張杰 郎興華 楊璟軼 王偉 王大壯

（1. 中國石油西部管道公司，新疆烏魯木齊 830012；2. 北京中環(huán)格億技術(shù)咨詢有限公司，北京 100012）

1 引言

隨著“西氣東輸”“中俄東線”等項(xiàng)目的投運(yùn)，長輸管道已成為我國天然氣遠(yuǎn)距離輸送的主要路徑。為保障天然氣輸送過程平穩(wěn)，長輸管道沿線布置燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)組加壓輸送天然氣。燃?xì)廨啓C(jī)具有轉(zhuǎn)速高、輸出功率大、變速性能好、調(diào)速范圍廣、可與離心壓縮機(jī)直接連接等優(yōu)點(diǎn)［1］，同時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)的燃料氣取自管輸天然氣，氣源供應(yīng)可靠，因此，燃?xì)廨啓C(jī)成為燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)組離心壓縮機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)裝置。燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行過程中，通過燃燒天燃?xì)鉃槿細(xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)組提供運(yùn)行動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)為管道輸送天然氣增壓的目的，同時(shí)排放氮氧化物、一氧化碳和未燃盡的碳?xì)浠衔锏任廴疚铮?］。

目前，各國對(duì)于污染物管理的基本手段主要為污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值的管控，隨著科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國也都不斷地提高對(duì)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值的控制要求?？紤]到應(yīng)用于長輸管線燃?xì)廨啓C(jī)排放的大氣污染物氮氧化物和一氧化碳量較大，本文將重點(diǎn)對(duì)比分析中國、美國、英國以及德國發(fā)布的燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放的標(biāo)準(zhǔn)，可為我國制修訂燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

2 燃?xì)廨啓C(jī)尾氣監(jiān)測技術(shù)方法

目前，我國燃?xì)廨啓C(jī)燃燒尾氣排放的現(xiàn)場監(jiān)測工作，主要依據(jù)《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 397—2007）［3］和《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）［4］開展。美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR-part60［5］、英國BS-EN14181［6］和德國環(huán)保署UBA200-46-317［7］中明確規(guī)定了燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放的監(jiān)測方法。

2.1 監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

我國《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）、美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR-part60、英國BSEN14181 以及德國環(huán)保署UBA200-46-317 均規(guī)定監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為溫度為273 K，壓力為101 325 Pa時(shí)的狀態(tài)。所規(guī)定的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)值，均以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干空氣為基準(zhǔn)。

2.2 監(jiān)測期間運(yùn)行負(fù)荷

我國《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 397—2007）規(guī)定“生產(chǎn)設(shè)備和治理設(shè)施正常運(yùn)行，工況條件符合監(jiān)測要求”。北京市2011 年發(fā)布的《固定式燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11847—2011）［8］，為目前國內(nèi)僅有的燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)定固定式燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物的監(jiān)測負(fù)荷應(yīng)按照《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 397—2007）的規(guī)定執(zhí)行。美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR-part60 中也為同樣的規(guī)定，但是，英國BS-EN14181 則規(guī)定監(jiān)測期間運(yùn)載負(fù)荷為70%。

2.3 監(jiān)測采樣頻次和采樣時(shí)間

我國《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）中規(guī)定，排氣筒中廢氣的采樣以連續(xù)1 h 的采樣獲取平均值；或在1 h 內(nèi)，以等時(shí)間間隔采集4個(gè)樣品，并計(jì)平均值。美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR-part60規(guī)定的采樣監(jiān)測周期與我國相同；而英國BSEN14181 規(guī)定的監(jiān)測周期則分為基于小時(shí)均值的月均值、基于小時(shí)均值的日均值和基于95%全年觀測數(shù)據(jù)的小時(shí)均值；德國環(huán)保署UBA200-46-317 規(guī)定監(jiān)測采樣周期為半小時(shí)內(nèi)排放均值。

3 大氣污染物排放控制

我國目前燃?xì)廨啓C(jī)排放大氣污染物參照《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）執(zhí)行，而北京市出臺(tái)了燃?xì)廨啓C(jī)排放大氣污染物的標(biāo)準(zhǔn)《固定式燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11847—2011）。美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR-part60、英國BSEN14181、德國環(huán)保署UBA200-46-317 均規(guī)定了本國范圍內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)排放大氣污染物的標(biāo)準(zhǔn)限值。

