《火电厂大气污染物排放标准》编制说明(二次征求意见稿).pdf
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1、附件三:火电厂大气污染物排放标准编制说明火电厂大气污染物排放标准编制说明(二次征求意见稿)火电厂大气污染物排放标准编制组 二一一年一月 火电厂大气污染物排放标准编制组 二一一年一月 项目名称:火电厂大气污染物排放标准 下达项目计划文件:关于下达 2006 年度国家环境保护标准制修订项目计划的通知(环办函2006371 号)项目统一编号:474 标准编制单位:中国环境科学研究院、国电环境保护研究院 标准编制组成员:武雪芳、朱法华、赵国华、王宗爽、李晓倩、盛青 标准所技术管理人:李晓倩 标准处项目管理人:谷雪景 目目 录录 1 项目背景.1 1.1 任务来源.1 1.2 工作过程.1 2 火电厂大
2、气污染物排放标准(GB13223-2003)修订的必要性.1 2.1 我国对环境保护工作提出了更高的要求.2 2.2 贯彻落实科学发展观,实施电力工业的可持续发展.2 2.3 提高排放控制要求,控制火电NOX排放.3 2.4 我国火电厂大气污染控制技术有了实质性的进展.3 3 修订原则及总体思路.4 3.1 修订原则.4 3.2 总体思路.4 4 标准主要技术内容.4 4.1 适用范围.4 4.2 时间段的划分.5 4.3 术语和定义.5 4.4 污染物控制项目.5 4.5 污染物排放限值的确定及制定依据.5 4.6 达标排放技术分析.9 4.7 监测要求.10 5 污染防治技术分析.10 5
3、.1 烟尘控制技术.10 5.2 SO2控制技术.12 5.3 NOX控制技术.12 5.4 汞控制技术.14 6 主要国家、地区及国际组织相关标准研究.15 6.1 SO2排放标准.15 6.2 烟尘排放标准.17 6.3 NOX排放标准.18 6.4 汞排放标准.20 7 实施本标准的环境经济技术分析.21 7.1 我国火电装机现状与发展预测.21 7.2 NOX排放标准实施的减排经济技术分析.21 7.3 SO2排放标准实施的减排经济技术分析.22 7.4 烟尘排放标准实施的减排经济技术分析.23 7.5 汞排放标准实施的减排经济技术分析.23 8 对实施本标准的建议.24 9 标准征求
4、意见情况.24 10 标准技术审查情况.25 111 标准重大调整情况说明.25 11.1 氮氧化物限值的调整情况.25 11.2 二氧化硫限值的调整情况.26 11.3 新增了大气污染物特别排放限值.26 11.4 新增了燃煤电厂汞排放限值.26 2火电厂大气污染物排放标准编制说明 火电厂大气污染物排放标准编制说明 1 项目背景 1.1 任务来源 火电厂是烟尘、SO2和 NOx 等大气污染物排放的主要来源,火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003 的实施,对控制火电厂大气污染物的排放、保护生态环境和推动电力行业的技术进步发挥了重要作用。近年来,国家制订出台了一系列的法律法规、规划、技
5、术政策,对火电厂大气污染物的排放控制提出了更高的要求,在此期间,我国的火电脱硫、脱硝、除尘等大气污染防治技术也有了实质性的进展。电力行业作为国家环境保护工作的重点行业,对实现国家环境保护目标具有重要的作用,GB13223-2003 已难以适应新形势下环境保护工作的要求。原国家环保总局在关于下达 2006 年度国家环境保护标准制修订项目计划的通知(环办函2006371 号)中下达了火电厂大气污染物排放标准修订计划,项目统一编号为 474,由中国环境科学研究院承担该标准的修订任务。1.2 工作过程 接受任务后,中国环境科学研究院成立了标准编制组,并邀请国电环境保护研究院作为合作单位开展了标准的修订
6、工作。标准编制组对我国火电发展状况与发展趋势,以及火电大气污染排放现状与趋势和环境保护的要求进行了系统的研究与预测,对发达国家和地区的火电污染物排放标准和控制经验进行了深入研究,并对 GB13223-2003 实施后取得的经验进行了总结,组织召开了多次专家研讨会,对 火电厂大气污染物排放标准 修订方案进行研讨,在此基础上形成火电厂大气污染物排放标准(征求意见稿)。2009 年 7 月 7 日,环境保护部发文(环办函2009695 号)对火电厂大气污染物排放标准(征求意见稿)公开征求意见。编制组对征求意见进行汇总和处理,在此基础上编制完成火电厂大气污染物排放标准(送审稿草案)。2009 年 11
