《鍋爐大氣污染物排放標準》

1、鍋爐大氣污染物排放標準編制說明（征求意見稿）標準編制組2014年4月- 29 -目 錄1. 項目背景- 1 -1.1 任務(wù)來源- 1 -1.2 本標準提出和歸口單位及管理人員- 1 -1.3 本標準起草單位和人員- 1 -1.4 主要工作過程- 1 -2. 標準修訂的必要性和意義- 2 -2.1 減少NOx排放是改善環(huán)境空氣質(zhì)量的需要- 2 -2.2 排放限值相對寬松，燃氣鍋爐NOx排放水平較高。- 3 -2.3 北京市燃氣鍋爐天然氣規(guī)劃用量快速增加，必須嚴控其NOX排放。- 3 -2.4 天然氣低氮燃燒技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用為標準修訂提供了技術(shù)保障- 5 -3. 國內(nèi)外相關(guān)標準調(diào)研- 6 -3.1

2、國外燃氣工業(yè)鍋爐相關(guān)標準調(diào)研- 6 -3.2 國內(nèi)燃氣工業(yè)鍋爐相關(guān)標準調(diào)研- 7 -4. 低氮燃燒機理及技術(shù)調(diào)研- 8 -4.1 甲烷-空氣燃燒過程氮化學基本原理- 8 -4.2 國內(nèi)外燃氣工業(yè)鍋爐NOx控制技術(shù)現(xiàn)狀- 9 -4.3 美國燃氣工業(yè)鍋爐NOx最佳可行控制技術(shù)- 12 -4.4 低氮燃燒技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)調(diào)研- 15 -5. 北京市鍋爐現(xiàn)狀調(diào)研- 15 -5.1 燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放現(xiàn)狀調(diào)研- 16 -5.2 現(xiàn)行標準執(zhí)行情況調(diào)研- 16 -6. 標準編制原則、依據(jù)和技術(shù)路線- 17 -6.1 編制原則- 17 -6.2 編制依據(jù)- 18 -6.3 技術(shù)路線- 18 -7. 主要內(nèi)容說

3、明- 19 -7.1 時段劃分- 19 -7.2 鍋爐大氣污染物排放限值- 20 -7.3 監(jiān)測- 22 -8. 強制性標準的建議說明- 23 -9. 貫徹標準的措施建議- 23 -10. 標準實施后的環(huán)境效益- 24 -11. 社會穩(wěn)定風險評估- 24 -11.1 項目概況- 24 -11.2 風險評估的目的及方法- 25 -11.3 風險評估- 26 -11.4化解風險預案- 28 -1. 項目背景1.1 任務(wù)來源根據(jù)北京市改善環(huán)境空氣質(zhì)量的要求，結(jié)合工業(yè)鍋爐大氣污染防治技術(shù)發(fā)展狀況，北京市環(huán)境保護局和北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2013年4月共同下達北京市地方標準鍋爐大氣污染物排放標準的修訂任

4、務(wù)，標準承擔單位為北京市環(huán)境保護科學研究院。1.2 本標準提出和歸口單位及管理人員本標準由北京市環(huán)境保護局提出并歸口。管理人員：北京市環(huán)保局大氣環(huán)境管理處 李立新 曾景海；北京市環(huán)保局科技標準處 許藝凡 李麗娜。1.3 本標準起草單位和人員起草單位：北京市環(huán)境保護科學研究院起草人員：閆 靜、宋光武、王軍玲、潘 濤、羅志云、鐘連紅、段晶晶、薛亦峰、劉 曉。1.4 主要工作過程標準編制組于2013年4月啟動標準修訂工作，開展了北京市鍋爐及排放現(xiàn)狀調(diào)研及監(jiān)測、國內(nèi)外相關(guān)標準及防治技術(shù)調(diào)研、低氮燃燒機理及燃燒器廠家調(diào)研及座談等，基于上述調(diào)研工作和實測監(jiān)測結(jié)果分析，形成標準（征求意見稿）及其編制說明。具

5、體工作過程包括：（1）資料調(diào)研對國內(nèi)外相關(guān)排放標準、污染防治技術(shù)、燃氣工業(yè)鍋爐低氮燃燒原理及其技術(shù)發(fā)展狀況、行業(yè)相關(guān)政策等內(nèi)容開展資料調(diào)研。（2）北京市鍋爐分布、排放現(xiàn)狀調(diào)研及監(jiān)測對北京市目前在用鍋爐，重點是燃氣鍋爐開展調(diào)研，掌握燃氣鍋爐數(shù)量及其容量分布；選擇不同品牌、不同容量燃氣工業(yè)鍋爐開展大氣污染物排放監(jiān)測，掌握燃氣工業(yè)鍋爐低氮燃燒技術(shù)應(yīng)用情況及其NOx排放水平。（3）低氮燃燒防治技術(shù)調(diào)研及燃燒器廠家座談主要針對燃氣工業(yè)鍋爐NOx控制技術(shù)及實體裝備發(fā)展狀況開展了調(diào)研。首先調(diào)研了國內(nèi)外主要燃燒器生產(chǎn)廠家，包括利雅路熱能設(shè)備（上海）有限公司、三浦工業(yè)設(shè)備（蘇州）有限公司、上海凌云瑞升燃燒設(shè)備有

6、限公司、無錫賽威特燃燒器制造有限公司、芬蘭奧林集團、美國寶爾菲、美國強生燃燒器公司以及美國ZEECO集團公司等燃氣燃燒器生產(chǎn)企業(yè)，了解各企業(yè)低氮燃燒原理及其NOX控制水平。然后針對低氮燃燒系統(tǒng)鍋爐匹配情況，調(diào)研了江蘇雙良鍋爐有限公司和泰山集團股份有限公司。之后還赴中國特種設(shè)備檢測研究院燃燒器測試中心、浙大熱能工程研究所、中國科技大學、清華大學熱能工程研究所開展調(diào)研，了解了燃氣鍋爐燃燒器國內(nèi)外主要品牌、低氮燃燒機理、存在問題、NOx排放特征、國內(nèi)燃氣鍋爐及燃燒器生產(chǎn)技術(shù)水平。（4）形成標準（征求意見稿）基于上述調(diào)研及監(jiān)測結(jié)果，重點論證和確定了標準的主要技術(shù)內(nèi)容，包括標準適用范圍、污染控制指標及排

7、放限值、煙囪高度、監(jiān)測分析方法以及運行管理要求等，形成了標準文本（征求意見稿）及其編制說明。2. 標準修訂的必要性和意義2.1 減少NOx排放是改善環(huán)境空氣質(zhì)量的需要2012年國家新頒布的環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-2012）在調(diào)整環(huán)境空氣質(zhì)量功能分區(qū)方案的同時，還完善了污染物項目和監(jiān)測規(guī)范，包括在基本監(jiān)控項目中增設(shè)PM2.5年均、日均濃度限值和臭氧8h濃度限值，收緊PM10和NO2濃度限值等。近年來的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，典型特征污染物PM2.5出現(xiàn)較大超標比例和區(qū)域性長時間嚴重超標情況，改善環(huán)境空氣質(zhì)量面臨巨大挑戰(zhàn)。國內(nèi)外研究和治理經(jīng)驗表明，控制區(qū)域性PM2.5污染是一項難度非常大的系統(tǒng)工程，

