锅炉排放最严国标出台 减排还缺啥？
新修订的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）日前发布（以下简称“新标准”）。与现行标准相比，新标准中主要污染物排放限值均大幅度收紧：颗粒物加严40%~85%，二氧化硫加严40%~80%，氮氧化物加严了25%~50%。
这一迄今为止最为严格的锅炉排放标准将于下月正式实施。在此之前，这部新标准的修订已历时近8年，并经过了大量的实际调研、测试和科学论证。
“新标准的一个重大革新是在前言部分明确了日常环境监管中如何正确使用国家标准、地方标准和环境影响评价结果。” 环境保护部科技标准司标准处处长裴晓菲说，新标准前言规定：本标准是锅炉大气污染物排放控制的基本要求。地方省级人民政府对本标准未作规定的大气污染物项目，可以制定地方污染物排放标准；对本标准已作规定的大气污染物项目，可以制定严于本标准的地方污染物排放标准。环境影响评价文件要求严于本标准或地方标准时，按照批复的环境影响评价文件执行。
中国特种设备检测研究院顾问、北京科林燃烧工程有限公司总经理范北岩对新标准的评价是，“努力寻求最大的环境、经济社会效益，先进性、科学性、合理性和可行性俱佳”。 作为对我国锅炉行业发展有很深入研究的专家，他参与了新标准的修订工作。
范北岩同时强调，就整个锅炉行业的节能减排工作而言，对新标准的执行只是第一步。很多历史上积累的问题如果长期得不到解决，我国锅炉行业乃至整个供热领域将一直在低效率、低水平的阶段徘徊，难以从根本上减少对环境的影响。
最严锅炉国标何以出台？
面对严重的大气污染现状，必须进一步收紧排放限值，并对现行标准进一步调整
上世纪80年代以来，我国锅炉行业的发展大约经历了3个阶段：在改革开放的前10年，小锅炉数量迅速增加；第二个10年，单台容量开始加大，台数增加放缓；后10年以来，出现两极分化，大容量的工业锅炉台数增加，同时小容量的锅炉也越来越多。
“大、小容量的（锅炉）都在发展，平均容量提高比较缓慢，这与不同时期的经济发展模式密切相关。”范北岩说。
相应的，国家对锅炉污染排放的控制也大致经历了3个阶段。
“上世纪80年代，我参与这个领域，主要是解决尘的问题。”范北岩说，当时大部分锅炉没有除尘器。即便有，因为技术水平低，能起到的作用也小。
1983年我国出台的《锅炉烟尘排放标准》，重点就是除尘；随后，酸雨的问题引起国家关注，在1991年的修订版中突出了二氧化硫排放限值。
上世纪90年代末，锅炉烟气排放总量对空气质量的影响迅速增加，氮氧化物成为亟待解决的污染物，因此，2001年修订的《锅炉污染物排放标准》（即现行标准）中增加了氮氧化物排放限值。但出于成本考虑，仅限于燃油燃气锅炉。
“目前，粉尘、二氧化硫和氮氧化物等锅炉烟气主要污染物都已纳入控制范围，但面对严重的大气污染现状，必须进一步收紧排放限值，并对现行标准进一步调整。”范北岩说。
裴晓菲表示，现行标准在我国“十五”、“十一五”期间的大气环境保护工作中发挥了重要作用，但是面对现阶段更高的大气环境保护要求，标准也亟待更新，污染治理技术的进步也为之提供了支撑。
“现行标准对控制区的划分，不利于减少大气污染物排放总量。”裴晓菲解释说，现行标准中对烟尘则依据《环境空气质量标准》（GB3095-1996）中规定的一类区和二、三类区进行分区控制。新标准则取消了按功能区执行不同排放限值的规定，但是对重点地区规定了大气污染物特别排放限值。
“同时，现行标准值已偏宽松。”裴晓菲说，随着环境管理工作的需要，很多地方已经编制或正在编制严于国标的地方标准。
