火电机组锅炉烟气中SO2排放考核标准的探讨
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火电机组在燃煤发电的同时，会排放出大量的SO2，对环境产生污染。目前，国内已建或在建的火电机组基本上没有采取降低SO2排放量的措施，当锅炉燃煤含硫量较高时，烟气中SO2浓度就较大。随着环境保护要求的提高，对新建火电机组锅炉烟气中SO2排放实行严格的考核是必要的。但是，对现阶段的已建或在建火电机组而言，尚无合适的考核标准。如何针对现阶段火电机组的实际情况，合理考核其锅炉烟气中SO2排放，有待进一步探讨。
一、煤种对烟气中SO2排放浓度影响
锅炉烟气中SO2排放浓度大小与锅炉燃用煤种直接有关。为探讨锅炉燃煤对烟气中SO2排放浓度的影响，参照《电力工业部环境统计报表指标解释》，采用以下方法计算锅炉烟气中SO2排放浓度。
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式中:P——锅炉SO2排放量，t／h；
VS——锅炉年平均负荷下除尘器出口湿烟气排 放率，Nm3／h；
V——锅炉年平均负荷下除尘器出口干烟气排放率，Nm3／h；
C——锅炉除尘器出口SO2排放浓度，mg/m3(标干烟气)；
B——锅炉年平均负荷下每小时燃原煤量，t/h；
q4——机械未完全燃烧热损失，％；
WyDW——燃煤应用基低位发热量，kJ／kg；
α——除尘器出口过剩空气系数；
XH2O——烟气含湿量，％；
Sy——燃煤收到基硫分，％；
KS——煤中硫转化为SO2的份额，根据炉型取值，煤粉炉为0．85，增钙旋风炉为0．90，不增钙旋风炉为0．95，燃油炉0．98。
η——脱硫效率，%。无实测数据时，按下面规定取值，干式除尘器为0，水膜除尘器为5%，文丘里、斜棒栅、泡沫除尘器为15%计。
根据新建机组情况，取α＝1．7，XH2O＝8％，KS＝0．85，η=0。此时，烟气中SO2排放浓度C是燃煤含硫量Sy与低位发热量WyDW的函数，不同WyDW时，可绘制Sy与C的关系曲线，见图1。当Sy＝1．0％，C＝2100mg／m3（标干烟气)时，WyDW＝17683kJ／kg。从图1可看出，当Sy≤1．0％，WyDW在18 000～28000kJ／kg之间时，C都在2100mg/m3(标干烟气)以下。火电厂燃用煤种的低位发热量大都在20000kJ/kg左右，说明当燃煤含硫量不大于1%时，烟气中SO2排放浓度一般不会超过2100mg/m3（标干烟气)。燃煤含硫量大于1%时，烟气中SO2排放浓度将会超过2100mg/m3（标干烟气)。不同燃煤硫分与热值下，烟气中SO2排放浓度列于表1。燃煤硫分越高，热值越低，烟气中SO2排放浓度越高。
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表1 不同燃煤硫分与热值下烟气中SO2排放浓度
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 图1 烟气中SO2浓度与燃煤含硫量、热值关系曲线 |
随着我国电力工业的迅速发展，新建的火电机组容量一般都在200 MW及以上，锅炉蒸发量都在670t/h及以上。依据火电厂锅炉容量大及锅炉燃煤含硫量较高、烟气中SO2浓度较大这一实际情况来看，在考评火电机组锅炉烟气中SO2排放浓度是否超标时，建议采用《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-1996）（以下简称《标准》）作为考评标准。
《标准》将火电厂按年限分为3个时段，属于第Ⅲ时段的火电厂是指1997年1月1日起环境影响报告书待审查批准的新、扩、改建火电厂。对属于第Ⅰ、Ⅱ 时段的火电厂，《标准》规定其全厂SO2排放量不得超过计算出的全厂SO2最大允许排放量。对属于第Ⅲ时段的火电厂，《标准》要求较严，除规定了其全厂 SO2最大允许排放量外，同时还规定了其各烟囱SO2最大允许排放浓度(见表2)。
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表2 第三时段火电厂各烟囱SO2最高允许排放浓度
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注：浓度应换算到过剩空气系数α=1．4时的浓度值。
对属于第Ⅰ或Ⅱ时段的已建或在建火电机组，考评其锅炉烟气中SO2排放时，可参照执行《标准》中第Ⅲ时段标准。
三、合理考评烟气中SO2排放的建议
考评火电机组锅炉烟气中SO2排放浓度是否超标时，建议考虑火电机组的实际情况和锅炉燃用煤种，实行按煤种、分阶段来考评。
（1） 当锅炉燃用煤种硫分不大于1%时，锅炉烟气中SO2排放浓度应不大于2100mg/m3（标干烟气)。否则，SO2属超标排放。
（2） 当锅炉燃煤含硫量大于1．0％时，《标准》中第Ⅲ时段标准规定各烟囱SO2最高允许排放浓度为1200mg/m3（标干烟气)，这一限值明显低于燃煤含硫量不大于1．0％时的限值2100mg／m3（标干烟气)。这实际上是规定第Ⅲ时段的火电机组在燃用高硫煤时，应上脱硫装置，采取降低SO2 排放量措施，使其烟气中SO2排放浓度低于1200mg/m3（标干烟气)。对不属于第Ⅲ时段、又没有采取脱硫措施的已建或在建火电机组，当其燃用含硫量大于1．0％的煤种时，在现阶段来讲，亦建议按表1中WyDW=20000kJ/kg时SO2排放浓度作为考评锅炉烟气中SO2排放的参考标准。
（3） 对属于第Ⅲ时段的火电机组，考评锅炉烟气中SO2排放时，应严格执行《标准》中有关规定，锅炉烟气中SO2排放浓度执行表2中的规定值。
（4） 考评火电机组锅炉烟气中SO2排放，其SO2监测点应设在除尘器出口。
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