7、 月 3 日,环境保护部科技标准司组织召开 火电厂大气污染物排放标准(送审稿草案)讨论会,与会专家与代表对火电厂大气污染物排放标准(送审稿草案)进行了充分的讨论,编制组根据讨论结果,修改和完善了标准,形成火电厂大气污染物排放标准(送审稿)。2009 年 12 月 1 日,环境保护部科技标准司组织召开 火电厂大气污染物排放标准(送审稿)审议会,审议委员会一致通过该标准的审议。编制组根据审查意见,对标准进行了修改和完善,编制完成火电厂大气污染物排放标准(报批稿)初稿。2010 年 5 月 12 日,环境保护部科技标准司组织专家对火电厂大气污染物排放标准(报批稿草案)进行讨论,根据讨论会意见,对标准
8、进行了修改和完善,编制完成火电厂大气污染物排放标准(报批稿)。2010 年 11 月,受环境保护部科技标准司委托,标准编制单位组织召开讨论会,就火电厂二氧化硫、氮氧化物和汞的排放限值及监测进行了讨论,标准编制组会后对标准文本进行了修改,形成了火电厂大气污染物排放标准(二次征求意见稿)。2 火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2003)修订的必要性 12.1 我国对环境保护工作提出了更高的要求 我国环境保护虽然取得积极进展,但环境形势依然严峻,以煤为主的能源结构导致大气污染物排放总量居高不下,潜在的环境问题不断显现,区域性大气污染问题日趋明显,长三角、珠三角和京津冀地区等城市群大气污染呈现
9、明显的区域性特征,NOx 的污染问题尚未得到有效控制,酸雨的类型已经从硫酸型向硫酸和硝酸复合型转化。为了控制大气 NOx 污染,环境保护部发布了关于印发的通知(环办函2009247 号),该通知要求全面开展 NOx 污染防治,以火电行业为重点,开展工业 NOx 污染防治。为进一步加大大气污染防治工作力度,解决我国一些地区酸雨、灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题,国务院发布了 国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知(国办发201033 号),该通知要求制定并实施重点区域内重点行业的大气污染物特别排放限值,严格控制重点区域新建、扩建除“上大压小
10、”和热电联产以外的火电厂,在地级城市市区禁止建设除热电联产以外的火电厂。2.2 贯彻落实科学发展观,实施电力工业的可持续发展 近年来,我国经济快速发展,电力需求和供应持续增长。1987 年,我国电力装机容量仅为 1 亿千瓦,1995 年增至 2 亿千瓦,2000 年超过 3 亿千瓦,2005 年已突破 5 亿千瓦,2006年突破 6 亿千瓦,2007 年超过 7 亿千瓦。截止 2007 年底,全国发电装机容量达到 7.13 亿千瓦,其中,火电达到 5.54 亿千瓦,约占总容量 77.73%;水电达到 1.45 亿千瓦,约占总容量20.36%;核电为 0.09 亿千瓦,约占总容量 1.23%。截
11、止 2008 年底,全国发电装机容量达到7.93 亿千瓦,其中火电达到 6.03 亿千瓦,约占总容量 76.05%;水电达到 1.73 亿千瓦,约占总容量 21.77%;核电为 0.09 亿千瓦,约占总容量 1.12%。由此可见,我国发电总装机容量及火电装机容量一直呈快速上升趋势,2008 年比 2005 年增长近 60%。2008 年全国电力装机结构构成情况见图 1。从电力生产情况看,截至 2007 年底,全国发电量达到 32559 亿千瓦时,其中,火电发电量 26980 亿千瓦时,约占全部发电量的 82.86%;水电发电量 4867 亿千瓦时,约占全部发电量的 14.95%;核电发电量 6
12、26 亿千瓦时,约占全部发电量的 1.92%。截至 2008 年底,全国发电量达到 34510 亿千瓦时,其中,火电发电量 28030 亿千瓦时,约占全部发电量的81.22%;水电发电量 5655 亿千瓦时,约占全部发电量的 16.39%;核电发电量 692 亿千瓦时,约占全部发电量的 2.01%。2008 年全国发电量比例见图 2。按第一次全国污染源普查公报中电力热力的生产与供应排放量分别为 733 万吨、1069万吨、315 万吨,其中电力行业的排放量分别为 695 万吨、964 万吨、259 万吨。我国将全面建设小康社会,预计到 2020 年经济总量将在 2000 年的基础上翻两番。要达