以二氧化硫标准值为例，现行国标规定，新建燃煤锅炉二氧化硫排放浓度为900mg/m3，上海市锅炉大气污染物排放标准中规定容量小于1t/h的自然通风锅炉排放浓度为300mg/m3，其他锅炉为400mg/m3；天津市、新疆、太原市规定新改扩建锅炉二氧化硫排放浓度分别为200mg/m3、400mg/m3和500mg/m3，均严于现行国标，同时也为进一步加严国标提供了基础和支撑。
此外，现行标准缺少燃煤锅炉的氮氧化物和汞排放限值，这些在新标准中均进行了补充。
执行新标准能带来多大环境效益？
新标准实施带来的环境效益十分可观，其中工业锅炉每年可削减颗粒物66万吨，二氧化硫削减314万吨
裴晓菲说，与地方标准比较，新标准中在用锅炉颗粒物、二氧化硫和氮氧化物排放标准达到地方标准一般水平，新建锅炉的各项限值达到地方标准严格水平，特别排放限值达到最严格水平。
而与国际标准相比较，新标准中在用锅炉颗粒物达到国际一般水平，新建锅炉达到国际较严格水平，特别排放限值达到了国际严格水平。
根据相关统计，截至到2011年，我国各种容量的在用锅炉为61.06万台，总功率约351.29万MW。其中，燃煤工业锅炉约46万台，占总台数的75%，占总容量的85%左右。
“这46万台燃煤锅炉，年煤耗量达到了7.3亿吨。在现行排放标准下，每年排放颗粒物160万吨、二氧化硫718万吨、氮氧化物271万吨。”裴晓菲说。
按现行标准要求，二氧化硫第一时段（在用锅炉）排放限值为1200 mg/m3，第二时段（新建锅炉）为900mg/m3；烟尘一类区、二类区和三类区的排放限值分别为80mg/m3、200mg/m3和250mg/m3。
在新标准中，则将二氧化硫排放标准提升为400mg/m3（在用）、300mg/m3（新建）和200mg/m3（特别排放限值）；烟尘不分区域，统一提升为80mg/m3（在用）、50mg/m3（新建）和30mg/m3（特别排放限值）。
对于氮氧化物，现行标准未对燃煤锅炉进行要求。裴晓菲说，由于我国对在用工业锅炉氮氧化物没有采取控制措施，系统复杂、技术改造难度大、成本高，新标准中对其排放限值不做严格要求，执行400mg/m3，基本不需要对现有锅炉进行改造。
而新建锅炉拥有最佳应用技术支持，采用低氮燃烧技术，可以削减30%左右，而且不需要进行尾端治理，因此新标准中新建锅炉氮氧化物排放浓度执行300 mg/m3；在重点地区，氮氧化物则执行200mg/m3。
“在新标准实施后，减排效益将十分可观。”裴晓菲表示，根据《重点区域大气污染防治“十二五”规划》和《大气污染防治行动计划》的相关要求，10t/h以下的在用燃煤锅炉，通过改变燃料结构、集中供热或热电联产、发展优质型煤锅炉和生物质成型燃料锅炉，每年可减排颗粒物约20万吨、二氧化硫76万吨~82万吨；10t/h以上燃煤工业锅炉，改造后每年可减排颗粒物37.5万吨、二氧化硫144.6万吨。
至于新建锅炉，根据我国经济发展情况预测，如果每年新增8万吨~10万吨，提标后，每年可减排颗粒物2.5万吨、二氧化硫10.3万吨、减排氮氧化物2.1万吨。
根据以上计算，执行新标准后，工业锅炉每年可削减颗粒物66万吨，二氧化硫削减314万吨，其中二氧化硫的削减量已经超过了“十二五”减排目标。
执行新标准，还需哪些条件？
不但需要有经济上的保障，更要在煤的清洁化上下功夫，同时还要实现精细化管理，提高操作人员素质
记者在采访中了解到，锅炉排放新标准的执行只是第一步，还需要其他条件的配合，才能取得实效。
条件一：经济保障至关重要
“要满足新标准，从技术、装备角度来说，不存在问题。”范北岩表示，即便从经济投入上来看，也是可以承受的。