8、必須在綜合分析基礎(chǔ)上，提出有針對性的控制對策，才能有效緩解區(qū)域PM2.5污染。PM2.5包括一次排放和二次生成粒子兩部分，以北京為例，二次粒子比例較高，特別是重污染時段PM2.5中二次粒子比例較常規(guī)時段明顯增加。有觀測數(shù)據(jù)表明，重污染發(fā)生時PM2.5與NOx的環(huán)境質(zhì)量濃度變化呈現(xiàn)強相關(guān)、同步變化的特征。NOx是PM2.5的重要前體物，在形成過程中有兩個作用：一是反應(yīng)生成的NO3-是二次粒子的重要化學組分；二是通過光解鏈式反應(yīng)生成O3，增加大氣氧化性，提供將SOx、NOx氧化生成SO42-和NO3-的氧化劑。美國加州利用CAMQ模型模擬削減一次排放的NOx對PM2.5的影響，結(jié)果是每減少1噸NO

9、x排放可減少約0.13噸PM2.5。北京最新研究結(jié)果表明，二次粒子是目前PM2.5的主要貢獻者，且比2000年有明顯上升，主要成分為水溶性離子（占53%）、地殼元素（占22%）、有機質(zhì)（占20%）和元素碳（占3%），其他未知元素約占2% ，且NO3-/SO42-比例關(guān)系呈現(xiàn)增加趨勢。水溶性離子中以SO42-、 NO3-和NH4+為主，三者之和（SNA）占PM2.5的比例平均近50%，SNA的濃度貢獻是造成PM2.5污染的主要原因。因此，減少NOx排放是改善空氣環(huán)境質(zhì)量的重要任務(wù)之一。2.2 排放限值相對寬松，燃氣鍋爐NOx排放水平較高根據(jù)全國燃氣工業(yè)鍋爐的檢測統(tǒng)計分析結(jié)果，其中NOx排放質(zhì)量濃

10、度小于等于200mg/m3的鍋爐僅占35%，NOx排放質(zhì)量濃度小于等于300mg/m3的鍋爐占80%，NOx排放質(zhì)量濃度小于等于400mg/m3的鍋爐占94%，即達標率為94%。但對于北京市目前150 mg/m3的限值只有約15%的燃氣鍋爐可以達標。北京市環(huán)境保護科學研究院對北京市豐臺區(qū)的7臺燃氣工業(yè)鍋爐檢測結(jié)果表明，NOx排放濃度在102181mg/m3，均值138 mg/m3，所有被檢測鍋爐未采取低氮燃燒技術(shù)或僅采取了最初步的分級燃燒控制技術(shù)。中國特種設(shè)備檢測研究院對在中國銷售的37個不同型號燃燒器（含油氣兩用）的NOx排放檢測發(fā)現(xiàn)，燃燒器在合理使用狀態(tài)下的NOx排放濃度為54184mg/

11、m3，均值濃度為116 mg/m3。基于低氮燃燒控制技術(shù)發(fā)展，美國南加州空氣質(zhì)量管理區(qū)2003年修訂的燃氣工業(yè)鍋爐（不含石化）大氣污染物排放標準，對燃氣鍋爐NOx給出了明確的排放限值并規(guī)定了達標時間表（詳見表3-1），自2008年9月5日所有燃氣鍋爐執(zhí)行60mg/m3限值（O2=3.5%）；功率大于22MW鍋爐自2013年1月1日執(zhí)行10mg/m3限值（O2=3.5%）；功率在6-22MW鍋爐自2014年1月1日起執(zhí)行18mg/m3限值（O2=3.5%），自2016年1月1日起執(zhí)行18mg/m3限值（O2=3.5%）；功率在1.5-6MW鍋爐自2015年1月1日起執(zhí)行18mg/m3限值（O2=

12、3.5%）。由此可見，我國燃氣鍋爐的NOx排放濃度較高，對燃氣鍋爐NOx排放控制還需進一步加嚴。2.3 北京市燃氣鍋爐天然氣規(guī)劃用量快速增加，必須嚴控其NOX排放截至2013年上半年，北京市共有0.7MW及以上規(guī)模的鍋爐9063臺，其中燃氣工業(yè)鍋爐（不含發(fā)電用燃氣輪機）4974臺。燃氣工業(yè)鍋爐總出力27195蒸噸，占全市鍋爐總出力的49.6%。北京市燃氣工業(yè)鍋爐容量分布見圖2-1，由圖2-1可以看出：北京市燃氣工業(yè)鍋爐容量普遍較低，容量范圍以2-4t/h為主，其次為4-6t/h。從目前國內(nèi)燃燒器使用情況來看，進口燃燒器約占中國市場份額的90%且以歐洲品牌為主。2.8MW（含）以下常見的品牌有意

13、大利利雅路、意大利百得；2.8MW以上的常見品牌有意大利利雅路、芬蘭奧林、德國歐科、德國威索以及日本三浦的模塊化拼裝鍋爐。模塊化拼裝鍋爐的單臺鍋爐容量為2t/h4t/h，對于實際容量使用變化有良好的適用性，可根據(jù)實際需要組合使用。由于擴散燃燒有助于火焰穩(wěn)定，操作更加安全，目前無論歐洲、日本還是國內(nèi)燃燒器企業(yè)主要采用此類技術(shù)，但由于其火焰內(nèi)存在局部高溫區(qū)，會產(chǎn)生相對較多的熱力型NOx。圖2-1 北京市0.7MW以上燃氣工業(yè)鍋爐容量分布根據(jù)2012年環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)，北京市固定燃燒源NOx排放總量為85331噸。2011年北京市天然氣用量為73億立方米，隨著能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，未來天然氣能源比重將顯著增加。

14、據(jù)北京市燃氣集團燃氣用量規(guī)劃，預計2015年天然氣用量達212億立方米，2020年將達到350億立方米，其中以工業(yè)鍋爐作為消費終端的用量增長幅度最大，與2011年相比增加幅度超過200%（見圖2-2）。未來燃氣鍋爐排放或?qū)⒊^機動車，成為北京市NOx的首要污染源， 因此必須及早謀劃，進一步加嚴排放標準，以有效控制其NOx排放總量。圖2-2 北京市天然氣使用量現(xiàn)狀及規(guī)劃2.4 天然氣低氮燃燒技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用為標準修訂提供了技術(shù)保障燃氣低氮燃燒（器）工業(yè)應(yīng)用技術(shù)分為以下四個階段：第一階段，早期燃燒技術(shù)的特點是在穩(wěn)定燃燒的前提下提高燃料的燃盡率，對NOx的生成和危害認識程度則不高。第二階段，隨著燃燒控

