增加一个吸收塔;氮氧化物控制仍采用常规选择性催化还原法,但是增加了催化剂用量。这从达到“近零排放”的其他条件也可以看出一些规律。如,要求煤质含硫量低、灰份较低、挥发份高、低位发热量高、机组负荷运行相对平稳等实现“近零排放”的重要条件。而这些条件对于中国目前平均含硫量超过1%、灰份近30%、以及大量低挥发份的电煤来讲,即便是实现特别排放限值都是非常困难的。
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