在标准修订期间，中国环科院标准所姚芝茂博士等人对在用的95台燃煤锅炉进行了实测，其中85台锅炉安装了除尘净化装置，96%的除尘装置净化效率大于80%。从实测结果来看，两成锅炉排放低于80mg/m3，八成低于200mg/m3。
范北岩告诉记者，电除尘、布袋除尘、电袋复合除尘等技术，完全可以实现50mg/m3乃至30mg/m3的烟尘排放新要求。
“我国工业锅炉脱硫目前存在几个问题，”范北岩指出，技术种类繁多，但鱼龙混杂，且不少技术不配套、监控不到位，运行可靠性较差、设施利用率低，远远落后于火电脱硫进度，“可以说，达标运行还有许多工作要做。”
一般来说，控制二氧化硫排放首先应选用低硫煤，通过煤炭洗选和合理配煤，将煤炭的含硫量降低到1.5%以下。在这一前提下，如果烟气脱硫装置脱硫效率超过70%，基本可以满足300 mg/m3的排放标准；但若要达到特别排放限值，则需要使用硫分低于1%的燃煤，并将脱硫效率提升至85%以上。
“当然了，如果煤炭的含硫量不能降低到1.5%以下，安装效率达到90%~95%的高效湿法脱硫装置，也可达到特别排放限值。”范北岩说。
“执行新标准，需要一定的成本投入。”裴晓菲分析说，一次性的环保投资约在3720亿元~4500亿元之间，每年运行费用大约在40亿元左右。
其中，在用锅炉的治理、设备改造成本占了大头。对于27万余台的10t/h以下燃煤锅炉，改燃油燃气单位成本为50万元/MW，改燃生物质、型煤锅炉成本20万元/MW，并网成本30万元/MW。这样算下来，10t/h以下锅炉的治理成本在1680亿元~2000亿元之间。
“在修订标准时，已经反复考虑到经济承受能力，”范北岩认为，总体上经济可承受，但地区之间、企业之间条件差距较大，和自身发展情况也有很大关系。
在各类成本中，在用小型燃煤锅炉改用清洁燃料的成本压力最大。
“这部分锅炉运行成本将成倍增
加，”上海工业锅炉研究所下属的原机械工业锅炉及环保产品质量监督检测中心常务副主任杨麟分析说，目前1吨低位发热量10200大卡的燃油（0#柴油）约为8500元；1000立方米低位发热量8300大卡的天然气约为4500元。而1吨低位发热量4500大卡的二类烟煤约为750元。考虑到锅炉运行效率、环保运行成本等综合因素，燃气锅炉是燃煤锅炉运行成本的1倍~2倍，燃油锅炉则更高。
“对一些能源运行费用在成本中占很大比例的企业来说，承受不起，会导致企业亏损。”杨麟说，天然气管道也是制约锅炉清洁能源替代的一个很重要的因素。工厂企业大都建在城市的郊县或直接建在农村，如果让一般企业自己铺设管道，“费用将是个天文数字”。
条件二：要在煤的清洁化上下功夫
范北岩认为，就我国燃料结构实际状况而言，不能简单依靠置换清洁燃料来解决问题。要使锅炉达标排放，减少环境影响，目前最切实际的仍然是要在煤的清洁化上下功夫。
据了解，由于工业锅炉在实际应用中负荷变化较大，启停频繁。为了便于调节负荷，目前大多数锅炉都采用链条炉排（即层燃炉）。而链条炉排对燃料的颗粒度要求较高，如果燃煤粒直径符合链条炉排用煤标准的话，在用工业锅炉的运行热效率就能可提高5%左右。
“既节省了燃料，又降低了污染物原始排放浓度，也减轻了后期烟气处理的难度。”范北岩说。
但实际上，目前的燃煤锅炉几乎全部使用未经过任何加工处理的原煤，灰份较多；过多的细颗粒粉末影响了链条炉排的热效率，由于达不到稳定的燃烧工况，还大幅增加了污染物的产生。
而燃煤的品质，主要通过煤炭洗选来实现。范北岩说，煤炭洗选可脱除煤中50%~80%的灰分、30%~40%的全硫，能有效减少烟尘、二氧化硫和氮氧化物的排放。入洗1亿吨动力煤，一般可减排60万吨~70万吨二氧化硫。而工业锅炉和窑炉燃用洗选煤，热效率可提高3%~8%。
