供热锅炉“煤改气”环境效益分析

贺洪燕

摘 要：乌鲁木齐市自1998年启动大气污染治理工作以来，通过调整能源利用结构、淘汰落后产能、强化污染治理、提升环境监管能力，环境空气质量恶化的趋势得到初步遏制，但空气环境质量并未得到根本改善，尤其是冬季环境空气质量污染突出，环境质量形式不容乐观。2012年根据《关于大气污染治理工作的会议纪要》，全面加大大气污染治理力度，全市所有集中供热和热电联产调峰锅炉一律改用天然气供热，中心城区范围内的燃煤小锅炉必须全部拆除，全市180家供热企业被列入供热燃煤锅炉天然气改造工程，力争完成全市燃煤供热锅炉“煤改气”工作，努力改善乌鲁木齐市环境空气质量。该文以其中一个供热站为例，通过对煤改气前后燃煤和燃气供热锅炉污染物排放情况进行比较，得出燃气锅炉替代燃煤锅炉所呈现的环境效益。

关键词：燃煤锅炉 燃气锅炉 污染物排放 环境效益

中图分类号：X8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0131-02

乌鲁木齐是中国新疆维吾尔自治区的首府，是新疆政治、经济、文化的中心，是新欧亚大陆桥中国西段的桥头堡，乌鲁木齐在西部大开发中占有极大的地理优势，特别是随着新亚欧大陆桥的全线贯通，乌鲁木齐在中国西部乃至中亚经济发展中的地位和作用日益增强，但由于种种因素影响，乌鲁木齐的环境空气质量一直以来都无法达到国家对环境保护重点城市环境空气质量二级标准的要求，对市民的正常生活和健康以及城市经济的发展产生了不良影响，成为影响区域社会经济可持续发展的瓶颈，乌鲁木齐市自1998年启动大气污染治理工作以来，大气污染防治一直是环境保护重点工作之一，通过调整能源利用结构、淘汰落后产能、强化污染治理、提升环境监管能力，环境空气质量恶化的趋势得到初步遏制，但空气环境质量并未得到根本改善，尤其是冬季环境空气质量污染突出，环境质量形式不容乐观。

乌鲁木齐市大气污染属于典型煤烟型污染，大气污染物浓度受采暖和气象因素的影响，采暖期空气污染严重，非采暖期空气质量较好，二氧化硫、二氧化氮、PM10在冬、春两季节污染很重，秋季次之，夏天污染最轻，“U”字形分布的季节特征十分明显，这与原煤消耗有很大的关系。2012年根据《关于大气污染治理工作的会议纪要》，全面加大大气污染治理力度，严格落实八项“铁律”，全市所有集中供热和热电联产调峰锅炉一律改用天然气供热，中心城区范围内的燃煤小锅炉必须全部拆除，全市180家供热企业被列入供热燃煤锅炉天然气改造工程，力争完成全市燃煤供热锅炉“煤改气”工作，努力改善乌鲁木齐市环境空气质量。该文以其中一个供热站为例，通过对煤改气前后燃煤和燃气供热锅炉污染物排放情况进行比较，得出燃气锅炉替代燃煤锅炉所呈现的环境效益。

1 项目概况

该集中供热站占地面积为6 000m2，原锅炉装机容量为3台29MW燃煤高温热水锅炉，供热站供热面积约100万m2。为深入贯彻落实自治区第八次党代会、市第十次党代会和党委十届三次全委（扩大）会议精神，确保乌鲁木齐市2012年供热能源结构调整及供热体制改革工作有序推进，力争完成全市燃煤供热锅炉“煤改气”工作，根据《2012年乌鲁木齐市供热能源结构调整工作实施方案》、《乌鲁木齐市燃煤供热锅炉天然气改造工程实施方案》，该供热站根据公司锅炉房现状，于2012年在原燃煤锅炉房内拆除原有燃煤锅炉，重新安装3台燃气锅炉（1台46MW和2台29MW）及燃气锅炉附属鼓风机等配套设备。

2 污染物排放比较

2.1 大气污染物

2.1.1 燃煤锅炉

燃煤锅炉排放的大气污染物主要有烟尘、SO2和NO2。该供热站原3台29MW燃煤高温热水锅炉年耗煤量约为3.5万吨，根据乌鲁木齐市环境监测中心站2011年对其锅炉烟气监测结果，该锅炉房所排烟气中烟尘平均排放浓度为37.6 mg/m3，二氧化硫平均排放浓度为164 mg/m3，氮氧化物平均排放浓度为211 mg/m3，按照乌鲁木齐市环境保护局要求，该供热站锅炉均执行《燃煤锅炉大气污染物排放标准》（DB65/2154-2010）中规定的A区Ⅰ时段烟尘50 mg/m3，SO2 150 mg/m3标准的要求，根据烟气监测结果，该供热站抽检锅炉排放的烟尘可满足相应时段污染物排放控制标准的要求，而SO2浓度超过标准要求。按照用煤煤质硫份0.48%，灰分8.18%，烟气复合除尘率95%，脱硫效率70%，由物料衡算计算该供热站废气污染物排放量为烟尘42.9 t/a， SO280.6 t/a，NO2126.7 t/a。

