關(guān)鍵詞：火電行業(yè)；大氣污染；環(huán)境影響

中圖分類(lèi)號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500(2025)07-0190-04

DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.056

Research on Air Pollution Assessment and Monitoring in the Thermal Power Industry of Shandong Province

LI Zongwen (Xintai Branch of Tai'an Ecological Environment Bureau，Tai'an 2712Oo，China)

Abstract:Toaddresstheatmosphericpolution statusof thethermal power industryin Shandong province，asystematic monitoring and evaluation framework was established.Adoptinga \"point-line-surface\"spatial layout forthe monitoring network，amulti-edeaationindexstmassucedcompasingpltantsios，omealcts， andgovernanceeficacy.Multi-modelcoupling methodswereemployed toconduct environmentalimpactassessments.Results demonstrate that in2O23，thecompliancerateofmajorpollutant emissions from Shandong'sthermal powersectorexceeded 99 % .Annual reductions of SO ，NOx，and particulate matter reached 42 O00 t，36 O00 t，and11000 t，respectively，driving a ² regional PM_2.5 concentration decline of 2.8μg/m³ .This research provides a scientific basis for precision pollution control in the thermal power industryand offerscritical guidance for advancing its green，low-carbon transition.

Keywords: thermal power industry;air pollution; environmental impact

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求持續(xù)增長(zhǎng)，火電行業(yè)作為山東省重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，其環(huán)境影響備受關(guān)注。截至2023年，山東省火電裝機(jī)容量達(dá)9800萬(wàn) kW ，占全省總裝機(jī)容量的 68% ，是大氣污染物的主要排放源之一。近年來(lái)，雖然通過(guò)實(shí)施超低排放改造等措施，污染物排放得到顯著控制，但在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和空氣質(zhì)量改善的雙重壓力下，火電行業(yè)面臨著更嚴(yán)格的環(huán)境管理要求。建立科學(xué)完善的監(jiān)測(cè)評(píng)估體系，準(zhǔn)確掌握污染排放特征和環(huán)境影響，對(duì)指導(dǎo)污染防治和推進(jìn)行業(yè)綠色發(fā)展具有重要意義。本研究構(gòu)建火電行業(yè)大氣污染監(jiān)測(cè)評(píng)估方法體系，為精準(zhǔn)治污提供技術(shù)支撐。

1山東省火電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1火電行業(yè)發(fā)展規(guī)模與分布

山東省作為工業(yè)大省，火電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。截至2023年底，山東省火電裝機(jī)容量達(dá)到9800萬(wàn)kW，占全省總裝機(jī)容量的 68% ，主要分布在濟(jì)南市、青島市、煙臺(tái)市等14個(gè)地級(jí)市。從地理分布來(lái)看，魯中、魯北地區(qū)的火電廠(chǎng)密度較大，約占全省火電裝機(jī)總量的 65% 。從機(jī)組類(lèi)型分析，600MW及以上超臨界、超超臨界機(jī)組占比達(dá)到 75% ， 300MW 及以下常規(guī)機(jī)組占比持續(xù)下降至 15% ，表明山東省火電行業(yè)的整體技術(shù)水平較高。近年來(lái)，為適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整需求，山東省已完成超低排放改造的機(jī)組容量達(dá)到9500萬(wàn) kW ，改造率達(dá) 96.9% ，處于全國(guó)領(lǐng)先水平。2023年，山東省火電機(jī)組平均供電煤耗為 302g/kW ，比2020年下降 5g/kW ，能源利用效率不斷提升。

1.2大氣污染種類(lèi)及來(lái)源

山東省火電行業(yè)的大氣污染物主要包括 SO₂ 、NO_x 和煙塵等。2023年環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，火電行業(yè)排放的 SO₂ 占全省工業(yè)源排放總量的 43.2% ， NO_x 占比達(dá)到 51.6% ，煙塵占比為 38.5% ，是大氣污染物的主要來(lái)源之一。

從污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)分析， SO₂ 主要源于煤炭燃燒過(guò)程中含硫物質(zhì)的氧化，其排放量與燃煤品質(zhì)密切相關(guān)[1。山東省火電廠(chǎng)使用煤炭平均含硫量為 0.8% ，通過(guò)采用石灰石－石膏濕法脫硫工藝，脫硫效率可達(dá) 95% 以上。 NO_x 主要來(lái)自燃燒過(guò)程中的熱力型 NO_x （約占 70% ）和燃料型 NO_x （約占 30% ），目前普遍采用低氮燃燒和選擇性催化還原（SelectiveCatalyticReduction，SCR）技術(shù)進(jìn)行治理，脫硝效率達(dá)到 85% 以上。煙塵污染主要來(lái)自煤炭燃燒后產(chǎn)生的固體顆粒物，包括飛灰和未完全燃燒的碳粒。

2大氣污染檢測(cè)體系設(shè)計(jì)

2.1 監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)布局

山東省火電行業(yè)大氣污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)采用“點(diǎn)-線(xiàn)-面”三位一體的布局模式。在點(diǎn)位布設(shè)方面，全省建立了458個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中煙肉排放口在線(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)386個(gè)，廠(chǎng)界及周邊環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)72個(gè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì) 300MW 以上機(jī)組 100% 監(jiān)控覆蓋。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)遵循代表性、科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性原則，重點(diǎn)考慮機(jī)組容量、污染物排放特征和周邊環(huán)境敏感性[2-3]

