劉 暢

(遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 沈陽 110161)

1 引言

為深入貫徹落實《遼寧省藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年作戰(zhàn)計劃(2018-2020年)》有關(guān)要求，加強(qiáng)燃煤鍋爐大氣污染綜合治理，有效地控制燃煤鍋爐大氣污染物排放，協(xié)同控制溫室氣體排放，保障人民群眾健康，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，燃煤鍋爐煙氣治理效益分析意義重大[1]。針對燃煤鍋爐煙氣治理現(xiàn)狀，結(jié)合全省空氣質(zhì)量改善預(yù)期目標(biāo)及舉措，對燃煤鍋爐煙氣治理進(jìn)行了效益分析。

2 燃煤鍋爐概況

2.1 總體概況

截至2019年底，遼寧省各類在用鍋爐6796臺，總?cè)萘考s94004蒸t。其中燃油、燃?xì)忮仩t538臺，容量5043蒸t，占全省工業(yè)鍋爐總臺數(shù)的7.9%(全國占比25%)、總?cè)萘康?.4%(全國占比15%)。燃煤鍋爐6255臺，容量88901蒸t，占總臺數(shù)的92.0%，占總?cè)萘康?4.6%，年耗煤量近2000萬t。燃煤鍋爐中總?cè)萘康?6.6%為縣級以上城市建成區(qū)、工業(yè)園區(qū)10 t/h及以上燃煤鍋爐和農(nóng)村20 t/h及以上燃煤鍋爐貢獻(xiàn)。

遼寧省縣級以上城市建成區(qū)和工業(yè)園區(qū)10 t/h及以上、農(nóng)村20 t/h及以上燃煤鍋爐1532臺，總?cè)萘?5881蒸t，年耗煤量達(dá)1300萬t。顆粒物排放量1.4萬t/年、二氧化硫排放量9.5萬t/年、氮氧化物排放量13.3萬t/年。

燃煤鍋爐主要用于供暖及工業(yè)，主要分布于工業(yè)和人口密集的城鎮(zhèn)及周邊地區(qū)，以滿足居民供暖和工業(yè)用熱水和蒸汽的需求為主，燃煤鍋爐平均容量逐年提升，排放高度較高，但燃煤品質(zhì)差、差異大、治理效率低，污染物排放強(qiáng)度高，生態(tài)環(huán)境影響受到普遍關(guān)注。

2.2 煙氣治理設(shè)施分布

以臺數(shù)計，遼寧省10 t/h及以上燃煤鍋爐除塵、脫硫、脫硝治理率分別為99.0%、96.3%和56.5%，燃煤鍋爐的除塵、脫硫治理已達(dá)到高程度覆蓋，為確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，脫硝治理率有待整體提升。煙氣治理設(shè)施分布見圖1。

圖1 遼寧省10t/h及以上燃煤鍋爐煙氣治理設(shè)施分布

3 煙氣治理效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

3.1.1 燃煤鍋爐煙氣治理投資分析

分別以40 t/h鍋爐(年運行時間4350 h)、65 t/h(年運行時間4350 h)為例進(jìn)行闡述，改造主要為除塵、脫硫、脫硝三部分，除塵采用布袋除塵，脫硫采用鎂法脫硫，脫硝采用SNCR脫硝、PNCR脫硝。改造后，出口顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于30 mg/m3、200 mg/m3、200 mg/m3(9%的基準(zhǔn)氧含量)。設(shè)施投資成本見表1。

表1 環(huán)保設(shè)施投資成本

另外，環(huán)保設(shè)施運行成本包括設(shè)備折舊成本和運維成本。除塵系統(tǒng)運維成本包括電耗、人工、維修、財務(wù)以及其他成本(行政管理費、財產(chǎn)稅、保險以及日常管理費，下同)等；脫硫系統(tǒng)運維成本包括氧化鎂、電耗、水耗、人工、維修、財務(wù)以及其他成本等；SNCR/PNCR脫硝系統(tǒng)運維成本包括損失成本、維修成本、財務(wù)成本以及其他成本等[2]。以40t/h鍋爐為例，運行成本概算見表2。

以40 t/h鍋爐為例，折舊、檢修、資金成本及運行成本總和治理前后分別為62.4萬/年和97萬/年，按每蒸噸覆蓋1.0～1.5萬m2供暖面積計算，每平方米供暖面積環(huán)保設(shè)施投入治理前后分別為1.0～1.2元/m2/年和1.2～1.6元/m2·年[3]。

