中美歐火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)與控制措施比較
摘要：本文系統(tǒng)地闡述了我國及美國、歐盟燃煤電廠的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)，對各國的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)及控制措施進行了比較，在此基礎(chǔ)上對我國燃煤電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)的修改及控制措施的實施提出建議。
關(guān)鍵詞：NOX 排放標(biāo)準(zhǔn) 控制措施
1 火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)
1.1我國火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)
我國1991年頒布了《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(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(biāo)準(zhǔn)》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NOX排放沒有要求。2003年修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（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NOX最高允許排放濃度單位：mg/m3
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表2 美國NOX排放限值(1997年以前)
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表3 美國現(xiàn)行的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)限值
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新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放限值沒有區(qū)分燃料的類型及性質(zhì)，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(shù)改造則仍采用基于熱輸入的標(biāo)準(zhǔn)限值。基于能量輸出表示形式的標(biāo)準(zhǔn)限值考慮了電廠的總效率(即能源利用效率)，而基于熱輸入表示形式的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)限值對電廠要求更為全面和嚴(yán)格。
1.3歐盟火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)
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(dǎo)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(dǎo)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(zhǔn)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(dǎo)則對新建和現(xiàn)有火電廠的NOX限值提出了更為嚴(yán)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(guān)于NOX排放限值，其他新建企業(yè)遵守表5所列的關(guān)于NOX的排放限值。
表4 歐盟火電廠NOX排放限值(2002年11月27日前獲得許可證)
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表5 新建企業(yè)（2002年11月27日后獲得許可證）NOX排放限值
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2 NOX排放標(biāo)準(zhǔn)與控制措施的比較
（1）實施對象
美國《新固定源排放標(biāo)準(zhǔn)》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(guān)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(biāo)準(zhǔn)（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?xì)廨啓C組的燃煤電廠。
（2）標(biāo)準(zhǔn)屬性
我國國家排放標(biāo)準(zhǔn)與美國、歐盟的排放標(biāo)準(zhǔn)類似，都是必須嚴(yán)格遵守的最低要求的標(biāo)準(zhǔn)，我國省級人民政府可以制定嚴(yán)于國家的地方排放標(biāo)準(zhǔn)；美國州政府可以制定嚴(yán)于聯(lián)邦政府的地方排放標(biāo)準(zhǔn)；歐盟各國可以制定嚴(yán)于歐盟的國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
（3）控制措施
從NOX的排放標(biāo)準(zhǔn)限值，就可知其NOX控制措施。如以美國火電廠NOX的排放標(biāo)準(zhǔn)為例，1997年7月9日以前建設(shè)的電廠，其NOX的排放限值是基于熱量輸入給出的，標(biāo)準(zhǔn)限值不僅考慮到燃料的種類、性質(zhì)，甚至考慮了燃料的產(chǎn)地，全部是基于低NOX燃燒技術(shù)來控制NOX排放。1997年7月9日以后建設(shè)的電廠，則在低NOX燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，還需加裝煙氣脫硝裝置，標(biāo)準(zhǔn)限值不再考慮燃料的種類與性質(zhì)，排放標(biāo)準(zhǔn)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NOX的排放標(biāo)準(zhǔn)限值（表4）中可以看出，2002年11月27日以前獲得許可建設(shè)的電廠，對NOX的控制主要是基于較為先進的低NOX燃燒，但對不在“偏遠(yuǎn)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(shè)的100MW以上的電廠，則全部需在低NOX燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)要比歐盟的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格得多，如德國1984年8月5日就通過了較為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)（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NOX排放標(biāo)準(zhǔn)（1984年8月5日）
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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(shù)控制NOX，但執(zhí)行不是很到位。2004年1月1日起，對火電廠NOX實施較為嚴(yán)格的低NOX燃燒控制。目前在國家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)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(shè)煙氣脫硝裝置，總裝機容量達到3635萬千瓦。
3 對我國火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)與控制措施的建議
3.1欠發(fā)達地區(qū)以低NOX燃燒為控制原則，發(fā)達地區(qū)應(yīng)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(shù)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NOX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(jì)90年代水平已經(jīng)相當(dāng)，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過，因此應(yīng)同步加裝煙氣脫硝裝置，這些地區(qū)也具有相應(yīng)的承受能力。
3.2國家排放標(biāo)準(zhǔn)中對于新建電廠的排放限值應(yīng)與煤質(zhì)無關(guān)
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NOX排放標(biāo)準(zhǔn)限值與燃煤揮發(fā)份均沒有關(guān)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NOX排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)刪除所有與煤質(zhì)有關(guān)的要求，但對于不同地區(qū)的燃煤電廠還應(yīng)考慮上面提到的控制原則。
3.3現(xiàn)有機組NOX的排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在考慮地區(qū)、容量和時段的基礎(chǔ)上分別制定
對現(xiàn)有機組應(yīng)按不同時段、不同區(qū)域并結(jié)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(yīng)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(yīng)立足于低NOX燃燒技術(shù)改造。對于中小機組，應(yīng)主要立足于關(guān)停。
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