供熱鍋爐“煤改氣”環境效益分析

賀洪燕

摘 要：烏魯木齊市自1998年啟動大氣污染治理工作以來，通過調整能源利用結構、淘汰落后產能、強化污染治理、提升環境監管能力，環境空氣質量惡化的趨勢得到初步遏制，但空氣環境質量并未得到根本改善，尤其是冬季環境空氣質量污染突出，環境質量形式不容樂觀。2012年根據《關于大氣污染治理工作的會議紀要》，全面加大大氣污染治理力度，全市所有集中供熱和熱電聯產調峰鍋爐一律改用天然氣供熱，中心城區范圍內的燃煤小鍋爐必須全部拆除，全市180家供熱企業被列入供熱燃煤鍋爐天然氣改造工程，力爭完成全市燃煤供熱鍋爐“煤改氣”工作，努力改善烏魯木齊市環境空氣質量。該文以其中一個供熱站為例，通過對煤改氣前后燃煤和燃氣供熱鍋爐污染物排放情況進行比較，得出燃氣鍋爐替代燃煤鍋爐所呈現的環境效益。

關鍵詞：燃煤鍋爐 燃氣鍋爐 污染物排放 環境效益

中圖分類號：X8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0131-02

烏魯木齊是中國新疆維吾爾自治區的首府，是新疆政治、經濟、文化的中心，是新歐亞大陸橋中國西段的橋頭堡，烏魯木齊在西部大開發中占有極大的地理優勢，特別是隨著新亞歐大陸橋的全線貫通，烏魯木齊在中國西部乃至中亞經濟發展中的地位和作用日益增強，但由于種種因素影響，烏魯木齊的環境空氣質量一直以來都無法達到國家對環境保護重點城市環境空氣質量二級標準的要求，對市民的正常生活和健康以及城市經濟的發展產生了不良影響，成為影響區域社會經濟可持續發展的瓶頸，烏魯木齊市自1998年啟動大氣污染治理工作以來，大氣污染防治一直是環境保護重點工作之一，通過調整能源利用結構、淘汰落后產能、強化污染治理、提升環境監管能力，環境空氣質量惡化的趨勢得到初步遏制，但空氣環境質量并未得到根本改善，尤其是冬季環境空氣質量污染突出，環境質量形式不容樂觀。

烏魯木齊市大氣污染屬于典型煤煙型污染，大氣污染物濃度受采暖和氣象因素的影響，采暖期空氣污染嚴重，非采暖期空氣質量較好，二氧化硫、二氧化氮、PM10在冬、春兩季節污染很重，秋季次之，夏天污染最輕，“U”字形分布的季節特征十分明顯，這與原煤消耗有很大的關系。2012年根據《關于大氣污染治理工作的會議紀要》，全面加大大氣污染治理力度，嚴格落實八項“鐵律”，全市所有集中供熱和熱電聯產調峰鍋爐一律改用天然氣供熱，中心城區范圍內的燃煤小鍋爐必須全部拆除，全市180家供熱企業被列入供熱燃煤鍋爐天然氣改造工程，力爭完成全市燃煤供熱鍋爐“煤改氣”工作，努力改善烏魯木齊市環境空氣質量。該文以其中一個供熱站為例，通過對煤改氣前后燃煤和燃氣供熱鍋爐污染物排放情況進行比較，得出燃氣鍋爐替代燃煤鍋爐所呈現的環境效益。

1 項目概況

該集中供熱站占地面積為6 000m2，原鍋爐裝機容量為3臺29MW燃煤高溫熱水鍋爐，供熱站供熱面積約100萬m2。為深入貫徹落實自治區第八次黨代會、市第十次黨代會和黨委十屆三次全委（擴大）會議精神，確保烏魯木齊市2012年供熱能源結構調整及供熱體制改革工作有序推進，力爭完成全市燃煤供熱鍋爐“煤改氣”工作，根據《2012年烏魯木齊市供熱能源結構調整工作實施方案》、《烏魯木齊市燃煤供熱鍋爐天然氣改造工程實施方案》，該供熱站根據公司鍋爐房現狀，于2012年在原燃煤鍋爐房內拆除原有燃煤鍋爐，重新安裝3臺燃氣鍋爐（1臺46MW和2臺29MW）及燃氣鍋爐附屬鼓風機等配套設備。