15、制技術(shù)工業(yè)化水平的提高以及環(huán)保部門對NOx控制要求的提出，工業(yè)界開始認識到采用冷卻火焰面溫度的方法可有效降低NOx的生成。在這一階段以分級燃燒為代表的低氮燃燒技術(shù)開始了大規(guī)模的應(yīng)用，很好地應(yīng)對了當時的NOx排放標準。由于分級燃燒不僅可以有效降低NOx生成，CO的排放水平也較低，因此該項技術(shù)直今在歐洲、中國、日本、南美仍被廣泛使用。但是，分級燃燒對NOx生成量的控制水平差異較大，以EN676為例，根據(jù)燃燒技術(shù)裝備水平的不同，NOx排放可分為三級：170mg/m3、120mg/m3和80mg/m3，分別適用于不同的排放標準。我國目前燃氣鍋爐NOx排放標準為400mg/m3，分級燃燒技術(shù)是目前國內(nèi)普

16、遍使用的NOx控制技術(shù)。第三階段，迫于環(huán)境空氣質(zhì)量改善的壓力，美國南加州最先將NOx的排放標準提高至60mg/m3，燃燒器工業(yè)界開始采用煙氣再循環(huán)（FGR）對在用的燃燒器進行改造，這時經(jīng)典的分級燃燒和煙氣再循環(huán)組合技術(shù)開始得到廣泛應(yīng)用，并在一段時間內(nèi)解決了NOx標準加嚴的問題。第四階段，2003年南加州再次發(fā)布了調(diào)高燃氣NOx排放標準的計劃，工業(yè)界初期的解決方案普遍采用貧燃預混燃燒控制思路，即通過鼓入大量的過?？諝鈦斫档突鹧鎱^(qū)溫度，以實現(xiàn)NOx超低排放。在一段時間內(nèi)燃燒器企業(yè)紛紛效仿，貧燃預混系列產(chǎn)品開始普及。但隨著能源價格的上漲，排煙熱損失和風機能耗過大的問題逐漸凸顯，致使燃燒器工業(yè)界不得不

17、繼續(xù)開發(fā)業(yè)主接受度高、兼顧NOx排放和能源效率的新技術(shù)?；谶@種考慮，分級燃燒、煙氣再循環(huán)、貧燃預混、催化燃燒、無焰燃燒、高溫空氣燃燒等基于某種低氮燃燒技術(shù)的深度再開發(fā)和技術(shù)耦合成為目前超低氮燃燒技術(shù)發(fā)展的大趨勢，但截止目前美國工業(yè)界尚未對最優(yōu)耦合技術(shù)給出一致的答案。商業(yè)低氮燃燒應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢及排放水平對比見圖2-3。圖2-3 燃氣低氮燃燒技術(shù)發(fā)展趨勢及NOx排放水平比較綜上，本標準的修訂是持續(xù)改善北京市環(huán)境空氣質(zhì)量的需要，同時有助于北京市在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中實現(xiàn)更顯著的環(huán)境效益；另外，施用成熟可靠的技術(shù)，有助于促進環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。3. 國內(nèi)外相關(guān)標準調(diào)研3.1 國外燃氣工業(yè)鍋爐相關(guān)標準調(diào)研

18、（1）南加州空氣質(zhì)量管理區(qū)燃氣工業(yè)鍋爐排放限值南加州空氣質(zhì)量管理區(qū)于2003年修訂了轄區(qū)內(nèi)燃氣工業(yè)鍋爐的排放限值，表3-1列出了排放限值及達標時間。表3-1 南加州空氣質(zhì)量管理區(qū)的燃氣鍋爐NOx排放限值分類排放限值（mg/m3）執(zhí)行時間所有燃氣鍋爐602008年9月5日22MW102013年1月1日6P22182014年1月1日102016年1月1日1.5<P6182015年1月1日注：美國對燃氣鍋爐的規(guī)模限定為大于1.5MW，下同。（2）圣華金河谷空氣質(zhì)量管理區(qū)燃氣工業(yè)鍋爐排放限值圣華金河谷空氣質(zhì)量管理區(qū)2003年修訂了轄區(qū)內(nèi)燃氣工業(yè)鍋爐的排放限值，除了NOx還對CO提出了控制要求，見

19、表3-2。表3-2 圣華金河谷空氣質(zhì)量管理區(qū)的燃氣鍋爐NOx排放限值額定功率（MW）NOx排放限值折算（mg/m3）CO排放限值折算（mg/m3）執(zhí)行時間1.5<P6304862007年6月1日>6184862007年6月1日（3）歐盟 氣體燃料用自動強制送風燃燒器BS EN676-2008歐盟在氣體燃料用自動強制送風燃燒器BS EN676-2008中對NOx的排放水平分了三個等級，該NOx分類等級自2000年版氣體燃料用自動強制送風燃燒器一直沿用至今，見表3-3。表3-3 氣體燃料用自動強制送風燃燒器中NOx排放水平分類等級排放水平（mg/m3）117121203803.2 國內(nèi)

20、燃氣工業(yè)鍋爐相關(guān)標準調(diào)研（1）上海市地方標準鍋爐大氣污染物排放標準（2013年9月征求意見稿）上海市近期正在修訂鍋爐大氣污染物排放標準，標準（征求意見稿）中將燃氣NOx的排放限值進行了修訂，見表3-4。表3-4 鍋爐排放標準（征求意見稿）對燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放限值的規(guī)定分類NOx排放限值（mg/m3）在用200新建150（2）廣東省地方標準鍋爐大氣污染物排放標準（DB44/765-2010）2010年廣東省修訂了鍋爐大氣污染物排放標準，標準中將燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放限值進行了修訂，見表3-5。表3-5 DB44/765-2010中對燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放限值的規(guī)定分類NOx排放限值（mg/m

21、3）在用200新建2004. 低氮燃燒機理及技術(shù)調(diào)研4.1 甲烷-空氣燃燒過程氮化學基本原理燃燒理論將NOx的生成分為熱力型NOx（Thermal NOx）、快速型NOx（Prompt NOx）和燃料型NOx（Fuel NOx）。天然氣中含氮量較低，因此，燃料型NOx不是其主要的控制類型。熱力型NOx是指燃燒用空氣中的N2在高溫下氧化生成NOx。關(guān)于熱力型NOx的生成機理一般采用捷里道維奇機理：當溫度低于1500時，熱力NOx的生成量很少；高于1500時，溫度每升高100，反應(yīng)速度將增大67倍。在實際燃燒過程中，由于燃燒室內(nèi)的溫度分布是不均勻的，如果有局部高溫區(qū)，則在這些區(qū)域會生成較多的NOx