13、到中等发达国家的经济水平,全国平均每人最低需要 1 个千瓦的装机容量。我国能源资源以煤炭为主,在单位:万千瓦火电76.05%水电21.77%核电1.12%风电1.06%风电核电2.01%9%图 1 2008 年全国电力装机结构图 图 2 2008 年全国发电量比例图 水电16.30.38%2电源结构方面今后相当长的时间内将继续维持燃煤机组的基本格局。预计到 2010 年、2015年和 2020 年,我国火电装机容量将分别达到 7 亿千瓦、10 亿千瓦和 12 亿千瓦。标准编制组据此测算,按照目前的排放控制水平,到 2010 年,火电排放的 NOx、SO2、烟尘将分别达到 865 万吨、859
14、万吨、254 万吨以上,到 2015 年,将分别达到 1116 万吨、993 万吨、281 万吨以上,到 2020 年,将分别达到 1234 万吨、1016 万吨、299 万吨以上。同时,燃煤也是汞排放的主要来源,而火电厂主要是燃煤电厂为主,我国目前还没有对汞排放量开展统计和普查。标准编制组根据火电装机容量预测情况,对汞排放量也进行了测算,到 2010 年,火电汞的产生量将达到 257 吨以上,到 2015 年将达到 359 吨以上,到 2020 年将达到 431吨以上。由此可见,火电大气污染物的排放对生态环境的的影响将越来越严重。我国是一个发展中的人口大国,也是人均资源拥有量较低的国家。目前
15、我国火电厂的NOx 等大气污染物的排放尚未得到有效控制,我们决不能再走早期工业化国家的先发展经济后治理环境的弯路,必须以科学发展观为指导,以污染减排为中心,加大污染治理力度,着力解决危害群众健康的突出大气环境问题,努力改善环境空气质量,推动经济社会又好又快发展,走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。2.3 提高排放控制要求,控制火电NOx排放 我国先后四次颁布实施有关火电厂大气污染物的排放标准,分别为:工业企业“三废”排放试行标准(GBJ4-73)、燃煤电厂大气污染物排放标准(GB13223-91)、火电厂大气污染物排放标准(GB13223-1996)、火电厂大气污染物排放标准(GB1
16、3223-2003),现行的标准为 GB13223-2003。GB13223-2003 设置了烟尘、SO2和 NOx 三种污染物的排放限值,控制的重点之一是推动火电烟气脱硫,标准实施后,通过近几年烟气脱硫设施的建设,电力 SO2排放量从 2007年开始出现下降。GB13223-2003 对烟尘的排放也加强了控制,2003 年以后,新建机组的烟尘排放浓度均按小于等于 50mg/m3的新标准进行设计和建设,大力推进电除尘器和袋式除尘器的安装。同时,60 万千瓦机组配套的布袋除尘器已投入商业运行。大量高效除尘设备的投入运行有力地推动了火电厂的烟尘治理,从 1980 年到 2008 年,尽管火电装机容
17、量增长了 12 倍以上,但烟尘排放总量基本持平并略有下降。烟尘排放得到了有效控制,单位发电量烟尘排放量逐年较大幅度地降低。GB13223-2003 对 NOx 的控制立足于低氮燃烧方式,并预留烟气脱硝装置空间。近年来我国 NOx 排放量不断增加,酸雨污染已由硫酸型向硫酸、硝酸复合型转变,城市大气环境形势依然严峻,区域性大气污染问题日趋明显。此外,NOx 的排放控制要求与发达国家和地区相比差距较大,GB13223-2003 中 NOx 的浓度限值为 4501100mg/m3,而发达国家和地区的 NOx 排放限值一般在 200mg/m3以下(欧盟现行的 NOx 排放限值为 200mg/m3,美国为
18、 1.0lb/MWh1.4lb/MWh,约折合 135mg/m3184mg/m3,日本为 100ppm,约折合 200mg/m3)。现行排放标准已无法适应当前及未来一段时期内火电行业环境保护要求,提高排放控制要求,控制火电 NOx 排放迫在眉睫,需要对 GB13223-2003 进行修订,以满足当前的环保工作需要。2.4 我国火电厂大气污染控制技术有了实质性的进展 GB13223-2003 自 2004 年 1 月 1 日实施以来,对控制我国火电厂大气污染物排放和推动技术进步发挥了重要作用。截至 2008 年底,全国火电装机容量 6.03 亿千瓦,已建成脱硫设施的火电装机容量累计 3.63 亿
19、千瓦,占全国火电装机容量的 60.2%。近年来,新建大型燃煤机组均按要求同步采用了低氮燃烧方式,并在环境敏感地区开始建设烟气脱硝装置。一批现有火电厂结合技术改造安装了低氮燃烧器。截至 2008 年底,全 3国约有 200 多台套,近 2 亿千瓦的火电机组安装了烟气脱硝装置。由于我国在电力行业大力推行电除尘技术,目前生产的电除尘器技术水平已接近国际先进水平,已能满足各种容量的火电机组需要,并开始向国外出口。近年来,各种可应用于火电机组的袋式除尘器、电袋复合除尘器等高效除尘器相继涌现,并有不同程度的实际运行案例。这些控制技术为提高火电厂大气污染物排放控制要求提供了技术支撑。3 修订原则及总体思路
