2011年新版《火电厂大气污染物排放标准》发布时，我们还为如何实现达标排放而犯愁，觉得标准太严，没有成熟可靠的技术。然而，2013年1月及其后的中国东、中部地区严重的灰霾污染促使国家与地方各级政府更加重视重点大气污染源的治理，燃煤电厂首当其冲。2014年国家出台了燃煤机组超低排放的相关要求，超低排放在争议声中快步前行。截至2015年4月，全国累计建成投运的煤电超低排放机组容量超过1.5亿千瓦，主要分布在我国的东部和中部地区。自2013年起国电环境保护研究院就开始对湿式电除尘器后的低浓度湿烟气排放进行研究性监测，2014年6月起参与了环保部环境工程评估中心组织的浙能嘉华百万千瓦首台燃煤超低排放改造机组、神华国华舟山350兆瓦首台新建燃煤超低排放机组、粤电沙角电厂600兆瓦超净电袋改造的超低排放机组、华润广东南沙电厂350兆瓦超低排放机组、大唐山西云冈300兆瓦超低排放改造机组等工程的测试评估工作，同时对国内数十台超低排放机组进行了全面监测。
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1.对煤电超低排放的认识
超低排放是可以准确监测的
一般认为超低排放难以准确监测的主要是指烟气中的颗粒物(或称烟尘)，这是由于我国固定污染源排气中颗粒物的测定源自《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T16157-1996，该标准中规定了等速采样原则、采样方法以及维持等速采样的四种方法。由于该标准制定较早，当时烟气中颗粒物(烟尘)排放标准较为宽松，采样流量、采样体积及称重的天平感量等要求也较宽松，因此，标准规定的允许误差较大，但能满足当时的排放测试要求。此后，《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》HJ/T75-2007等标准中烟气在线监测系统颗粒物(烟尘)监测结果低于50毫克/立方米时，绝对误差为正负15毫克/立方米，也均源自GB/T16157-1996。2014年提出的超低排放，要求烟气中颗粒物的浓度小于10毫克/立方米，允许的绝对误差为正负15毫克/立方米，显然是测不准的。
2013年以来，国电环境保护研究院的相关检测人员，系统研究了过滤称重法产生误差的主要因素，并借鉴国际标准化组织《固定污染源排放低浓度颗粒物的质量浓度测量—手工称重法》ISO12141-2002，该标准适用于标准状态下烟尘浓度低于50毫克/立方米的浓度测量，在5毫克/立方米左右的浓度测量也得到验证，可以准确测量，建议采用大的采样嘴或者延长采样时间。
通过大量实践，我院检测人员总结出超低排放颗粒物浓度检测时的主要经验：采用一体化的采样头，整体称重;采样头使用前须用超声波仪器进行清洗，清洗后再安装滤膜进行恒重处理;滤膜采用聚四氟乙烯滤膜或石英纤维滤膜;采用大流量、高精度采样仪，采样体积大于1立方米，确保滤膜增重大于2毫克;使用感量0.01毫克的天平进行称量。除了这些经验外，要想获得准确结果，有经验的专业技术人员是很重要的，如天平称重同一批次样品最好由同一专业技术人员进行称重。
对于颗粒物的在线监测，传统的光、电测尘法不需要抽气采样即可直接测量颗粒物浓度，但测量值受颗粒物的直径、分布、烟气湿度等因素的影响较大，因此，对干烟气排放的颗粒物测试较为适用，需在现场进行浓度标定。对于超低颗粒物浓度的湿烟气排放，烟气中的液滴含量常常远高于颗粒物含量，液滴也被当作颗粒物被测量。为减少液滴对超低排放条件下烟气中颗粒物测量的干扰，目前主要采用抽取烟气并进行加热处理，然后采用光、电测尘法对处理后的烟气进行测量，这种测量克服了烟气中的湿度影响，测试结果也是准确的。
超低排放技术路线多种多样，协同脱除效果显著，能够适应不同煤质要求
2014年投运的超低排放煤电机组，由于对湿法脱硫系统的协同除尘效果认识不到位，普遍加装了湿式静电除尘器，即使是燃用灰份很低的煤，也加装了湿式静电除尘器。如浙江某电厂，燃用的煤质灰份很低，采用5电场低低温配高频电源供电的静电除尘器，海水脱硫后还加装了湿式电除尘器。测试与评估结果表明，湿式电除尘器即使不运行，也可实现超低排放。
为了提高石灰石-石膏湿法的脱硫效率，传统的空塔脱硫工艺已无法满足要求，因此，旋汇耦合、沸腾式泡沫塔等非空塔脱硫技术获得突破，这些技术在提高脱硫效率的同时，也显著提高了湿法脱硫协同脱除颗粒物的能力。此外，低低温电除尘器、电袋复合除尘器、非空塔湿法脱硫工艺对三氧化硫的脱除效果也在测试中得到验证。
测试结果还显示，多台燃煤机组在燃用劣质煤的条件下，有的采用煤粉炉，有的采用循环流化床锅炉，也均实现了超低排放。
超低排放是具有协同作用的系统工程，好的运行管理有利于节能减排