在線(xiàn)路連接上，采用“?。?企業(yè)”三級(jí)聯(lián)網(wǎng)體系，通過(guò)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至省級(jí)監(jiān)控中心。全省14個(gè)地級(jí)市均設(shè)立分中心，與省級(jí)平臺(tái)形成數(shù)據(jù)共享機(jī)制。在面域覆蓋方面，結(jié)合大氣擴(kuò)散模型和氣象條件，建立了15個(gè)區(qū)域性網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)火電集中區(qū)域的立體監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)配套建設(shè)了106套走航監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和23個(gè)大氣污染組分觀(guān)測(cè)站，用于補(bǔ)充固定監(jiān)測(cè)的不足。走航監(jiān)測(cè)主要覆蓋火電廠(chǎng)周邊 3～5km ，重點(diǎn)針對(duì)污染物擴(kuò)散規(guī)律和累積效應(yīng)開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.2 監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系

山東省火電行業(yè)大氣污染監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系分為常規(guī)污染物、特征污染物和環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)3個(gè)層次。常規(guī)污染物監(jiān)測(cè)包括 SO₂ ！ NO_x 和煙塵。其中， SO₂ 排放限值為 35mg/m³ ，采用紫外熒光法連續(xù)監(jiān)測(cè)； NO_x 排放限值為 50mg/m³ ，采用化學(xué)發(fā)光法連續(xù)監(jiān)測(cè)；煙塵排放限值為 10mg/m³ ，采用 β 射線(xiàn)法連續(xù)監(jiān)測(cè)。特征污染物監(jiān)測(cè)包括汞及其化合物和CO，其中汞及其化合物排放限值為 0.03mg/m³ ，采用冷原子吸收法每季度監(jiān)測(cè)；CO排放限值為 100mg/m³ ，采用紅外吸收法連續(xù)監(jiān)測(cè)。環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)則包括 PM_2.5 和 PM₁₀ 0其中， PM_2.5 的標(biāo)準(zhǔn)限值為 35μg/m³ ，采用微震天平法監(jiān)測(cè)小時(shí)均值； PM₁₀ 的標(biāo)準(zhǔn)限值為 70μg/m³ ，采用 β 射線(xiàn)法監(jiān)測(cè)小時(shí)均值。

2.3數(shù)據(jù)采集與傳輸

山東省火電行業(yè)大氣污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)采用“分層采集、實(shí)時(shí)傳輸、集中管理”的架構(gòu)模式。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元和數(shù)據(jù)處理中心3部分組成，實(shí)現(xiàn)污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、傳輸和處理。具體指標(biāo)如表1所示。

3大氣污染評(píng)估方法

3.1評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

山東省火電行業(yè)大氣污染評(píng)估指標(biāo)體系采用“三級(jí)指標(biāo)、多維度評(píng)價(jià)”的構(gòu)建方法，包括污染物排放、環(huán)境影響和治理效能3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，設(shè)置12個(gè)二級(jí)指標(biāo)和36個(gè)三級(jí)指標(biāo)，形成全方位的評(píng)估體系。該體系通過(guò)層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重，采用標(biāo)準(zhǔn)化處理方法實(shí)現(xiàn)指標(biāo)量化。火電行業(yè)大氣污染評(píng)估指標(biāo)體系及權(quán)重分配如表2所示。

3.2環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法

山東省火電行業(yè)大氣污染環(huán)境影響評(píng)價(jià)采用多模型耦合的技術(shù)路線(xiàn)，結(jié)合污染物擴(kuò)散模型、受體模型和數(shù)值模擬方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物遷移轉(zhuǎn)化及環(huán)境影響的定量評(píng)估[4]。大氣污染物擴(kuò)散采用改進(jìn)的高斯煙羽模型進(jìn)行模擬，其基本方程為

式中： C 為空間點(diǎn) (x，y，z) 處的污染物濃度， mg/m³ Q 為污染源強(qiáng)度， mg/s ; σ_y， ， σ_z 分別為水平和垂直擴(kuò)散參數(shù)， m ； U 為平均風(fēng)速， m/s ； h 為有效源高，m ; x 為下風(fēng)向距離； y 為橫風(fēng)向距離； z 為垂直方向高度。環(huán)境空氣質(zhì)量模擬采用WRF-CMAQ（WeatherResearch and Forecasting-Community Multiscale AirQuality）模式系統(tǒng)，大氣污染物的質(zhì)量守恒方程為

式中： C 為污染物濃度； t 為時(shí)間； u 為風(fēng)速矢量；K 為湍流擴(kuò)散系數(shù)； R 為化學(xué)轉(zhuǎn)化項(xiàng)； s 為源匯項(xiàng)；Δ 為梯度算子； X 為污染物組分濃度向量； G 為化學(xué)反應(yīng)速率矩陣； F 為相界面通量系數(shù)； E 為本底排放項(xiàng)。

3.3結(jié)果分析

從排放達(dá)標(biāo)率、污染削減效果、環(huán)境質(zhì)量改善和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)4個(gè)維度，分析山東省火電行業(yè)大氣污染監(jiān)測(cè)評(píng)估結(jié)果。基于2020一2023年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)評(píng)價(jià)污染防治措施的實(shí)施效果，如表3所示[5]。2023年，山東省火電行業(yè)主要污染物排放達(dá)標(biāo)率均突破 99% 。 SO₂ ！ NO_x 和煙塵年削減量分別達(dá)