22、，它可能會對整個燃燒室內(nèi)的NOx生成起關(guān)鍵性的作用?？焖傩蚇Ox在碳氫燃料燃燒且富燃料的情況下，反應(yīng)區(qū)會快速生成NOx。在實際的燃燒過程中各種因素是單獨變化的，許多參數(shù)均處于不斷的變化中，即使是最簡單的氣體燃料的燃燒，也要經(jīng)歷燃料和空氣相混合，燃燒產(chǎn)生煙氣，直到最后離開爐膛。爐膛的溫度、燃料和空氣的混合程度、煙氣在爐內(nèi)停留時間等這些對NOx排放有較大影響的參數(shù)均處于不斷的變化之中。燃料和空氣混合物進入爐膛后，由于受到周圍高溫煙氣的對流和輻射加熱，混合物氣流溫度很快上升。當達到著火溫度時，燃料開始燃燒，這時溫度急劇上升到近于絕熱溫度水平。同時，由于煙氣與周圍介質(zhì)間的對流和輻射換熱，溫度逐漸降低，

23、直到與周圍介質(zhì)溫度相同，也即煙氣邊冷卻邊流過整個爐膛。由此可見，爐內(nèi)的火焰溫度分布實際上是不均勻的。通常，離燃燒器出口一定距離處的溫度最高，在其前后的溫度都較低，即存在局部高溫區(qū)。由于該區(qū)的溫度要比爐內(nèi)平均溫度水平高得多，因此它對NOx生成量有很大的影響：溫度越高，NOx生成量越多。因此，在爐膛中，為了抑制NOx的生成，除了降低爐內(nèi)平均溫度外，還必須設(shè)法使爐內(nèi)溫度分布均勻，避免局部高溫。4.2 國內(nèi)外燃氣工業(yè)鍋爐NOx控制技術(shù)現(xiàn)狀現(xiàn)有低NOx燃燒技術(shù)主要圍繞如何降低燃燒溫度，減少熱力型NOx生成開展的，主要技術(shù)包括分級燃燒、預混燃燒、煙氣再循環(huán)、多孔介質(zhì)催化燃燒和無焰燃燒。（1）燃料分級燃燒或

24、空氣分級燃燒熱力型NOx生成很大程度上取決于燃燒溫度。燃燒溫度在當量比為1的情況下達到最高，在貧燃或者富燃的情況下進行燃燒，燃燒溫度會下降很多。運用該原理開發(fā)出了分級燃燒技術(shù)?？諝夥旨壢紵ㄒ妶D4-1）第一級是富燃料燃燒，在第二級加入過量空氣，為貧燃燃燒，兩級之間加入空氣冷卻以保證燃燒溫度不至于太高。燃料分級燃燒與空氣分級燃燒正好相反，第一級為燃料稀相燃燒，而在第二級加入燃料使得當量比達到要求的數(shù)值。這兩種方法最終將會使整個系統(tǒng)的過量空氣系數(shù)保持一個定值，為目前普遍采用的低氮燃燒控制技術(shù)。圖4-1 空氣分級a）和燃料分級b）燃燒原理圖14（2）貧燃預混燃燒技術(shù)預混燃燒是指在混合物點燃之前燃料與

25、氧化劑在分子層面上完全混合，其工藝流程見圖4-2。對于控制NOx的生成，這項技術(shù)的優(yōu)點是可以通過當量比的完全控制實現(xiàn)對燃燒溫度的控制，從而降低熱力型NOx生成速率，在有些情況下，預混燃燒和部分預混可比非預混燃燒減少85%90%的NOx生成。另外，完全預混還可以減少因過量空氣系數(shù)不均勻性所導致的對NOx生成控制的降低。但是，預混燃燒技術(shù)在安全性控制上仍存在未解決的技術(shù)難點：一是預混氣體由于其高度可燃性可能會導致回火；二是過高的過量空氣系數(shù)會導致排煙損失的增加，降低了鍋爐熱效率。圖4-2 預混燃燒系統(tǒng)的工藝流程圖（3）外部煙氣再循環(huán)和內(nèi)部煙氣再循環(huán)技術(shù)燃燒溫度的降低可以通過在火焰區(qū)域加入煙氣來實現(xiàn)

26、，加入的煙氣吸熱從而降低了燃燒溫度。通過將煙氣的燃燒產(chǎn)物加入到燃燒區(qū)域內(nèi)，不僅降低了燃燒溫度，減少了NOx生成；同時加入的煙氣降低了氧氣的分壓，這將減弱氧氣與氮氣生成熱力型NOx的過程，從而減少NOx的生成。根據(jù)應(yīng)用原理的不同，煙氣再循環(huán)有兩種應(yīng)用方式，分別為外部煙氣再循環(huán)與內(nèi)部煙氣再循環(huán)。對于外部煙氣再循環(huán)技術(shù)來說，煙氣從鍋爐的出口通過一個外部管道，重新加入到爐膛內(nèi)。根據(jù)RØkke等的研究，外部煙氣再循環(huán)可以減少70%的NOx生成。圖4-3為外循環(huán)煙氣的結(jié)構(gòu)示意圖。外循環(huán)比例對NOx控制效果也有較大影響，隨著外循環(huán)比例的增加NOx降低幅度也更加明顯，但循環(huán)風機電耗也將增加。圖4-3

27、 外部煙氣循環(huán)系統(tǒng)15對于內(nèi)部煙氣再循環(huán)，煙氣回流到燃燒區(qū)域主要通過燃燒器的氣體動力學。內(nèi)部煙氣再循環(huán)主要通過高速噴射火焰的卷吸作用或者旋流燃燒器使得氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)達到循環(huán)效果。圖4-4a在燃燒器頭部加了一個循環(huán)杯，中間通過高速氣流，由于壓力差使得煙氣重新加入到燃燒區(qū)域中。圖4-4b通過高速氣流噴嘴達到循環(huán)效果。圖4-4 煙氣內(nèi)循環(huán)：a）再循環(huán)罩，b）射流卷吸通過運用一個旋流器或者切向氣流進口來生成一個有切向速度的氣流，旋轉(zhuǎn)過程即產(chǎn)生了渦流。渦流的強度可以用一個無量綱數(shù)旋流度S表示。當旋流度超過0.6，氣流中將會產(chǎn)生足夠的徑向和軸向壓力梯度，這會導致氣流反轉(zhuǎn)，在火焰中心產(chǎn)生一個環(huán)形的再循環(huán)區(qū)域。