3.1 大氣污染物

燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中控制的大氣污染物情況見表1。

表1 燃?xì)廨啓C(jī)控制的大氣污染物情況

3.2 大氣污染物排放基準(zhǔn)

我國《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）、《固定式燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11847—2011）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國燃?xì)廨啓C(jī)污染物排放均按照濃度計(jì)算；英國、德國污染物排放基準(zhǔn)與我國相同；而美國聯(lián)邦法規(guī)40CFR-part60 則規(guī)定，污染物排放標(biāo)準(zhǔn)分為基于輸出功率的和基于濃度的，并允許運(yùn)營商可在兩種標(biāo)準(zhǔn)中任選其一進(jìn)行監(jiān)測。燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物的排放基準(zhǔn)情況見表2。

表2 燃?xì)廨啓C(jī)控制的大氣污染物排放基準(zhǔn)情況

3.3 大氣污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)

各國對(duì)大氣污染物排放控制標(biāo)準(zhǔn)限值的規(guī)定存在較大差異，其中，我國暫未制定針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放的國家標(biāo)準(zhǔn)，而《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996）中的規(guī)定相對(duì)較寬泛，對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)針對(duì)性不強(qiáng)，《固定式燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11847—2011）中規(guī)定了污染物最高排放濃度，對(duì)于全國具有一定的示范效應(yīng)，但標(biāo)準(zhǔn)限值過于嚴(yán)格，對(duì)全國適用參考意義不大；德國通過實(shí)測大量運(yùn)行正常的燃?xì)廨啓C(jī)污染物排放濃度，制定了氮氧化物、二氧化硫和一氧化碳的排放濃度限值，而對(duì)于顆粒物含量則利用煙氣不透明度半定量地進(jìn)行了描述；英國則基于月均值、日均值和95%全年觀測小時(shí)均值3 種監(jiān)測周期，制定了不同的排放限值，而且采樣數(shù)據(jù)頻次越高，氮氧化物、一氧化碳允許排放的濃度越高，不同監(jiān)測周期允許值最高可以相差2 倍。燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)限值情況見表3。

表3 大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值情況

美國燃?xì)廨啓C(jī)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)考慮了燃?xì)廨啓C(jī)使用燃料、應(yīng)用目的、輸出功率、地理位置等因素對(duì)尾氣污染物排放的影響，在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)對(duì)以上源項(xiàng)進(jìn)行分類，對(duì)不同的源項(xiàng)制定了不同的排放限值。為便于實(shí)際應(yīng)用，每個(gè)排放限值均給出了基于輸出功率和基于濃度的限值。而對(duì)于二氧化硫的排放標(biāo)準(zhǔn)則完全按照地理位置制定，在美國大陸地區(qū)，從固定燃?xì)廨啓C(jī)排入大氣的二氧化硫基于輸出功率的排放限值不得超過110 ng/J（0.91 b/MWh），而非大陸地區(qū)二氧化硫限值為780 ng /J（6.21 b/MWh）。二氧化硫的排放限值還可以選擇遵守燃料的硫含量標(biāo)準(zhǔn)。美國燃?xì)廨啓C(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)限值規(guī)定情況見表4。

表4 美國40CFR-part60 規(guī)定的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值

4 結(jié)論與建議

通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，美國聯(lián)邦法規(guī)40CFRpart60 對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)污染物排放限值制定，充分考慮了影響排放的各種因素，而且制定了濃度和輸出功率兩種可選擇的基準(zhǔn)，增加了標(biāo)準(zhǔn)的適用性和可操作性。英國、德國為代表的歐洲標(biāo)準(zhǔn)，一方面利用一氧化碳與氮氧化物排放濃度負(fù)相關(guān)的特性，通過一氧化碳為控制污染物，反映氮氧化物的排放和燃料燃燒情況；另一方面按照監(jiān)測周期制定不同的排放限值，以保證大氣污染物排放濃度限值符合燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)際運(yùn)行情況。

建議我國制定燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：

（1）按照燃?xì)廨啓C(jī)用途和所處外界環(huán)境，制定大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)限值；

（2）燃?xì)廨啓C(jī)大氣污染物排放基準(zhǔn)宜借鑒美國的做法，按照輸出功率進(jìn)行計(jì)算；

（3）鼓勵(lì)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行單位加強(qiáng)大氣污染物監(jiān)測，積累足夠的數(shù)據(jù)后，制定大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。