中美歐火電廠NOX排放標準與控制措施比較
摘要：本文系統地闡述了我國及美國、歐盟燃煤電廠的NOX排放標準，對各國的NOX排放標準及控制措施進行了比較，在此基礎上對我國燃煤電廠NOX排放標準的修改及控制措施的實施提出建議。
關鍵詞：NOX 排放標準 控制措施
1 火電廠NOX排放標準
1.1我國火電廠NOX排放標準
我國1991年頒布了《燃煤電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-1991)，之后歷經1996年和2003年兩次修訂，1996年修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》中對新建1000t/h以上的鍋爐規定了NOX的排放要求，對于其他鍋爐的NOX排放沒有要求。2003年修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223－2003），則按時段和燃料特性分別規定了燃煤、燃油鍋爐的NOX排放限值，見表1。
表1 火力發電鍋爐NOX最高允許排放濃度單位：mg/m3
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表2 美國NOX排放限值(1997年以前)
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表3 美國現行的NOX排放標準限值
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新標準規定的排放限值沒有區分燃料的類型及性質，而是以基于能量輸出的表示形式給出了新建機組的排放限值，對于現有機組的改建或技術改造則仍采用基于熱輸入的標準限值。基于能量輸出表示形式的標準限值考慮了電廠的總效率(即能源利用效率)，而基于熱輸入表示形式的標準限值則沒有考慮能源利用效率，因此相比而言，基于能量輸出表示形式的標準限值對電廠要求更為全面和嚴格。
1.3歐盟火電廠NOX排放標準
1988年歐洲共同體發布了適用于12個國家的熱功率大于50MW燃燒裝置大氣污染物排放限值，即88/609/EEC導則，并要求歐盟各國在1990年底前對建造的新污染源的污染物排放控制按此導則執行，同時還要求歐盟各國的現有電廠，以1980年的排放量為基準到1993年排放總量削減10％，1998年前削減30％，但允許有些國家（如希臘等）增加排放量，而對有些國家則要求削減40％，如聯邦德國等。之后經過多次修改，于2001年發布了新的導則對新建和現有火電廠的NOX限值提出了更為嚴格的要求。在2002年11月27日前取得許可證，并在2003年11月27日之前投入運行的企業遵守表4所列的關于NOX排放限值，其他新建企業遵守表5所列的關于NOX的排放限值。
表4 歐盟火電廠NOX排放限值(2002年11月27日前獲得許可證)
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表5 新建企業（2002年11月27日后獲得許可證）NOX排放限值
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2 NOX排放標準與控制措施的比較
（1）實施對象
美國《新固定源排放標準》的實施對象是燃燒化石燃料、熱功率大于73MW的發電機組。歐盟關于燃燒裝置大氣污染物排放限值的88/609/EEC號指令、98/C300/04指令以及2001/80/EC號指令的實施對象是熱功率大于等于50MW、燃燒各類燃料（固體、液體或氣體）的裝置。我國燃煤電廠大氣污染物排放標準（GB13223-2003）的實施對象是使用單臺出力65t/h以上除層燃爐、拋煤機爐外的燃煤發電鍋爐；各種容量的煤粉發電鍋爐；單臺出力65t/h以上燃油發電鍋爐以及各種容量的燃氣輪機組的燃煤電廠。
（2）標準屬性
我國國家排放標準與美國、歐盟的排放標準類似，都是必須嚴格遵守的最低要求的標準，我國省級人民政府可以制定嚴于國家的地方排放標準；美國州政府可以制定嚴于聯邦政府的地方排放標準；歐盟各國可以制定嚴于歐盟的國家排放標準。
（3）控制措施
從NOX的排放標準限值，就可知其NOX控制措施。如以美國火電廠NOX的排放標準為例，1997年7月9日以前建設的電廠，其NOX的排放限值是基于熱量輸入給出的，標準限值不僅考慮到燃料的種類、性質，甚至考慮了燃料的產地，全部是基于低NOX燃燒技術來控制NOX排放。1997年7月9日以后建設的電廠，則在低NOX燃燒技術的基礎上，還需加裝煙氣脫硝裝置，標準限值不再考慮燃料的種類與性質，排放標準的限值是基于電能輸出給出的，因此也不再考慮電廠效率之間的差異。
從歐盟火電廠NOX的排放標準限值（表4）中可以看出，2002年11月27日以前獲得許可建設的電廠，對NOX的控制主要是基于較為先進的低NOX燃燒，但對不在“偏遠地區”的電廠，對于燃用低揮發份的煤，則需要同步加裝煙氣脫硝裝置。對于2002年11月27日以后獲得許可建設的100MW以上的電廠，則全部需在低NOX燃燒技術的基礎上，加裝煙氣脫硝裝置。
需要特別指出的是，由于歐盟成員國較多，經濟發展水平差異較大，有些國家的排放標準要比歐盟的標準嚴格得多，如德國1984年8月5日就通過了較為嚴格的排放標準（見表6），燃煤電廠普遍要求加裝煙氣脫硝裝置。
表6 德國電廠NOX排放標準（1984年8月5日）
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我國1997年1月1日開始對1000t/h以上的電站鍋爐，采用低NOX燃燒技術控制NOX，但執行不是很到位。2004年1月1日起，對火電廠NOX實施較為嚴格的低NOX燃燒控制。目前在國家法規、標準層面尚未要求加裝煙氣脫硝裝置，但正如美國1997年以前、歐盟2002年以前就有較多的煙氣脫硝裝置一樣，我國目前也有較多的煙氣脫硝裝置投入運行，據不完全統計，到2007年底已有34家電廠的74臺機組上已建成或正在建設煙氣脫硝裝置，總裝機容量達到3635萬千瓦。
3 對我國火電廠NOX排放標準與控制措施的建議
3.1欠發達地區以低NOX燃燒為控制原則，發達地區應同步加裝煙氣脫硝裝置
我國與歐盟較為相似，區域遼闊，地區發展水平差異較大，欠發達地區由于經濟水平、技術水平、管理水平、公眾對電價的承受能力都相對稍低，因此建議這些區域的火電廠以低NOX燃燒為控制原則；發達地區的經濟水平與歐盟發達國家的上世紀90年代水平已經相當，甚至遠遠超過，因此應同步加裝煙氣脫硝裝置，這些地區也具有相應的承受能力。
3.2國家排放標準中對于新建電廠的排放限值應與煤質無關
美國1997年7月9日和歐盟2002年11月27日以后新、擴、改建火電廠的NOX排放標準限值與燃煤揮發份均沒有關系，我國目前的GDP總量已居世界第4位，因此對于新建電廠的NOX排放標準應刪除所有與煤質有關的要求，但對于不同地區的燃煤電廠還應考慮上面提到的控制原則。
3.3現有機組NOX的排放標準應在考慮地區、容量和時段的基礎上分別制定
對現有機組應按不同時段、不同區域并結合機組規模分別給出排放限值。對于發達地區的大容量機組應考慮逐步加裝煙氣脫硝裝置；對于欠發達地區的大容量機組主要應立足于低NOX燃燒技術改造。對于中小機組，應主要立足于關停。
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