28、中心再循環(huán)區(qū)域的高溫氣體將回到燃燒器喉部，這確保了對冷的未燃燒氣體的點火，同時通過降低火焰溫度和降低氧氣分壓減少NOx生成。（4）多孔介質(zhì)催化燃燒降低火焰溫度的另一個辦法就是盡可能快和多的加強火焰對外的傳熱。Zepter在燃燒器內(nèi)增加了多孔介質(zhì)（PIM），使得燃燒反應(yīng)發(fā)生在多孔介質(zhì)內(nèi)，這樣從燃燒器到周圍環(huán)境的輻射和對流換熱就被加強了。實驗表明，使用PIM燃燒器的燃燒溫度低于1600K，NOx生成量在5-20ppm左右。PIM燃燒器還可以在燃燒器入口處添加催化劑，這樣燃料分子和氧化劑分子就會以一個比較低的活化能在催化劑表面進行反應(yīng)。這樣反應(yīng)溫度相比于同類的燃燒要更低。由于反應(yīng)過程只在催化劑表面進

29、行，不會產(chǎn)生NOx，這樣催化燃燒的NOx生成可以降至1ppm。催化燃燒的缺點就是必須保證活性表面在一個比較低的溫度下不被氧化或蒸發(fā)，且催化劑造價相對較高，難以得到工業(yè)化應(yīng)用。（5）無焰燃燒傳統(tǒng)的火焰燃燒分為預混燃燒和擴散燃燒，其主要特點包括：燃料與氧化劑在高溫下反應(yīng)，溫度越高越有助于火焰的穩(wěn)定；火焰面可視（甲烷燃燒的火焰一般為藍色，有碳煙產(chǎn)生時為黃色）；大多數(shù)燃料在很薄的火焰層內(nèi)完成燃燒，但是燃燒反應(yīng)會在下游的不可見的區(qū)域內(nèi)完成。為了建立一個火焰，燃料與氧化劑之比必須在可燃極限之內(nèi)，同時需要點火裝置。一般情況下，火焰在點燃以后一般自己充當點火器，對來流進行點火。這就需要足夠高的火焰溫度來達到最

30、小點火能量，但是高的火焰溫度會使得NOx生成增加。Wuenning J.G等在實驗室內(nèi)觀察到了一種無焰的燃燒，如圖4-5所示。在爐內(nèi)溫度為1000，空氣預熱到650的情況下，燃料在無焰的情況下燃燒，一氧化碳低于1ppm，NOx接近于零排放。圖4-5 火焰燃燒和無焰燃燒為了穩(wěn)定火焰，可視的燃燒過程需要在燃燒后產(chǎn)生很強的煙氣回流；對于無焰燃燒，煙氣回流發(fā)生在燃燒之前，甚至可能在燃燒器當中，這樣再循環(huán)的煙氣加熱了預混的燃料，降低了爐膛溫度，擴大了反應(yīng)區(qū)域。無焰燃燒火焰分布均勻，燃燒溫度低，同時羥基生成少，這使得NOx產(chǎn)生更少。無焰燃燒需要以下條件：分別射入高動量的空氣和燃料流；大量內(nèi)部的或者外部的高

31、溫燃燒產(chǎn)物循環(huán)；熱量的快速移除，以保證爐膛內(nèi)各處均未達到絕熱火焰溫度。無焰燃燒不需要傳統(tǒng)的穩(wěn)燃裝置或條件（比如強渦）。4.3 美國燃氣工業(yè)鍋爐NOx最佳可行控制技術(shù)NOx排放的控制可通過抑制熱力型和燃料型NOx來實現(xiàn)。當燃料為天然氣時，由于天然氣N含量較低，熱力型NOx是唯一可以在實際中被控制的組分。燃燒修正技術(shù)通過降低火焰的高溫來實現(xiàn)，對降低熱力型NOx是最為有效的。當使用預熱式燃燒氣時，通過向燃燒區(qū)噴入水或蒸汽（Water Injection、Steam Injection），將一部分煙氣引回至燃燒區(qū)（FGR），可以降低預熱空氣溫度。但由于南加州非常嚴格的NOx排放標準，WI/SI在小型燃

32、氣鍋爐的應(yīng)用十分有限。雖然這項技術(shù)對于降低熱力型NOx非常有效，但是由于對燃燒效率的降低、安全以及燃燒器的控制問題導致其不能被廣泛應(yīng)用。另一方面，F(xiàn)GR有較大的應(yīng)用基礎(chǔ)，既可以單獨使用又可以和低氮燃燒器（LNB）聯(lián)合使用。在實際操作上，很多燃氣工業(yè)鍋爐的LNB設(shè)計都是與FGR一起的。很多燃氣工業(yè)鍋爐業(yè)主認為LNB控制可行。熱力型NOx還可以通過最小化過剩氧量、延遲燃料和空氣的混合、將鍋爐燃燒容量降至某一程度。第一種技術(shù)通常是指氧削減（OT）或低過量空氣（LEA），可以通過優(yōu)化燃燒器的操作達到最小的過?？諝饬渴沟貌辉黾舆^量的熱力型NOx排放。較低的氧濃度對于NOx的影響可能在一定程度上增加熱力型

33、NOx，這是由于較小的煙氣體積造成的較高溫度尖峰。OT和LEA一般對于組裝型水管和火管鍋爐是不適用的，由于火焰長度和CO濃度較高可能導致背墻火焰爆震。第二種技術(shù)通過分級供應(yīng)輸入燃燒區(qū)的燃燒空氣量來降低火焰溫度和氧含量。分級燃燒空氣可以通過多種方法實現(xiàn)。對于多燃燒器鍋爐，最為實用的方法是讓某些燃燒器停用（BOOS）或者將燃料流量偏重于選定的燃燒以達到類似于空氣分級的效果。第三種技術(shù)通過降低鍋爐的熱功率以降低爐膛內(nèi)的尖峰溫度，該方法由于涉及降低蒸汽產(chǎn)量而不常使用，僅在某些場合使用。另一種燃燒修正技術(shù)為燃料分級，區(qū)別于燃燒空氣分級。將總?cè)剂狭康囊徊糠謬娙胫魅紵齾^(qū)下游，再燃燃料產(chǎn)生的碳氫基團將還原一次

34、燃料產(chǎn)生的NOx。這項再燃技術(shù)當使用天然氣為再燃燃料時有較好的效果。南海岸空氣質(zhì)量管理區(qū)的BACT指南中根據(jù)鍋爐的不同功率及用途來設(shè)定污染物排放許可，且指南中對于燃料有所限定，要求使用清潔能源。在此背景下，新、改、擴建鍋爐多為燃氣鍋爐，主要是天然氣，還有一些液化石油氣和丙烷氣體，因此BACT指南主要針對NOx排放控制。根據(jù)指南中作為主要污染源的22家企業(yè)，24臺鍋爐的排放許可情況（見表4-1）來看，對于6MW及以下的鍋爐，一般采用低氮燃料器結(jié)合燃燒工藝優(yōu)化或煙氣循環(huán)來控制NOx的產(chǎn)生，排放水平可控制在12ppmvb3%O2（約為24mg/m3）。對于大于6MW且小于等于15MW的燃氣鍋爐，除上

