馬智斌

（莆田市仙游環(huán)境監(jiān)測(cè)站，福建 仙游 351200）

燃煤鍋爐廢氣是主要的大氣固定污染源，其廢氣排放二氧化硫、氮氧化物又是列入國(guó)家大氣污染物排放總量控制指標(biāo)，主要大氣污染物排放總量需通過(guò)排污權(quán)核定和交易取得，因此，燃煤鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)直接關(guān)系到用熱企事業(yè)單位鍋爐廢氣排放總量控制及排污權(quán)交易經(jīng)濟(jì)費(fèi)用問(wèn)題，也關(guān)系到其廢氣達(dá)標(biāo)排放及除塵除硫脫硝廢氣處理設(shè)施的有效性問(wèn)題。因此，為了客觀地了解鍋爐廢氣排放實(shí)際情況，需對(duì)鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)存在的問(wèn)題進(jìn)行梳理分析，并提出解決問(wèn)題的規(guī)范措施，為環(huán)境監(jiān)測(cè)部門提供燃煤鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)參考。

1 莆田市燃煤鍋爐整治及運(yùn)行監(jiān)管情況

在燃煤鍋爐未實(shí)施“煤改氣”工程整治之前，我市80%以上鍋爐為燃煤鍋爐，燃煤鍋爐為我市大氣主要污染源之一?，F(xiàn)我市范圍內(nèi)基本上完成了每小時(shí)20蒸噸以下的燃煤鍋爐“煤改氣”工程整治，即完成燃煤鍋爐改燃生物質(zhì)或燃天氣鍋爐?，F(xiàn)有燃煤鍋爐涉及主要行業(yè)為印染、火力發(fā)電、化工、化纖等，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全市現(xiàn)有20蒸噸以上的燃煤鍋爐有10家，每小時(shí)20蒸噸以上燃煤鍋爐廢氣排放進(jìn)行了提標(biāo)改造，燃煤鍋爐廢氣污染防治要求采取有效的除硫脫硝措施，除硫效率要求在80%以上、脫硝效率要求在65%以上，同時(shí)要求安裝二氧化硫和氮氧化物在線監(jiān)控設(shè)施，從嚴(yán)執(zhí)行燃煤鍋爐廢氣污染物排放濃度和排放總量，并將每小時(shí)20蒸噸以上的燃煤鍋爐企業(yè)列入年度大氣污染重點(diǎn)監(jiān)管單位名單，要求企業(yè)委托有資質(zhì)的單位自行開(kāi)展鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)，確保鍋爐廢氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

2 鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)存在的問(wèn)題分析

2.1 未全面掌握鍋爐基本情況

環(huán)境監(jiān)測(cè)部門在深入相關(guān)部門開(kāi)展燃煤鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)之前，未對(duì)鍋爐基本情況進(jìn)行全面調(diào)查，包括鍋爐型號(hào)、供熱方式、鍋爐蒸氣壓力、廢氣處理方式（除塵、除硫和脫硝）、排氣筒（高度、結(jié)構(gòu)、出口口徑）、燃料種類（天然氣、油、生物質(zhì)、煤）及其成分、運(yùn)行時(shí)間（日運(yùn)行時(shí)間、有效運(yùn)行時(shí)間）、200米范圍內(nèi)建筑物分布等。在未對(duì)鍋爐建設(shè)及運(yùn)行情況進(jìn)行全面調(diào)查的前提下，就無(wú)法制定科學(xué)的鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)方案，鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)時(shí)對(duì)運(yùn)行工況掌握不清，甚至在不具備監(jiān)測(cè)條件下也開(kāi)展了監(jiān)測(cè)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果與鍋爐實(shí)際排放不符，甚至出現(xiàn)鍋爐空燒時(shí)進(jìn)行廢氣監(jiān)測(cè)。在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，煙氣氧含量控制對(duì)鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)濃度影響較大，在運(yùn)行中有效控制煙氣氧含量，也是影響鍋爐污染物濃度排放換算的關(guān)鍵，煙氣氧含量是鍋爐運(yùn)行重要監(jiān)控參數(shù)之一和反映燃燒設(shè)備與鍋爐運(yùn)行完善程度的重要依據(jù)，其值的大小與鍋爐結(jié)構(gòu)、燃料的種類和 性質(zhì)、鍋爐負(fù)荷的大小、運(yùn)行配風(fēng)工況及設(shè)備密封狀況等因素有關(guān)。氧含量越小，即過(guò)量空氣系數(shù)越小，則表明化學(xué)不完全燃燒熱損失和機(jī)械不完全燃燒熱損失增加；氧含量越大，即過(guò)量空氣系數(shù)越大，則表明空氣量送入過(guò)大。實(shí)際監(jiān)測(cè)表明，氧含量的變化對(duì)煙氣排放濃度運(yùn)行較大，表1為對(duì)仙游經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)某燃煤鍋爐在不同含氧量情況下的廢氣排放顆粒物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果。

