我國重點調查企業工業鍋爐污染排放特征

董廣霞，呂 卓，程 潔，白 煜，封 雪

中國環境監測總站，國家環境保護環境監測質量控制重點實驗室,北京 100012

在相當長時間內，我國實行“以煤為主”的能源政策，工業鍋爐的生產、使用一直以燃煤鍋爐為主。隨著工業鍋爐的快速發展，工業鍋爐能源消耗和污染排放也逐漸上升。目前工業鍋爐能源消耗和污染排放均位居全國第二，僅次于電站鍋爐，煤炭消耗量遠高于鋼鐵、石化、建材等高耗能工業行業。工業鍋爐燃料燃燒是大氣污染的重要來源，其排放的廢氣污染物(如二氧化硫、氮氧化物、細顆粒物、重金屬以及VOCs等)是影響大氣質量的重要因子，是灰霾天氣形成的主要原因之一。2015年之前每年開展的環境統計工作，僅對十幾萬家重點調查工業企業的鍋爐總臺數等進行統計，具體到每臺鍋爐的規模、爐型、燃料類型及消耗量、廢氣污染物產排量情況、污染治理設施及運行效果等，均沒有開展統計。工業鍋爐的總數不清，污染現狀、控制措施及運行效果統計不全，導致缺乏準確的工業鍋爐大氣污染物排放數據，影響了工業鍋爐的總量控制和《大氣污染防治行動計劃》的落實。

為進一步摸清工業鍋爐污染物排放情況，依托2015年全國環境統計調查工作，對約16萬家重點調查工業企業的工業鍋爐進行了逐臺統計調查。文中工業鍋爐是指單臺65 t/h以下的蒸汽鍋爐，各種容量的熱水鍋爐及有機熱載體鍋爐，各種容量的層燃爐、拋煤機爐，不包括電站鍋爐。

1 我國重點調查工業企業工業鍋爐的現狀

1.1 不同燃料類型的工業鍋爐現狀

按照燃料類型將工業鍋爐分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、生物質鍋爐和其他鍋爐5種類型開展統計。2015年我國重點調查的工業企業有161 598家，對這些企業的共96 130臺工業鍋爐開展了逐臺調查，其中燃煤鍋爐69 401臺，占總調查臺數的72.2%，燃煤鍋爐容量為59.6萬MW，占工業鍋爐總容量的77.5%，平均每臺鍋爐容量約為9.6 MW；臺數列第二位的是燃氣鍋爐(15 655臺)，占總調查臺數的16.3%，燃氣鍋爐容量為10.6萬MW，平均每臺鍋爐容量約為6.8 MW(見表1)。

表1 我國重點調查工業企業工業鍋爐情況(按燃料類型)Table 1 The situation of industrial boiler in major-survey industrial enterprises of China(Fuel type)

注：空表示沒有相關數據。下同。

燃煤、燃油、燃氣和生物質4類工業鍋爐共排放煙粉塵174.5萬t，其中燃煤鍋爐廢氣污染物產生和排放量均占所有工業鍋爐的85%以上。燃煤鍋爐消耗燃料煤2.8億t，其煙粉塵的排放強度(煙粉塵排放強度指單位燃料煤的煙粉塵排放量，下同)為5.84 kg/t，遠高于電站鍋爐的排放強度0.71 kg/t，詳見表2。

表2 我國重點調查工業企業工業鍋爐能源消耗及污染情況(按燃料類型)

注：除燃氣鍋爐燃料消耗量單位為億m3外，其余單位均為萬t。

1.2 不同規模的工業鍋爐現狀

按照規模(以X表示，單位t/h)將工業鍋爐分為X<1、1≤X<10、10≤X<20、20≤X<35、X≥35開展統計分析。1≤X<10的工業鍋爐數量占比最高(65.9%)，容量占比為27.9%；其次是小于1 t/h的工業鍋爐，其數量占比為14.3%，容量占比為1.0%；10 t/h以下的工業鍋爐數量總計占比為80.2%，容量占比為28.9%，小規模的工業鍋爐臺數占絕大多數，但其容量占比較小，詳見表3。