表2 環(huán)保設(shè)施運行成本(40t/h鍋爐為例)

3.1.2 燃煤鍋爐治理市場前景

截至2019年底，遼寧省縣級以上城市建成區(qū)和工業(yè)園區(qū)10 t/h及以上、農(nóng)村20 t/h及以上燃煤鍋爐1532臺，占全省燃煤鍋爐總?cè)萘康?6.6%，是遼寧省燃煤鍋爐治理的重中之重。為確保全省燃煤鍋爐能夠全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，在提高管理技術(shù)水平的同時，要新增污染物治理設(shè)施或?qū)σ呀ㄎ廴疚镏卫碓O(shè)施進(jìn)行升級改造。

為進(jìn)行全省經(jīng)濟(jì)投資分析，依據(jù)2019年全省縣級以上城市建成區(qū)和工業(yè)園區(qū)10 t/h及以上、農(nóng)村20t/h及以上燃煤鍋爐在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，統(tǒng)計主要污染物的達(dá)標(biāo)率，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的單項達(dá)標(biāo)率分別為80.7%、81.5%、71.4%。設(shè)定燃煤鍋爐均采用末端治理措施實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放[4]。通過計算可得，全省超標(biāo)燃煤鍋爐末端治理設(shè)備投資費用約12.05億元，詳見表3。

綜上，為確保遼寧省燃煤鍋爐全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，總投資約12.05億元，其中大型燃煤鍋爐4.57億元，中型7.33億元，小型0.15億元。隨著環(huán)保治理水平的技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)模式的創(chuàng)新，污染物治理投資會逐步下降。隨著國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)的收嚴(yán)，污染物治理技術(shù)水平、管理水平需持續(xù)增強(qiáng)，投資也需要相應(yīng)追加。

表3 遼寧省超標(biāo)燃煤鍋爐新增末端治理設(shè)備投資估算

3.2 環(huán)境效益分析

3.2.1 單臺鍋爐減排量分析

除塵改造考慮采用布袋除塵，改造前后煙塵分別控制在80 mg/m3以下和30 mg/m3以下；結(jié)合遼寧地區(qū)鎂礦資源優(yōu)勢，脫硫改造考慮采用鎂法脫硫，改造前后SO2分別控制在400 mg/m3以下和200 mg/m3以下；改造前后出口NOx分別控制在400 mg/m3以下和200 mg/m3以下。40 t/h鍋爐顆粒物、SO2、NOx新增減排量分別為26.10 t、104.40 t和104.40 t，65 t/h鍋爐顆粒物、SO2、NOx新增減排量分別為42.41 t、169.65 t和169.65 t[5]。

3.2.2 減排總量預(yù)測

遼寧省10 t/h及以上燃煤鍋爐中，中型鍋爐993臺，大型鍋爐512臺。全面實施煙氣治理工程，顆粒物、SO2、NOx執(zhí)行特別排放限值后，顆粒物、SO2、NOx減排量分別25798.4 t/年、56066.72 t/年、73803.99 t/年，會對全省空氣質(zhì)量改善起到十分積極促進(jìn)作用，具有極佳的環(huán)境效益[6]。減排總量預(yù)測詳見表4。

表4 減排總量預(yù)測分析

3.2.3 社會效益分析

顆粒物與霧霾天氣的形成密切相關(guān)，SO2、NOx是國家嚴(yán)格控制的兩大約束性指標(biāo)。燃煤鍋爐煙氣治理在削減污染物排放量方面意義重大，具有極佳的環(huán)境效益。在減輕燃煤鍋爐使用企業(yè)環(huán)保稅負(fù)的同時，確?！哆|寧省藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年作戰(zhàn)計劃(2018-2020年)》的順利實施，促進(jìn)遼寧省環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)改善。

4 結(jié)語

遼寧省各類在用鍋爐6796臺，總?cè)萘考s94004蒸t。燃煤鍋爐占總臺數(shù)的92.0%，占總?cè)萘康?4.6%，年耗煤量近2千萬t。其中，燃煤鍋爐中總?cè)萘康?6.6%為縣級以上城市建成區(qū)、工業(yè)園區(qū)10 t/h及以上燃煤鍋爐和農(nóng)村20 t/h及以上燃煤鍋爐貢獻(xiàn)，年耗煤量達(dá)1300萬t。燃煤鍋爐煙氣治理工程每年將帶來顆粒物25798.4 t、二氧化硫56066.72 t、氮氧化物73803.99 t的減排量，市場投資前景12.05億元，對大氣污染治理意義重大。