從表1監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，氧含量越大，即過(guò)量空氣系數(shù)越大，煙氣中顆粒物換算后的濃度越大，在運(yùn)行中有效控制煙氣氧含量，也是鍋爐污染物排放穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素。實(shí)際生產(chǎn)中將煙氣中的氧含量控制顯得非常重要，煙氣氧含量的細(xì)微變化，對(duì)排放濃度的折算值有較大的影響。

表1 燃煤鍋爐不同含氧量的廢氣顆粒物排放監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.2 未對(duì)采樣監(jiān)測(cè)過(guò)程有效性進(jìn)行質(zhì)量控制

圖1 對(duì)鍋爐排放廢氣進(jìn)行監(jiān)督性采樣監(jiān)測(cè)

鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性的前提是采樣口設(shè)置要符合《固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求，即采樣位置要選取煙道水平管段或垂直段，優(yōu)先選在垂直段，同時(shí)采樣口應(yīng)避開(kāi)煙道變徑管[1]。鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)有效性質(zhì)控常見(jiàn)的問(wèn)題：一是未做好監(jiān)測(cè)采樣前質(zhì)量控制工作，包括濾筒質(zhì)量控制、儀器檢查、校準(zhǔn)和檢定、選擇合適的采樣嘴及人員持證上崗核實(shí)；二是鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)采樣口設(shè)置不合理，直接導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)效或視同為超標(biāo)排放；三是采樣過(guò)程中未對(duì)采樣孔進(jìn)行有效的堵漏，導(dǎo)致鍋爐煙氣泄漏，監(jiān)測(cè)的廢氣量偏小或污染物濃度偏低；四是監(jiān)測(cè)時(shí)段與鍋爐燃燒時(shí)段不匹配，未對(duì)監(jiān)測(cè)時(shí)段燃料用量進(jìn)行稱重記錄，存在鍋爐燃燒燃料量不夠，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)濃度偏低。

2.3 未對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的合理性進(jìn)行分析

《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014）規(guī)定了鍋爐大氣污染物濃度排放限值且為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)[2]，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需通過(guò)監(jiān)測(cè)的含氧量指標(biāo)換算為標(biāo)態(tài)排放限值。鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題：一是將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為排放限值，未將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)態(tài)換算；二是未對(duì)監(jiān)測(cè)異常值進(jìn)行剔除，在監(jiān)測(cè)采樣過(guò)程中，如燃煤過(guò)程突然增加或減少加煤量導(dǎo)致鍋爐運(yùn)行負(fù)荷異常變化，致使含氧量異常變化，應(yīng)停止采樣或剔除監(jiān)測(cè)結(jié)果。根據(jù)仙游縣禾欣公司的燃煤鍋爐正常運(yùn)行負(fù)荷及異常負(fù)荷（突然增加或減少加煤量）有組織排放的煙塵、含氧量、二氧化硫和氮氧化物的監(jiān)測(cè)報(bào)告，對(duì)不同工況對(duì)比發(fā)現(xiàn)，正常工況數(shù)據(jù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，而異常工況條件下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)超標(biāo)，監(jiān)測(cè)結(jié)果不穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；三是未按鍋爐有效運(yùn)行時(shí)間（實(shí)際燃燒時(shí)間）核算主要大氣污染物排放總量，導(dǎo)致主要大氣污染物排放總量核算偏大，甚至超過(guò)排污權(quán)定交易的排放總量，即出現(xiàn)排放總量超標(biāo)。