表3 我國重點調查工業企業工業鍋爐基本情況

燃煤工業鍋爐規模越小，其煙粉塵排放強度越大，小于1 t/h的燃煤工業鍋爐煙粉塵排放強度高達20.78 kg/t；提高到1≤X<10 t/h的規模，則煙粉塵排放強度下降一半；提高到10≤X<20 t/h的規模，煙粉塵排放強度又下降一半，之后隨著規模越高，煙粉塵排放強度越低。根據統計數據測算，工業鍋爐煙粉塵去除率為91.1%，二氧化硫為36.9%，氮氧化物為8.5%，根據工業鍋爐現場調研情況來看，91.1%的煙粉塵去除率遠高于實際情況，詳見表4、表5。

1.3 工業鍋爐與電站鍋爐的現狀對比

工業鍋爐燃料煤消耗量共約2.87億t(除燃煤鍋爐外，其他類型鍋爐也會有少量的燃煤量)，全國電站鍋爐(不含自備電站鍋爐)燃料煤消耗量18.6億t，工業鍋爐燃料煤消耗量是電站鍋爐燃煤量的15.4%，但其二氧化硫排放量是電站鍋爐的67.2%，氮氧化物排放量是電站鍋爐的25.0%，煙粉塵排放量是電站鍋爐的131.6%。可見，在鍋爐煙粉塵排放量中，工業鍋爐貢獻率遠超過電站鍋爐。詳見表6。

表4 我國重點調查工業企業工業鍋爐燃料消耗情況

表5 我國重點調查工業企業工業鍋爐污染情況

表6 我國重點調查企業工業鍋爐與電站鍋爐對比情況

1.4 工業鍋爐污染治理現狀

對工業鍋爐的除塵、脫硫和脫硝3種廢氣治理設施進行了統計。工業鍋爐中，只安裝除塵設施的有43 563臺，占調查總數的45.3%，即超過一半以上的工業鍋爐無任何除塵設施，產生的煙粉塵直排；只安裝脫硫設施的有243臺，同時安裝除塵、脫硫設施的有11 923臺，說明絕大多數工業鍋爐未安裝專門的脫硫設施，僅安裝了有脫硫效果的除塵脫硫一體化裝置；安裝脫硝設施的可以忽略不計。詳見表7。

表7 我國重點調查工業企業工業鍋爐污染治理設施情況

對安裝除塵設施的工業鍋爐分規模分析：小于1 t/h的工業鍋爐安裝除塵設施的比例最低，為28.3%；1≤X<10的工業鍋爐安裝除塵設施的比例最高，為49.2%。雖然從除塵設施的安裝比例來看，1≤X<10的工業鍋爐最高，但其煙粉塵排放強度遠高于規模更大的鍋爐，這說明工業鍋爐污染治理設施是否安裝是一方面，更重要的是污染治理設施的運行情況，僅安裝不運行或運行效果差，與未安裝基本無差別。詳見表8。

表8 我國重點調查工業企業工業鍋爐安裝除塵設施情況

2 我國重點調查工業企業工業鍋爐的區域分布

調查的工業鍋爐數量最多的是遼寧(為11 650臺)，其次是河北、廣東、山東、浙江和江西，都超過5 000臺。少于1 000臺的省份分別為貴州、青海、海南和西藏。

工業鍋爐總容量最多的是遼寧，為9.5×104MW，其次是山東、內蒙古、河北、黑龍江、山西和吉林，均超過3.5×104MW。少于0.7×104MW的分別為青海、重慶、海南和西藏。