35、述措施外，可考慮SCR煙氣脫硝，排放水平控制在79ppmvb3%O2（約為14-18mg/m3）。大于15MW的燃氣鍋爐，在上述措施的基礎(chǔ)上需進行SCR脫硝，排放水平控制在59ppmvb3%O2（約為10-18mg/m3）。表4-1 南海岸空氣質(zhì)量管理區(qū)采用BACT的鍋爐NOx排放水平（主要污染源）企業(yè)名稱鍋爐容量（MW）主要燃料NOx（mg/m3）控制技術(shù)AES Huntington Beach225天然氣10低NOx燃燒器, FGR, SCR,催化氧化Darling International, Inc.32.21天然氣18低NOx燃燒器/FGRKal Kan Foods Inc.23.0

36、1天然氣18SCRUniversity of California Irvine Medical Center14.23天然氣18超低NOx燃燒器Los Angeles County Internal Services Dept.11.42天然氣18超低NOx燃燒器結(jié)合煙氣再循環(huán)系統(tǒng)Children's Hospital Los Angeles9.93天然氣14SCR7.09147.0914Coca Cola9.22天然氣14SCRNation Wide Boiler8.43天然氣18Cosmetic Laboratories6.28天然氣18超低NOx燃燒器LACorr Packag

37、ing6.15天然氣14SCRHi-Country6.12天然氣18Bumble Bee Seafoods, Inc.4.92天然氣24Santa Monica - UCLA Medical Center4.77天然氣30Liberty Container Co., Key Container4.77天然氣24Fullerton College2.93天然氣24FIR（內(nèi)循環(huán)）Disneyland Resorts2.49天然氣24超低NOx燃燒器Maruchan,Inc.2.40天然氣10超低NOx燃燒器RRR Real Estate2.20天然氣24L&N Uniform Suppl

38、y Co Inc.1.84天然氣24San Bernardino County Medical Center1.76天然氣24SCHI Santa Monica Beach Hotel Associates1.26天然氣24超低NOx燃燒器Pacific Life Insurance0.87天然氣24預混合金屬纖維由表4-1可以看出：加州對燃氣鍋爐NOx排放控制很嚴，采用SCR技術(shù)排放水平是7-9ppm（約為14-18mg/m3），采用超低氮燃燒技術(shù)排放水平是5-12ppm（約為10-24mg/m3）。燃氣鍋爐低氮燃燒技術(shù)已經(jīng)在美國廣泛應(yīng)用超過二十年，美國國家環(huán)保局和地方環(huán)保局早已將此技術(shù)列為

39、對燃氣鍋爐氮氧化物排放控制的最佳實用技術(shù)，對未安裝此技術(shù)的燃氣鍋爐，將不頒發(fā)給鍋爐使用者大氣排放許可證。目前全美國廣泛使用的為30ppm（約為60mg/m3）低氮燃燒器，加州則作為全美國的試點于今年開始推廣9ppm（約為18mg/m3）的超低氮燃燒器，該技術(shù)不需要加裝煙氣凈化設(shè)備，僅通過控制燃燒溫度使氮氧化物生成量明顯降低，對有效削減燃氣鍋爐NOx排放發(fā)揮了重要作用。4.4 低氮燃燒技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)調(diào)研2013年編制組針對燃燒器這一控制NOx的核心裝備，選擇了市場占有率較高的部分燃燒器生產(chǎn)企業(yè)進行了全國性調(diào)研，如上海凌云瑞升、三浦蘇州工廠、利雅路上海工廠、無錫賽威特等。以目前對燃燒器市場的分析，我

40、國在燃燒器國產(chǎn)化方面已經(jīng)具備了一定的生產(chǎn)制造能力，但市場份額仍以歐洲品牌為主，特別是大中城市，歐洲品牌的燃燒器占有率甚至超過90%。從燃燒技術(shù)上分析，燃盡、安全是燃燒器的主要考核指標，而NOx的排放控制并未作為用戶選擇燃燒器的重點指標，對NOx的控制仍停留在分級燃燒或無控制技術(shù)水平，排放水平從100400mg/m3不等。與此同時，項目組也對燃氣鍋爐的生產(chǎn)企業(yè)進行了調(diào)研，如雙良、泰山、三浦等企業(yè)，發(fā)現(xiàn)燃氣鍋爐的設(shè)計對NOx控制具有較大影響。鍋爐本體的外形尺寸設(shè)計是否與燃燒器火焰外形尺寸耦合在一定程度上決定了燃燒器的低氮燃燒技術(shù)是否可以發(fā)揮最大的功效。鍋爐的水冷壁布置是否可以最大程度地對火焰溫度及

41、時冷卻，輻射換熱與對流換熱布置是否合理都將決定爐膛尾部NO的生成速率，從而決定燃燒系統(tǒng)對NOx的控制效果。值得欣喜的是國內(nèi)大型的鍋爐生產(chǎn)企業(yè)在與燃燒器的匹配上做了大量的實驗工作（如圖3-2），與市場主流燃燒器的匹配效果較好，但在調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)小型企業(yè)生產(chǎn)的鍋爐存在明顯的匹配問題，為了節(jié)省耗鋼量鍋爐本體的外形尺寸與燃燒器火焰長度不適應(yīng)，甚至出現(xiàn)爆震等安全隱患。此外，項目組前期與高校、科研院所也進行過多次技術(shù)交流，包括中國特種設(shè)備檢測研究院燃燒器測試中心、浙江大學熱能工程研究所、中國科學技術(shù)大學等，在燃氣鍋爐NOx控制技術(shù)的理論研究與工業(yè)實現(xiàn)上進行了調(diào)研，得出了比較一致的觀點，天然氣的低氮燃燒技術(shù)在

42、理論研究方面有多種耦合技術(shù)可供使用，但在我國工程應(yīng)用方面仍有許多工作尚未開展。燃氣鍋爐低氮技術(shù)的實現(xiàn)一方面應(yīng)注重燃燒器的低氮燃燒設(shè)計，另一方面還應(yīng)與鍋爐設(shè)計相匹配，集成裝備的研發(fā)是解決燃氣鍋爐NOx的重要問題。北美特別是美國南加州地區(qū)在低氮燃燒技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用方面已有多項工程案例可供借鑒。美國三浦LX型超低氮鍋爐已有412臺，Zeeco已有2191臺低氮燃燒器應(yīng)用于石化行業(yè)的274個加熱爐，S.T.johnson也給出了部分9ppm的達標工程案例。5. 北京市鍋爐現(xiàn)狀調(diào)研5.1 燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放現(xiàn)狀調(diào)研編制組于2013年采暖季對豐臺區(qū)燃用不同燃燒器品牌的7臺燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放情況進行了