2.4 未在可行的鍋爐污染防治措施下進(jìn)行廢氣監(jiān)測(cè)

鍋爐污染防治工藝直接關(guān)系到鍋爐廢氣治理運(yùn)行效果問(wèn)題，根據(jù)燃煤鍋爐重點(diǎn)企業(yè)自行監(jiān)測(cè)報(bào)告，發(fā)現(xiàn)部分燃煤鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)結(jié)果是達(dá)標(biāo)排放，但鍋爐污染防治設(shè)施運(yùn)行效果達(dá)不到設(shè)計(jì)的除硫脫硝效率要求，因此，從鍋爐污染防治效果分析，鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)結(jié)果也是不合理的，分析原因：一是脫硫及脫硝原料用量不夠，其次鍋爐污染防治工藝未按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建設(shè)，在鍋爐污染防治措施不可行的情況下進(jìn)行廢氣監(jiān)測(cè)，必然導(dǎo)致鍋爐污染防治運(yùn)行效果不佳。

3 規(guī)范鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)的對(duì)策

3.1 要科學(xué)制定鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)方案

制定鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)方案前，監(jiān)測(cè)部門要進(jìn)入鍋爐使用單位現(xiàn)場(chǎng)，認(rèn)真查閱有關(guān)鍋爐建設(shè)及運(yùn)行相關(guān)資料，包括項(xiàng)目環(huán)評(píng)及其批復(fù)、鍋爐建設(shè)設(shè)計(jì)方案和鍋爐運(yùn)行操作方案等，全面掌握鍋爐建設(shè)及運(yùn)行基本情況，并根據(jù)鍋爐運(yùn)行情況科學(xué)制定鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)方案，合理確定采樣斷面位置及數(shù)量、采樣時(shí)段等，另外在監(jiān)測(cè)采樣過(guò)程中不同煙氣流速采樣方法不盡相同，如在煙氣流速小于5m/s時(shí)，根據(jù)HJ/T397-2007固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范中第5.1.2條規(guī)定：采樣斷面的流速最好大于5m/s，但在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中，可能因?yàn)闊煔鈩?dòng)力不足，采樣斷面流速常出現(xiàn)小于5m/s的情況，應(yīng)參照HJ75-2017附錄A中A3.8規(guī)定：“手工采樣監(jiān)測(cè)斷面排氣流速≥5m/s，當(dāng)不能滿足要求時(shí)：a.在2.5～5m/s之間時(shí)，取實(shí)測(cè)平均流速計(jì)算采樣流量進(jìn)行恒流采樣，校驗(yàn)方法仍采用一元線性回歸方程；b.低于2.5m/s，取2.5m/s流速計(jì)算采樣流量進(jìn)行恒流采樣?！贝_保采樣樣品的代表性，同時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)鍋爐廢氣采樣口、廢氣處理設(shè)施等存在問(wèn)題提出整改，在滿足固定源大氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范前提下開(kāi)展監(jiān)測(cè)，如煙氣流速小于做到監(jiān)測(cè)時(shí)心中有數(shù)，不盲目監(jiān)測(cè)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效性、科學(xué)性。

3.2 監(jiān)測(cè)時(shí)要對(duì)鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)校準(zhǔn)

鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)儀器首先要經(jīng)過(guò)計(jì)量單位認(rèn)證，取得認(rèn)證證書(shū)，監(jiān)測(cè)前要準(zhǔn)備好采樣濾筒，采樣濾筒需滿足400℃以上高溫排氣中使用要求[3]，監(jiān)測(cè)時(shí)需對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)內(nèi)容包括監(jiān)測(cè)儀器流量準(zhǔn)確度≤+2.5%、煙氣空載流量≥500mL/min、SO2示值變化≤+3%。通過(guò)對(duì)鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)儀器的校準(zhǔn)，有效控制監(jiān)測(cè)儀器帶來(lái)的監(jiān)測(cè)誤差，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度和準(zhǔn)確度。