但是，多年来，煤炭洗选的问题始终没有得到解决。相关调查显示，我国洗选煤比例虽逐年增加，但仍与需求差距甚大。如1980年~1995年间，原煤入洗比重均在15.6%~18.3%之间波动，2000年达到33.69%；2005年，入选比重又下降到25%；2010年洗选率为36%。
据记者调查，为了配合“十一五”十大节能工程中的“燃煤工业锅炉（窑炉）改造工程”，发改委等多个部委近年曾提出了一项针对商品煤的“提升工程”，强调提升商品煤品质。有别于过去的商品煤概念，不再是简单的煤炭产品，而是要在源头的煤炭生产环节将原煤分类加工后进入市场，供应不同的“煤炭商品”给下游不同需求的用户，既节能又环保。
但这一工程却没有了下文，无疾而终。
条件三：实现精细化管理，提高人员素质
不但优质的燃煤难以保障，就我国锅炉本身运行状况来看，仍未脱掉“傻大黑粗”的帽子。
随着国家环境标准不断提升，火电、水泥等以往的重污染行业都已经或者正在脱去往日的“黑帽子”，但为数众多的工业锅炉，仍然处于较低的运行水平。
“工业锅炉减排、节能不是孤立的问题，而是一个大系统工程。”范北岩说，就锅炉主、辅机生产制造企业而言，在目前普遍存在的“低价取胜”市场竞争面前，则只能是按照相关法规、标准的最基本要求制造和销售产品，这制约了制造商对高性能产品技术研发的投入，并以低成本产品去迎合低价市场需求。
“工业锅炉当前依然是节能减排的主角，在锅炉生产、管理、使用的各个环节就一定要走向精细化。”范北岩表示，我国锅炉运行水平跟国外的巨大差距也主要体现于此。
“这是软功夫，是深层次的功夫，不是简单的技术是否先进和设备性能优劣的问题。”范北岩强调，以最基本的锅炉操作人员为例，目前我国60余万台在用工业锅炉，分属于大约20万个锅炉房；每个锅炉房按配备3个运行操作人员计算，全国就至少有60万名运行人员。
而这样一个庞大的、直接掌控锅炉运行的群体，究竟有多少人能够真正地正确使用锅炉，并保证在系统能效最佳、排放最佳的状态运行呢？
北京市某行业主管部门曾经做过一个实验。在同一台锅炉，使用同样的燃料，让4批司炉工分别操作4个小时，并同时进行能效测试。其结果令人咂舌：最高和最低的运行热效率相差超过了15%。
“受传统观念和以往客观条件的影响，工业锅炉房的环境很差，运行工作强度大，司炉工大多是农民工、季节工。”一位熟悉锅炉行业的专业人士告诉记者，除了少数管理严格的企业工人相对固定外，至少有一半以上的司炉工是流动的。
而按照要求，目前司炉工获取相应资格证所需知识主要侧重于锅炉安全和基本结构，涉及环保、节能方面的内容较少。因此，目前大部分运行操作人员的文化程度、基础理论和技术水平、法规标准的熟悉程度等方面，离现在节能环保要求存在很大差距。
操作人员的技术素养和能力反过来会影响锅炉产品的进步，因为产品必须要适应使用环境和使用者，否则即便拥有再先进的设备，如果操作人员不能掌握正确的使用方法，甚至不会使用，那么预期效果将很难达到。
范北岩告诉记者，他们曾与德国咨询公司合作，参与过一个全球环境基金会资助项目的锅炉示范工程的设计、建造，系统采用的设备性能和自动化程度均达到了国际先进水平，但是，一些使用单位并不愿意用，因为司炉工不会操作和保养相关的仪器仪表。
“业主希望都是手动，这导致很大一部分先进的功能在日后的运行中并未投入使用。”范北岩说。
因此，培养和形成高素质的运行操作人员群体，是提升工业锅炉系统运行水平，实现节能减排目标的必要工作之一。而这类软实力的提升，是一个长期、复杂、连续的工作，需要打“持久战”。
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