2 污染物排放比較

2.1 大氣污染物

2.1.1 燃煤鍋爐

燃煤鍋爐排放的大氣污染物主要有煙塵、SO2和NO2。該供熱站原3臺29MW燃煤高溫熱水鍋爐年耗煤量約為3.5萬噸，根據烏魯木齊市環境監測中心站2011年對其鍋爐煙氣監測結果，該鍋爐房所排煙氣中煙塵平均排放濃度為37.6 mg/m3，二氧化硫平均排放濃度為164 mg/m3，氮氧化物平均排放濃度為211 mg/m3，按照烏魯木齊市環境保護局要求，該供熱站鍋爐均執行《燃煤鍋爐大氣污染物排放標準》（DB65/2154-2010）中規定的A區Ⅰ時段煙塵50 mg/m3，SO2 150 mg/m3標準的要求，根據煙氣監測結果，該供熱站抽檢鍋爐排放的煙塵可滿足相應時段污染物排放控制標準的要求，而SO2濃度超過標準要求。按照用煤煤質硫份0.48%，灰分8.18%，煙氣復合除塵率95%，脫硫效率70%，由物料衡算計算該供熱站廢氣污染物排放量為煙塵42.9 t/a， SO280.6 t/a，NO2126.7 t/a。

此外，該供熱站煤場在儲煤過程中產生的揚塵對周圍環境影響較大，這也是位于市區內集中熱力站普遍存在的問題。

2.1.2 燃氣鍋爐

鍋爐燃燒天然氣產生的煙氣中主要污染物有SO2和NO2等。該供熱站燃煤鍋爐“煤改氣”后，燃氣鍋爐年天然氣消耗量為4940萬m3/a，根據烏魯木齊市環境監測站2012年采暖期對其正在運行的2臺29MW燃氣熱水鍋爐煙氣監測結果，兩臺鍋爐二氧化硫濃度未檢出，煙塵濃度僅一臺鍋爐檢出，濃度為8.1 mg/m3，氮氧化物排放濃度為57～59 mg/m3之間，根據煙氣監測結果，該供熱站燃氣鍋爐煙氣中主要污染物濃度全部達到《鍋爐大氣污染物排放標準》 （GB13271-2001）中Ⅱ時段標準要求，同時也達到《鍋爐大氣污染物排放標準》 （GB13271-2014）中表3大氣污染物特別排放限值要求。

根據建設項目燃氣量，燃燒天然氣排污系數等參數，理論計算出該供熱站煤改氣后燃氣鍋爐二氧化硫排放量為0.07 t/a，氮氧化物排放量為91.1 t/a，煙塵排放量為14.9 t/a。

2.2 噪聲

燃煤鍋爐房的噪聲主要來自鼓風機和引風機等設備噪聲、運煤車輛噪聲和上煤系統產生的噪聲，其中鼓、引風機等設備均在設備間內，經隔聲降噪后廠界噪聲可達標，但煤場露天操作裝載機和運煤車輛產生的噪聲對項目區聲環境有較大影響，尤其該供熱站周圍均有居民樓，噪聲對周圍居民日常生活影響較大。

燃氣鍋爐房噪聲源主要為燃氣鍋爐房內補水泵、循環泵、燃燒器和鼓風機等設備噪聲源，在對燃燒器及鼓風機等實施減噪措施后，廠界噪聲可達標。

2.3 固體廢物

原燃煤鍋爐房固廢主要為爐渣及除塵器收集的灰渣，鍋爐房年耗煤量為3.5萬 t/a，年產生灰渣為4 242.11 t/a，鍋爐產生的爐渣及除塵器收集的灰渣全部排入除渣溝，經除渣機集中輸送到渣倉由汽車運走。