通过对超低排放工程全面评估的案例分析，发现每个超低排放工程的运行都存在一定的运行优化空间。超低排放的运行方式应根据煤质、机组负荷的变化等因素及时调整。如前面提及的浙江某电厂在燃用优质煤时，湿式电除尘器应该可以停运。某些电厂烟气治理系统中气流分布不均、氨逃逸监测位置选择不具代表性造成氨逃逸量过大、除尘系统故障不及时维修影响脱硫系统的运行等等。结果表明，尽管实现了超低排放，但没有在最佳状态下运行。
煤电超低排放的环境效益显著，急需推动非电行业的减排
近些年来，我国大气环境治理的重点一直是电力行业，截至2015年底全国投运的超低排放煤电机组超过1亿千瓦，全部分布在我国的东部与中部地区。不论是“十一五”期间还是“十二五”期间，我国二氧化硫、氮氧化物总量减排目标的完成主要是靠电力行业的减排，其他行业减排量很少。
根据环保部公布的监测数据，实施新空气质量标准的74个城市2015年主要污染物PM2.5平均浓度为55微克/立方米，同比下降14.1%;PM10平均浓度为93微克/立方米，同比下降11.4%;二氧化硫平均浓度为25微克/立方米，同比下降21.9%;二氧化氮平均浓度为39微克/立方米，同比下降7.1%。美国NASA卫星也观测到中国的东部和中部地区出现了颗粒物的浓度降低，这与实施的燃煤电厂超低排放工程全部集中在东部和中部地区非常吻合，可见，煤电超低排放具有显著的环境效益。
有人担心电力行业实施超低排放，减排过了头，这种担心完全是多余的。我国目前实施的《环境空气质量标准》是世界卫生组织空气质量导则中最为宽松的第一阶段的标准限值，以PM2.5为例，年均浓度是35微克/立方米，第二阶段的标准限值是25微克/立方米，第三阶段的标准限值是15微克/立方米，健康指导基准值是10微克/立方米。美国与欧洲等许多发达国家已执行第三阶段的标准限值，我国环境空气质量的改善之路还很长，任重道远。不仅是电力行业要实施超低排放，钢铁、有色、石化、建材等行业也急需大力推行节能减排升级与改造行动，减少污染物排放，这样才能进一步改善环境空气质量，实现空气质量的达标规划。
超低排放评判标准要尽快制定
多台机组的全面测试与评估结果表明，没有哪一台煤电机组能够做到时时刻刻、分分秒秒都能实现主要污染物全部达到超低排放限值要求，即使扣除假超标情况(如烟气在线监测系统标定时采用大于超低排放限值的浓度标气标定仪器系统、烟尘光电测试仪反吹等)，烟气污染物小时均值也没有全部达到超低排放限值要求，这是因为烟气污染物排放浓度涉及的因素很多，如煤质变化、机组负荷变化、锅炉燃烧情况变化等都会影响烟气的成份与性质，烟气治理系统涉及脱硝、除尘、脱硫等多个装置，每个装置运行好坏又涉及很多因素，每个因素的变化都会影响污染物的排放浓度。
欧盟现行的《大型燃烧装置大气污染物排放限值导则》(2001/80/EC)规定，不包括机组启、停外，煤电机组的达标评判标准为：现有机组满足月平均值(100%)≤排放标准;48小时平均值(氮氧化物95%概率，二氧化硫和颗粒物97%概率)≤排放标准的1.1倍。
新建机组满足日平均值(100%)≤排放标准;小时平均值(氮氧化物95%概率，二氧化硫和颗粒物97%概率)≤排放标准的2倍。
不达标的生产运行时间在一年内累计不能超过120小时。
美国现行的联邦法典CFR40则规定，不包括锅炉启、停时间，机组污染物排放30天滚动平均值≤排放标准。
根据多台机组超低排放的全面评估结果，不论是美国的达标评判方法还是欧盟的达标评判方法，对于我国来说均显得过于宽松。
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2.相关政策建议
尽快出台煤电机组超低排放监测国家标准或行业标准
由于超低排放已在全国范围内推开，对超低排放的准确监测，包括手工监测与在线监测，显得非常重要。只有实现准确监测，才能说得清减排效果及其环境效益。
尽快出台超低排放技术路线选择指南
超低排放是系统工程，不同治理设施之间相互影响、相互协同，技术路线多种多样，具体机组应按照因煤制宜、因炉制宜、因地制宜、统筹协同、兼顾发展的原则进行选择，出台具体的指南有利于企业科学合理的选择，花费较少的费用，实现较大的环境效益。
尽快出台超低排放的运行管理技术规范
超低排放工程的运行好坏直接影响煤电机组的节能减排效果，出台运行管理技术规范，指导企业优化运行，有利于更好地实现超低排放工程的经济性，实现经济效益与环境效益的有机统一。
尽快推动非电行业的节能减排升级与改造行动
随着燃煤电厂超低排放工程的大力推进与广泛实施，电力行业排放的污染物量占全国排放总量的比例将明显下降，但环境空气质量还远未达到国家和人民群众的要求，与世界卫生组织的环境空气质量导则要求也存在很大差距，因此，需尽快实施钢铁、有色、石化、建材等非电行业的节能减排升级与改造行动。
尽快出台达标评判标准方法
我国许多行业尽管均有主要污染物排放标准，但均没有明确达标评判的方法标准，给执法监督带来很大的不确定性与随意性，因此，不论是超低排放，还是达标排放，有了限值之后，均需明确如何执行限值。
国电环境保护研究院副院长 朱法华
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