43、現(xiàn)場檢測，其中涉及3個國家的5個燃燒器品牌，檢測結(jié)果表明，NOx排放濃度在102181mg/m3，均值138 mg/m3。所有被檢測鍋爐均未采取低氮燃燒技術(shù)（由于檢測時間已接近采暖季結(jié)束，部分鍋爐檢測時負荷較低，故NOx排放濃度也較低）。檢測結(jié)果見表5-1。表5-1 北京市環(huán)科院對燃氣鍋爐的檢測結(jié)果單位名稱燃燒器品牌投運年份檢測負荷（%）NOx折算濃度（mg/m3）北京新時特物業(yè)管理有限公司芬蘭奧林200740102芬蘭奧林200765143芬蘭奧林200550126鐵營站橫一條鍋爐房德國歐科200653146育芳園鍋爐房意大利蘭博基尼200587158城建望園供熱廠德國威索200998-10

44、0181盧溝橋蓮怡園鍋爐房德國布魯?shù)滤?00780108均值1382011年姚芝茂等人對全國64臺燃氣鍋爐檢測結(jié)果中的NOx排放質(zhì)量濃度進行了統(tǒng)計分析，其中NOx排放質(zhì)量濃度小于等于200mg/m3的鍋爐僅占35%，NOx排放質(zhì)量濃度小于等于400mg/m3的鍋爐占94%。該結(jié)論對于國家氮氧化物排放標準來說，有94%的燃氣鍋爐可以達標排放，但對于北京市目前150 mg/m3的限值只有約15%的燃氣鍋爐可以達標。根據(jù)中國特檢院對中國取得燃燒器型式檢測合格證明的在售燃氣（油）燃燒器NOx排放水平進行了聚類分析，燃氣燃燒器的NOx排放水平為54-168 mg/m3，均值水平在116 mg/m3左右。

45、5.2 現(xiàn)行標準執(zhí)行情況調(diào)研5.2.1 燃煤鍋爐標準編制組對燃煤鍋爐的標準執(zhí)行情況進行了調(diào)研。從治理設(shè)施上分析，不達標技術(shù)依然大量存在，中小型燃煤鍋爐除塵脫硫技術(shù)基本以簡易濕法一體化技術(shù)為主，除大型集中供熱中心外缺少正規(guī)的環(huán)保設(shè)施運行專員，治理設(shè)施一般由司爐工代管，脫硫劑使用量、投加頻率一概不清楚，環(huán)保意識淡薄，被調(diào)研燃煤鍋爐雖然均未加裝脫硝設(shè)施，但所調(diào)研的企業(yè)均大多可提供達標測試報告。中小型燃煤鍋爐大多數(shù)企業(yè)未加設(shè)密閉煤倉、灰渣庫房，且儲煤時間較早，一般都在半年甚至更長。據(jù)標準編制組了解，北京市目前實現(xiàn)脫硝且運轉(zhuǎn)正常的燃煤鍋爐僅順義大龍城北供熱中心的一臺鍋爐，其初始投運時同樣存在鍋爐排煙溫度

46、難以滿足SCR運行窗口溫度的問題，但次年經(jīng)改造，通過拆除一級省煤器水冷壁同時加大空預器的方式，調(diào)整了系統(tǒng)的溫度場，使SCR可在任何正常負荷下連續(xù)運行，并通過末端NOx監(jiān)測設(shè)備的反饋信號實現(xiàn)噴氨量的調(diào)節(jié)。20112012年采暖季NOx均值排放水平為130 mg/m3左右。5.2.2 燃氣鍋爐根據(jù)編制組對7臺燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放的現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)表明，未采取低氮燃燒技術(shù)下，燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放濃度在102181mg/m3，均值138 mg/m3，大多能達到現(xiàn)行標準限值要求。6. 標準編制原則、依據(jù)和技術(shù)路線6.1 編制原則基于國際上天然氣燃燒NOx控制的先進技術(shù)，結(jié)合北京市鍋爐大氣污染物管理現(xiàn)狀與

47、需求，北京市鍋爐大氣污染物排放標準的修訂遵循以下原則：（1）環(huán)境保護優(yōu)先原則美國根據(jù)各地區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量達標與否，將其劃分為達標區(qū)和非達標區(qū)，對于非達標區(qū)要求執(zhí)行最先進防治技術(shù)降低污染物排放水平，典型地區(qū)如加州。鑒于北京市環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀及達標要求，本標準以環(huán)境保護優(yōu)先為原則，在對達標技術(shù)進行了充分論證的前提下，參照最嚴格的排放標準限值作為本標準限值修訂依據(jù)。（2）技術(shù)可達性原則充分考慮了在用燃氣鍋爐改造、新建燃氣鍋爐的達標控制技術(shù)，并對北京市一些典型案例進行了技術(shù)可達性分析，如燃煤電站鍋爐在布設(shè)三層催化劑的情況下，可穩(wěn)定達到的NOx排放水平。（3）科學客觀原則在天然氣供應(yīng)尚無法滿足全面替代燃煤

48、的情況下，煤炭的使用依然難以避免。充分考慮了燃煤工業(yè)鍋爐的標準執(zhí)行現(xiàn)狀不理想，此次標準修訂并未對新建燃煤鍋爐的排放限值作進一步收緊。（4）銜接性原則由于目前北京市鍋爐大氣污染物排放執(zhí)行的是2007年修訂的鍋爐大氣污染物排放標準，因此本標準制定過程充分考慮與現(xiàn)行標準的銜接性，同時增加了燃煤鍋爐的汞及其化合物排放限值，與國家標準對接，即與國家和地方有關(guān)的環(huán)境法律法規(guī)、標準協(xié)調(diào)配套，與環(huán)境保護的方針政策相一致。6.2 編制依據(jù)（1）政策法規(guī)依據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護法中華人民共和國大氣污染防治法環(huán)境標準管理辦法及國家環(huán)境保護標準制修訂工作管理辦法北京市2013-2017年清潔空氣行動計劃重點區(qū)域大氣

49、污染防治“十二五”規(guī)劃北京市大氣污染防治條例大氣污染防治行動計劃（2）技術(shù)依據(jù)本標準修訂的主要技術(shù)依據(jù)來自兩方面：第一，天然氣燃燒NOx控制限值主要來自美國南加州空氣質(zhì)量管理區(qū)的燃氣鍋爐排放標準，低氮燃燒技術(shù)及工程實例來自美國強生低氮燃燒器、ZEECO低氮燃燒器和日本三浦低氮燃燒器；第二，燃煤電站鍋爐、燃煤鍋爐的排放控制技術(shù)主要來自于實際調(diào)研和監(jiān)測數(shù)據(jù)。6.3 技術(shù)路線標準修訂任務(wù)下達國外相關(guān)標準調(diào)研技術(shù)裝備企業(yè)調(diào)研標準執(zhí)行現(xiàn)狀調(diào)研環(huán)境管理需求標準草案編制論證會提出意見標準（征求意見稿）編制征求意見形成意見匯總標準（送審稿）編制技術(shù)審查會，提出修改意見標準（報批稿）編制標準行政審查、批準和發(fā)布