3.3 科學(xué)處理和分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

對(duì)有安裝大氣在線監(jiān)控的鍋爐，鍋爐廢氣現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)要與在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，分析現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的差異性；在掌握鍋爐燃料成分的基礎(chǔ)上并參考環(huán)評(píng)鍋爐廢氣物料衡算數(shù)據(jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)要及時(shí)剔除，避免因監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)效而重測(cè)，增加監(jiān)測(cè)費(fèi)用；監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)要同步調(diào)查鍋爐燃料用量及鍋爐實(shí)際運(yùn)行時(shí)間，確保監(jiān)測(cè)期間工況符合廢氣監(jiān)測(cè)規(guī)范要求，同時(shí)便于主要大氣污染物排放總量核算；監(jiān)測(cè)期間要合理控制采樣氣流速度，氣體進(jìn)入采樣嘴時(shí)氣流速度與煙氣流速保持基本一致，所監(jiān)測(cè)的兩組數(shù)值相對(duì)誤差≤10%，同時(shí)要控制含氧量不能過(guò)高，以滿足換算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的大氣污染物排放濃度的最佳監(jiān)測(cè)條件。

3.4 加強(qiáng)對(duì)鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)人員的專業(yè)培訓(xùn)

鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)人員需經(jīng)過(guò)專業(yè)技能培訓(xùn)，取得采樣和監(jiān)測(cè)分析上崗證，對(duì)未取得上崗證的人員不得從事鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效性[4]。鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)設(shè)備更新快，品牌多，不同監(jiān)測(cè)設(shè)備操作要求不同，需通過(guò)不斷加強(qiáng)監(jiān)測(cè)人員專業(yè)及操作技能的培訓(xùn)，尤其要強(qiáng)化基層監(jiān)測(cè)人員的培訓(xùn)，進(jìn)一步提高監(jiān)測(cè)人員技能水平，以適應(yīng)科技不斷創(chuàng)新的環(huán)境監(jiān)測(cè)形勢(shì)要求。

3.5 對(duì)燃煤鍋爐污染防治設(shè)施進(jìn)行提升改造

鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)涉及排放濃度監(jiān)測(cè)，同時(shí)也要滿足鍋爐污染防治運(yùn)行效果，因此，鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)出現(xiàn)未能達(dá)標(biāo)或不穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，甚至出現(xiàn)超標(biāo)排放情況下，作為鍋爐使用單位應(yīng)根據(jù)國(guó)家最新出臺(tái)鍋爐污染防治可行技術(shù)指南要求[5]，對(duì)采取落后或淘汰的鍋爐污染防治工藝進(jìn)行改造，提高鍋爐污染防治設(shè)施運(yùn)行效果，進(jìn)一步減少鍋爐大氣污染物排放總量，確保鍋爐廢氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

4 結(jié)語(yǔ)

鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)主要的大氣固定源監(jiān)測(cè)工作，當(dāng)前對(duì)鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)所使用的煙塵采樣器具有微電腦自動(dòng)化采樣和監(jiān)測(cè)，但為確保鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效性，以及合理處理好監(jiān)測(cè)結(jié)果，監(jiān)測(cè)時(shí)需全面調(diào)查鍋爐基本情況，掌握鍋爐運(yùn)行工況，同時(shí)重視鍋爐采樣口位置及采樣斷面設(shè)置的規(guī)范性問(wèn)題，對(duì)鍋爐污染防治設(shè)施及廢氣監(jiān)測(cè)存在問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行整改，確保鍋爐廢氣監(jiān)測(cè)具備監(jiān)測(cè)條件，同時(shí)提高鍋爐污染防治設(shè)施運(yùn)行效果，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能如實(shí)反映出鍋爐大氣污染物排放狀況。