20、3.1 修订原则(1)与我国有关的环境保护法律法规、标准协调配套,与环境保护的方针政策相一致。(2)在实现环境保护目标的同时,促进国家资源的合理利用和电力结构的调整与发展,实现保护生态环境与电力发展的双赢,拉动我国环保产业的发展。(3)我国地域辽阔、经济发展不平衡,综合考虑新、老污染源的差别、重点城市和一般城市的差别、地区(东部、中部、西部)的差别、城乡差别等,制订符合我国国情的标准。(4)以先进的技术为依托,淘汰落后技术,促进技术进步。(5)力求使标准做到科学合理、技术上可行、经济上合理、具有可操作性。3.2 总体思路(1)加强新建火电厂污染物排放控制,努力减少新增污染物排放量。(2)削减现
21、有火电厂污染物排放量,实现总量削减。(3)进一步推动火电厂安装烟气脱硫装置,并提高脱硫装置的稳定高效运行。(4)推动火电厂安装烟气脱硝装置。(5)推动火电厂进一步提高除尘效率。(6)通过新标准的实施,拉动环保产业发展。4 标准主要技术内容 4.1 适用范围 新标准的适用范围完全涵盖了 GB13223-2003 标准的适用范围,与锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2001)相衔接。新标准适用于:(1)各种容量的煤粉发电锅炉。(2)单台出力 65t/h 以上的燃煤循环流化床等发电锅炉。(3)单台出力 65t/h 以上的燃油及燃气发电锅炉。(4)各种容量的燃气轮机组。(5)单台出力 65t/h
22、 以上采用煤矸石、生物质、油页岩、石油焦等为燃料的发电锅炉。(6)煤气化整体联合循环(Integrated Gasification Combined Cycle,简写“IGCC”)发电的燃气轮机组。新标准不适用于:(1)各种容量的层燃炉、抛煤机炉发电锅炉。(2)各种容量的以生活垃圾、危险废物为燃料的发电厂。(3)内燃发电机组。各种容量的以生活垃圾、危险废物为燃料的发电厂分别执行 生活垃圾焚烧污染物控制 4标准(GB18485-2001)和危险废物焚烧污染物控制标准(GB18484-2001)。4.2 时间段的划分 GB13223-2003 划分了 3 个时段,新标准则以现有及新建火力发电锅炉
23、及燃气轮机组进行划分。新标准与 GB13223-1996、GB13223-2003 标准的时间段比较见表 1,表中“建成”是指:建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目。表1 新标准与 GB13223-2003 标准时间段比较 标 准 时间段划分比较 第 I 时段 第 II 时段 第 III 时段 GB13223-1996 1992.8.1 前建成的机组 1992.8.1-1996.12.31建成的机组 1997.1.1 起建成的机组 第 1 时段 第 2 时段 第 3 时段 GB13223-2003 1996.12.31 前建成的 机组 1997.1.1-20
24、03.12.31建成的机组 2004.1.1 起建成的机组 新标准 现有火力发电锅炉及燃气轮机组 新建火力发电锅炉及燃气轮机组 4.3 术语和定义 火电厂大气污染物排放标准GB13223-2003 定义了火电厂、坑口电厂、标准状态、烟气排放连续监测、过量空气系数、干燥无灰基挥发分、西部地区 7 个术语。新标准中不再涉及坑口电厂、干燥无灰基挥发分和西部地区这 3 个术语相关的内容。烟气排放连续监测的要求和定义已经成熟,本次修订也不列入术语。因此,新标准删除了坑口电厂、烟气排放连续监测、干燥无灰基挥发分和西部地区 4 个术语,新增加了现有火力发电锅炉及燃气轮机组和新建火力发电锅炉及燃气轮机组 2
25、个术语,将过量空气系数改为氧含量,符合实际监测工作的需要。4.4 污染物控制项目 火电厂排放烟气中所含成份很多,主要有 N2、水蒸汽、CO2、SO2、SO3、NOx、CO、颗粒物、重金属和微量元素,如 As、Hg、Ni、Mn 等。目前,我国和世界各国对火电厂排放烟气中污染物的控制集中于 SO2、NOx 和烟尘,发达国家开始研究对重金属的控制。新标准控制的大气污染物除 GB13223-2003 中的三种污染物外,还新设置了汞及其化合物,新标准共控制四种污染物,分别为 SO2、NOx、烟尘和汞及其化合物。控制指标包括:SO2浓度、NOx 浓度、烟尘浓度、汞及其化合物浓度,以及烟气黑度 5项指标。4
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