工業鍋爐燃料煤消耗量最多的是遼寧(為2 720萬t)，其次是山東、內蒙古、山西和河北，均超過2 000萬t。少于200萬t的分別為重慶、上海、海南和西藏。

工業鍋爐煙塵排放量最多的是遼寧(為15.2萬t)，其次是內蒙古、吉林、黑龍江、山東、山西、河北和河南，均超過5.0萬t。少于5 000 t的分別是北京、上海、海南和西藏。

綜上，無論是工業鍋爐數量、總容量，還是燃料煤消耗量、煙粉塵排放量，均集中在遼寧、吉林、黑龍江、山東、山西、河北、內蒙古及河南等東北和華北區域煤炭產能大省，同時也是冬季取暖的重點區域。

3 我國重點調查工業企業工業鍋爐的行業結構

調查的工業鍋爐臺數較多的行業分別是熱力、化工、農副食品加工、紡織和煤炭采選業，其中熱力業鍋爐數量最多(為18 723臺，占19.5%)，這一分布同樣表現在總容量、燃料煤消耗量和煙粉塵排放量等指標中，詳見圖1～圖4。

圖1 分行業工業鍋爐數量占比Fig.1 Industrial boiler units by industry

圖2 分行業工業鍋爐總容量占比Fig.2 Industrial boiler steam tonnage by industry

圖3 分行業工業鍋爐燃煤消耗量占比Fig.3 Industrial boiler coal consumtion by industry

圖4 分行業工業鍋爐煙粉塵排放量占比Fig.4 Industrial boiler dust discharged by industry

除熱力行業外，其他4個行業的工業鍋爐主要為7 MW以下的小鍋爐，其中農副食品行業和煤炭采選業7 MW以下的小鍋爐分別占該行業的83.8%和79.6%。

4 治理對策建議

燃煤工業鍋爐占比大，建議監管部門進一步加大工業鍋爐的能源結構調整力度，充分考慮天然氣管道鋪設等基礎設施建設，促進工業鍋爐煤改氣的改造，降低燃煤工業鍋爐的排放強度；減少秸稈焚燒、提高秸稈利用率，規范生物質成型材料的加工生產，為生物質鍋爐發展保證合格原料供應。

小工業鍋爐數量眾多，煙粉塵排放強度大，建議加大淘汰小鍋爐的力度。小規模的工業鍋爐數量眾多，雖總的燃料消耗量不大，但污染物排放量大，為了切實落實“氣十條”，必須加大力度淘汰10 t/h以下的小鍋爐。

建議加大對現有工業鍋爐除塵、脫硫、脫硝設施的建設和運行管理。對工業鍋爐的治理，除按“氣十條”要求的加快推進集中供熱、“煤改氣”、“煤改電”工程建設以及淘汰10 t/h以下的小鍋爐，還應加大對現有鍋爐的污染治理力度，包括除塵、脫硫、脫硝設施的建設和運行管理。

工業鍋爐相對集中在東北、華北少數幾個大省，應加強對這幾個大省的工業鍋爐監管力度。

工業鍋爐相對集中在熱力、化工等少數幾個重污染行業，應加強對這幾個行業工業鍋爐的監管力度。

5 結論

在能源消耗和廢氣污染物產生排放量上，燃煤工業鍋爐均占85%以上，所占比例超過其臺數和蒸噸數的比例。燃煤工業鍋爐煙粉塵的排放強度為5.84 kg/t，遠高于電站鍋爐的排放強度0.71 kg/t；燃煤工業鍋爐規模越小，其煙粉塵排放強度越大。在調查的工業鍋爐中，超過一半以上的工業鍋爐煙粉塵直排，煙粉塵去除率虛高，導致煙粉塵排放量虛低。工業鍋爐臺數、總容量、燃料消耗量和煙粉塵排放量主要分布在遼寧、吉林、黑龍江、山東、山西、河北、內蒙古及河南等北方大省，與這些省份是煤炭產能、耗能大省和取暖大省不無關系。工業鍋爐相對集中在熱力、化工等少數幾個重污染行業。

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