此外，该供热站煤场在储煤过程中产生的扬尘对周围环境影响较大，这也是位于市区内集中热力站普遍存在的问题。

2.1.2 燃气锅炉

锅炉燃烧天然气产生的烟气中主要污染物有SO2和NO2等。该供热站燃煤锅炉“煤改气”后，燃气锅炉年天然气消耗量为4940万m3/a，根据乌鲁木齐市环境监测站2012年采暖期对其正在运行的2台29MW燃气热水锅炉烟气监测结果，两台锅炉二氧化硫浓度未检出，烟尘浓度仅一台锅炉检出，浓度为8.1 mg/m3，氮氧化物排放浓度为57～59 mg/m3之间，根据烟气监测结果，该供热站燃气锅炉烟气中主要污染物浓度全部达到《锅炉大气污染物排放标准》 （GB13271-2001）中Ⅱ时段标准要求，同时也达到《锅炉大气污染物排放标准》 （GB13271-2014）中表3大气污染物特别排放限值要求。

根据建设项目燃气量，燃烧天然气排污系数等参数，理论计算出该供热站煤改气后燃气锅炉二氧化硫排放量为0.07 t/a，氮氧化物排放量为91.1 t/a，烟尘排放量为14.9 t/a。

2.2 噪声

燃煤锅炉房的噪声主要来自鼓风机和引风机等设备噪声、运煤车辆噪声和上煤系统产生的噪声，其中鼓、引风机等设备均在设备间内，经隔声降噪后厂界噪声可达标，但煤场露天操作装载机和运煤车辆产生的噪声对项目区声环境有较大影响，尤其该供热站周围均有居民楼，噪声对周围居民日常生活影响较大。

燃气锅炉房噪声源主要为燃气锅炉房内补水泵、循环泵、燃烧器和鼓风机等设备噪声源，在对燃烧器及鼓风机等实施减噪措施后，厂界噪声可达标。

2.3 固体废物

原燃煤锅炉房固废主要为炉渣及除尘器收集的灰渣，锅炉房年耗煤量为3.5万 t/a，年产生灰渣为4 242.11 t/a，锅炉产生的炉渣及除尘器收集的灰渣全部排入除渣沟，经除渣机集中输送到渣仓由汽车运走。

锅炉房煤改气后，燃气锅炉无废渣产生。

2.4 水污染物

燃煤锅炉房用水主要为锅炉补水及一、二次管网补水，设备冷却水、脱硫用水、冲渣水等生产用水和生活用水。锅炉房煤改气后，无废渣产生，烟气可直接排放，减少脱硫用水、冲渣水等生产用水。

3 环境效益分析

3.1 减少原煤消耗，大大降低大气污染物排放量

该供热站实施煤改气工程后，原锅炉房内3台燃煤热水锅炉将被取代，由此削减原煤使用量3.5万吨左右，燃煤排放的主要污染物都有大幅度削减，具体的削减量见表1。

从表1的数据表明，该供热站煤改气后，供热面积没变，但其主要污染物烟尘、二氧化硫及二氧化氮均有大幅度削减，削减率分别为65.3%、99.9%和28.1%，对当地空气质量改善起到积极的作用。

3.2 彻底消除煤场扬尘及运煤噪声对周围环境的影响

供热站煤场扬尘及上煤、运煤产生的噪声一直是供热站难以解决的问题，随着《乌鲁木齐市大气污染防治条例（2014）》、《乌鲁木齐市防治扬尘污染实施方案》等一系列新标准的出台，对扬尘治理提出更高要求，运煤及储煤需实行全封闭，不可避免的加大供热站的投资，供热站煤改气后，这些影响随之消失，同时煤场还可以进行绿化等其他用途，提升了城市景观，改善了供热站周围的环境面貌。

3.3 其他环境效益

供热站原燃煤锅炉每天产生的炉渣用重型框链除渣机将灰渣输送至高位灰渣房收集，直接由拉渣车运至城市垃圾场，项目煤改气后，燃气锅炉无炉渣等产生，彻底消除拉运灰渣时对城市环境的影响。

4 结语

综上可以看出，天然气为清洁能源，供热站实行燃煤锅炉“煤改气”后，呈现的环境效益是多方面的，其中最主要的是减少原煤消耗，有效改善燃煤供热对大气环境的污染，主要大气污染物排放浓度明显下降，实现二氧化硫及烟尘的大幅度削减，对改善当地空气质量起到积极作用，环境效益显著。

根据历年环境质量状况公报，通过实施“煤改气”等一系列减煤措施后，2012年全市二氧化硫年均浓度为0.058 mg/m3，比2002年降低了43%，不再是首要污染物，首次达到了国家空气质量二级标准（GB3095-2012）要求，可吸入颗粒物年均为0.145 mg/m3，比2002年降低了12%，二氧化氮年均浓度稳定保持在0.05～0.07 mg/m3之间，浓度值变化不大。

乌鲁木齐市“煤改气”工程虽然极大的降低了二氧化硫的浓度，但可吸入颗粒物和二氧化氮年均值均超过标准要求，尤其是可吸入颗粒物近两年呈现出上升趋势，随着市区面积的扩大，能源使用的进一步增高，机动车保有量的急速增长，乌鲁木齐市大气污染由煤烟型污染向复合型污染转变的趋势更加突出，乌鲁木齐市空气质量改善的任务依然艰巨，开放源、机动车尾气、扬尘已成为该市空气颗粒物的主要来源之一，今后需在减排煤烟尘基础上，加强机动车尾气和扬尘污染防治。

参考文献

[1] 关于大气污染治理工作的会议纪要.乌党办纪[2012]13号.2012.

[2] 奚元福.环境保护计算手册[M].成都：四川科学技术出版社，1991.

[3] 国家环境保护总局环境影响评价管理司编.环境影响评价岗位培训教材[M].化学工业出版社，2006.

[4] 乌鲁木齐市环境监测中心站.年乌鲁木齐市环境质量报告书[M].2002-2013.