50、圖6-1 標準修訂工作技術(shù)路線圖7. 主要內(nèi)容說明本標準包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、技術(shù)內(nèi)容大氣污染物排放控制要求、監(jiān)測、標準實施與監(jiān)督共6章，另有兩個規(guī)范性附錄。本標準規(guī)定了鍋爐大氣污染物排放控制要求、監(jiān)測和標準實施與監(jiān)督等內(nèi)容。本標準適用于鍋爐大氣污染物的排放管理，以及使用鍋爐的建設(shè)項目環(huán)境影響評價、環(huán)境保護設(shè)施設(shè)計、竣工環(huán)境保護驗收及其投產(chǎn)后的大氣污染物排放管理。使用型煤、生物質(zhì)成型燃料等的鍋爐，參照本標準中燃煤鍋爐排放控制要求執(zhí)行。本標準不適用于固定式燃氣輪機、固定式內(nèi)燃機以及以生活垃圾、危險廢物為燃料的鍋爐。標準主要修訂內(nèi)容及其條款說明如下：7.1 時段劃分本標準的實施劃分

51、為、兩個時段：第時段為本標準實施之日至2016年3月31日止；第時段為自2016年4月1日起。時段劃分充分考慮了在用鍋爐執(zhí)行新標準需要的改造時間，并且針對北京市大多數(shù)工業(yè)鍋爐用于冬季采暖，因此將第時段的始點設(shè)為采暖季結(jié)束后，方便實施技改。對新建鍋爐考慮了技術(shù)升級時間周期。7.2 鍋爐大氣污染物排放限值7.2.1 電站鍋爐四座燃煤熱電廠貢獻了北京冬季采暖熱負荷的12%，燃煤電廠“改氣”后年減排NOx僅2000t，但要消耗60億立方米的天然氣指標。60億立方米天然氣可供3萬蒸噸燃煤采暖鍋爐完成“煤改氣”，減排NOx約2.8萬t，若采用超低氮燃燒技術(shù)可減排NOx 3.5萬t。因此，標準編制組建議暫時

52、保留燃煤熱電機組，充分利用其治理設(shè)施效率高、燃料使用效率高的優(yōu)勢，優(yōu)先將燃氣用于替代中小型燃煤鍋爐。目前燃煤電廠SCR脫硝裝置大多設(shè)置兩層催化劑，根據(jù)華能在2013年進行的一次工業(yè)應(yīng)用試驗的結(jié)果，當SCR脫硝裝置投用三層催化劑時，NOx的控制水平可控制在30mg/m3，但運行過程中由于煤炭燃料氮不穩(wěn)定的原因，NOx可能出現(xiàn)陣發(fā)型升高。因此建議對燃煤電站鍋爐適當加嚴NOx的排放限值至60mg/m3。此外，根據(jù)火電廠大氣污染物排放標準（GB 13223-2011）中對重點地區(qū)的特別排放限值要求，本標準在汞及其化合物的設(shè)定與之保持一致。對于自備電站鍋爐現(xiàn)行標準要求執(zhí)行工業(yè)鍋爐排放限值，本次修訂考慮了

53、北京市2013-2017年清潔空氣行動計劃中明確要求“加快實施自備電站清潔能源替代步伐”，故此處提出按照電站鍋爐標準執(zhí)行，與行動計劃一致。雖然北京市明確原則上不再新建、擴建使用煤等高污染燃料的項目，但為了保證標準的完整性，仍然保留了新建電站鍋爐的排放限值，見表7-1。表7-1 電站鍋爐大氣污染物排放限值執(zhí)行時間新建在用時段時段顆粒物（mg/m3）102010二氧化硫（mg/m3）205020氮氧化物（mg/m3）6010060汞及其化合物0.030.030.03煙氣黑度（林格曼，級）1級7.2.2 燃煤工業(yè)鍋爐現(xiàn)存燃煤工業(yè)鍋爐以層燃爐為主，由于低氮燃燒技術(shù)不適用，只能依靠末端治理技術(shù)達標。目前

54、僅部分大型集中供熱中心加裝了SCR脫硝設(shè)施，但由于鍋爐生產(chǎn)制造與SCR脫硝設(shè)計未做統(tǒng)籌考慮，造成鍋爐排煙溫度難以滿足SCR運行溫度要求，目前大部分SCR脫硝設(shè)施未投運或投運率極低，僅順義城北供熱廠的一臺燃煤鍋爐脫硝設(shè)施運行正常。可見現(xiàn)行標準執(zhí)行率較低的問題并不是技術(shù)本身所致，而是執(zhí)行層面有問題。根據(jù)編制組對大興康莊供熱廠和通州5#集中供熱中心脫硝技術(shù)評估結(jié)果可以看出：集中供熱中心鍋爐運行負荷在50%-100%的NOX初始濃度范圍為189mg/m3395mg/m3，均超出北京市鍋爐大氣污染物排放標準中規(guī)定的150mg/m3限值要求。當SCR脫硝裝置投運時NOX排放濃度為53mg/m3146mg/

55、m3，均能達標排放。SCR脫硝裝置的脫硝效率在50%以上，最高達83.5%。不同負荷情況下的氨逃逸量在1.11 mg/m34.73 mg/m3，故本次標準修訂不再對燃煤鍋爐排放限值加嚴，但要求2008年6月30日前通過環(huán)評審批的燃煤鍋爐在時段執(zhí)行新建燃煤鍋爐的標準，也是為了督促老舊鍋爐加快“煤改氣”進程。此外，根據(jù)國家標準鍋爐大氣污染物排放標準（2013年第二次征求意見稿）中對重點地區(qū)的特別排放限值要求，本標準在汞及其化合物上的設(shè)定上與之保持一致，具體限值見表7-2。表7-2 燃煤工業(yè)鍋爐大氣污染物排放限值執(zhí)行時間新建在用時段時段2007年9月1日前通過環(huán)評審批的2007年9月1日后通過環(huán)評審

56、批的顆粒物（mg/m3）10301010二氧化硫（mg/m3）20502020氮氧化物（mg/m3）150200150150汞及其化合物0.050.050.05煙氣黑度（林格曼，級）1級7.2.3 燃油（氣）工業(yè)鍋爐由于本市燃油鍋爐數(shù)量較少，因此，本次修訂不再區(qū)分燃油和燃氣鍋爐的排放限值。燃氣鍋爐控制的主要大氣污染物是NOx，根據(jù)目前的調(diào)研情況，對于小容量（4.2MW以下）的燃氣鍋爐可通過采用貧燃預混技術(shù)達到超低NOx（小于30mg/m3）排放，但系統(tǒng)熱效率會有一定的降低，對于大容量（4.2MW以上）燃氣鍋爐為了同時保證熱效率不下降可通過多種燃燒控制技術(shù)組合的方式達到超低NOx排放。但無論哪種超低NOx排放技術(shù)目前國內(nèi)尚無工程應(yīng)用，國外特別是美國的超低氮技術(shù)比較成熟，現(xiàn)階段主要依靠國外引