鍋爐房煤改氣后，燃氣鍋爐無廢渣產生。

2.4 水污染物

燃煤鍋爐房用水主要為鍋爐補水及一、二次管網補水，設備冷卻水、脫硫用水、沖渣水等生產用水和生活用水。鍋爐房煤改氣后，無廢渣產生，煙氣可直接排放，減少脫硫用水、沖渣水等生產用水。

3 環境效益分析

3.1 減少原煤消耗，大大降低大氣污染物排放量

該供熱站實施煤改氣工程后，原鍋爐房內3臺燃煤熱水鍋爐將被取代，由此削減原煤使用量3.5萬噸左右，燃煤排放的主要污染物都有大幅度削減，具體的削減量見表1。

從表1的數據表明，該供熱站煤改氣后，供熱面積沒變，但其主要污染物煙塵、二氧化硫及二氧化氮均有大幅度削減，削減率分別為65.3%、99.9%和28.1%，對當地空氣質量改善起到積極的作用。

3.2 徹底消除煤場揚塵及運煤噪聲對周圍環境的影響

供熱站煤場揚塵及上煤、運煤產生的噪聲一直是供熱站難以解決的問題，隨著《烏魯木齊市大氣污染防治條例（2014）》、《烏魯木齊市防治揚塵污染實施方案》等一系列新標準的出臺，對揚塵治理提出更高要求，運煤及儲煤需實行全封閉，不可避免的加大供熱站的投資，供熱站煤改氣后，這些影響隨之消失，同時煤場還可以進行綠化等其他用途，提升了城市景觀，改善了供熱站周圍的環境面貌。

3.3 其他環境效益

供熱站原燃煤鍋爐每天產生的爐渣用重型框鏈除渣機將灰渣輸送至高位灰渣房收集，直接由拉渣車運至城市垃圾場，項目煤改氣后，燃氣鍋爐無爐渣等產生，徹底消除拉運灰渣時對城市環境的影響。

4 結語

綜上可以看出，天然氣為清潔能源，供熱站實行燃煤鍋爐“煤改氣”后，呈現的環境效益是多方面的，其中最主要的是減少原煤消耗，有效改善燃煤供熱對大氣環境的污染，主要大氣污染物排放濃度明顯下降，實現二氧化硫及煙塵的大幅度削減，對改善當地空氣質量起到積極作用，環境效益顯著。

根據歷年環境質量狀況公報，通過實施“煤改氣”等一系列減煤措施后，2012年全市二氧化硫年均濃度為0.058 mg/m3，比2002年降低了43%，不再是首要污染物，首次達到了國家空氣質量二級標準（GB3095-2012）要求，可吸入顆粒物年均為0.145 mg/m3，比2002年降低了12%，二氧化氮年均濃度穩定保持在0.05～0.07 mg/m3之間，濃度值變化不大。

烏魯木齊市“煤改氣”工程雖然極大的降低了二氧化硫的濃度，但可吸入顆粒物和二氧化氮年均值均超過標準要求，尤其是可吸入顆粒物近兩年呈現出上升趨勢，隨著市區面積的擴大，能源使用的進一步增高，機動車保有量的急速增長，烏魯木齊市大氣污染由煤煙型污染向復合型污染轉變的趨勢更加突出，烏魯木齊市空氣質量改善的任務依然艱巨，開放源、機動車尾氣、揚塵已成為該市空氣顆粒物的主要來源之一，今后需在減排煤煙塵基礎上，加強機動車尾氣和揚塵污染防治。

參考文獻

[1] 關于大氣污染治理工作的會議紀要.烏黨辦紀[2012]13號.2012.

[2] 奚元福.環境保護計算手冊[M].成都：四川科學技術出版社，1991.

[3] 國家環境保護總局環境影響評價管理司編.環境影響評價崗位培訓教材[M].化學工業出版社，2006.

[4] 烏魯木齊市環境監測中心站.年烏魯木齊市環境質量報告書[M].2002-2013.