9月21日,由北极星电力网主办的2017第二届中国燃气轮机论坛于上海举行，国电环境保护研究院院长刘志坦发表主题报告，汇报内容为我国燃气电厂NOx排放现状及政策趋势。他认为，燃气电厂现在不能光关起门来只盯着厂内的工作，一定要紧密跟踪国家和地区对环保要求的变化趋势，提前从技术上，从政策上做好准备。
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刘志坦：我今天汇报的提出是我国燃气电厂NOx排放现状及政策趋势。大家知道2012年底，2013年初是中国雾霾开始大规模的爆发，在这之后，整个的环保问题已经成为上至中央领导，上至平民百姓最为关注的话题，每年到了冬季可以看看自己的微信朋友圈，基本上关于雾霾的话题应该是大家最为关注的。那么在雾霾越来越严重，在环境成为大家普遍关注的话题的时候，从国家到行业也都非常重视这个问题，也采取了很多的措施，从2014年开始做的一个工作就是超低排放，散沙煤主要是做煤燃气的改造，我们整个电力行业在火电这一块，在环保方面还是取得很大的成效。
实现超低排放的比较典型的机组排放情况，应该可以看出来我们现在的电力行业，整个从二氧化硫、粉尘的排放水平确实比以前有了很大的改善。第二个背景就是我们国家的燃气轮机在过去十年里面也取得长足的进展，到去年年底中国的燃机装机容量达到了7千多万，占整个装机容量的4.76%。这些燃机从大家图上可以看到，主要分布在珠三角、长三角和京津冀地区，广东地区现在已经是1500万，浙江是1200万，江苏是将近1千万，到2020年的时候，江苏将达到2千万，广东地区将达到3千万。这些地区都是中国的经济发达地区，所以对环境也是非常敏感。大家可以看到燃起和燃煤水平，他们的环保问题主要差异是由燃料特性决定的，现在国家国标规定对燃机的排放是50，35和5，但是燃机实际的排放水平和远远低于这个水平的。
但是燃气电厂主要污染物是氮氧化物，按照现在国标是1323里面规定是50毫克每立方米，但是燃煤电厂现在达到超低排放也是按照50毫克，这两个从质量浓度上是一样，但是实际上因为是基准的含氧量不一样，所以导致实际的排放绩效值并不一样，所以可以按照发一度电测算排放绩效值，我们选择西门子的9F机组，按照国标50毫克测算下来，一度量他的氮氧化物排放是0.26克，燃油机组是0.18，燃气机组实际上氮氧化物的排放是比燃煤机组还要高1.45倍，这个数据可能大家看了以后为什么很多燃煤电厂可以说我现在至少在氮氧化物优于燃气电厂，说服还是有依据的。但是如果燃气电厂达到北京的30毫克的要求以后，那么还是比燃煤电厂有一定的优势。
这也是我们研究这个课题包括今天讲的目的，到底现在燃气电厂的污染物特别是氮氧化物的排放是什么水平，燃气电厂还有没有优势，根据氮氧化物，从技术、政策方面是什么样的走势。这就是今天汇报的主要内容。
从去年年底开始一直到今年的7月份，我们对江苏省还有国内的典型地区的燃气电厂进行一些调研，我们通过调研数据整理了基本上可以集成到这张表上，通过这个可以很清晰看到，实际上燃气电厂的二氧化硫和粉尘排放水平是比较低，主要是氮氧化物这一块，北京地区实行新的标准，所以他们的氮氧化物排放水平是比较低的。这是北京的一些调研电厂的数据，大家可以看一下脱销以后氮氧化物的排放水平还是有一个比较低的水平，今年6-7月份对江苏电厂进行了所有的调研，目前氮氧化物这些机组27%的机组，氮氧化物排放水平是在40-50毫克，27%是在30-40毫克，46%的机组是20-30毫克的排放区间。
我说的这个都是基本上在运行正常情况下。当时调研的时候只有一台机组加装SCR，现在有三个电厂都加装了SCR，大部分的机组是没有加装SCR。通过这个表里面大家也能看出来，基本上40-50，大部分是F机组，E级机组相对排放比较低，这是因为跟燃机的燃烧温度有关系，燃烧温度越高，氮氧化物的相应也就越高。这是预留SCR，目前江苏省大部分的机组在2015年之前的投产机组基本上没有预留加装SCR的位置，只有个别的电厂2015年以后有预留位置。
这是我们通过调研的结论，这还是比较重要的一个。现在社会上一直对到底燃气电厂和燃煤电厂的排放水平，特别燃煤电厂也说我们是达到了燃气电厂的排放水平，特别是优于燃气电厂的水平，我觉得这个说法不是特别客观。准确地是燃煤电厂的污染物排放水平达到燃气电厂国家标准规定里面的排放限值，大家注意是限值而不是真实水平，排放限值35，和真实排放水平是不一样的。但是很多的燃煤电厂在这里面可能就是混淆这个概念。我们看到第一个排放电厂基本上没有生产废水排放，噪声也能达到要求。燃气机组在未安装任何脱硫除尘环保设施的情况下，其二氧化硫和粉尘实际排放水平均远低于火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011规定的排放限值，也远优于实施超低排放燃煤机组的污染物排放水平，NOx排放量水平也能达到上述标准关于燃机NoX排放的要求，燃机排放的主要污染物为NOx，燃机电厂环保治理的重点与难点均是NOx。
燃气机组总体排放水平优于一般燃煤机组，但是NOx排放优势受到挑战。目前全国大部分地区没有安装SCR地区，只有北京地区是全部安装了。现在已经安装了SCR的电厂在这方面存在三个方面的问题，主要是在设计、设备、运维方面。设计方面主要的问题就是现在的燃气电厂基本上都是照搬燃煤电厂的脱销系统的设计，没有针对性的设计。另外在电厂建设的时候没有预留装SCR的空间，或者预留空间也不理想。第三没有针对燃气电厂的余热锅炉流场不均匀的问题。
那么燃气电厂做脱销，大家以前感觉我从50降到20或者是更低，难度应该不是很大，但是通过我们做的调研包括前端时间的研究。我们发展情况并不这么简单，某种程度上从50降到15降到10，比燃煤电厂从300，400降到50的难度更大。其中一个更重要的原因燃气电厂的燃机因为浓度厂和流厂不均匀性，导致喷氨的效果比较差，像流场的问题，在90度转弯的位置，还有卧式造成余热锅炉上部流速低、下部流速高的问题。第二控制上存在一些问题。第三在检测方面，氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化碳，多数燃机电厂只检测NO浓度，然后按NOx5%体积比折算NO2浓度。
我们专门找了一个实际的报告，这是江苏的某一个电厂整个氮氧化物的性能测试的报告，就是在低负荷的时候，二氧化氮的浓度远高于一氧化氮，随着负荷的不断升高，二氧化氮的浓度不断降低，一氧化氮升高，主要是因为二氧化氮的比重比较高。现在通过调研有的选择仪器不当，没有测二氮的功能或者是功能是关闭的，所以我们燃气电厂如果把二氧化氮的问题考虑进去，实际上我们的真真实排放水平是高于我们现在的排放水平。
还有按行业的规定，不能超过3.3PPM，因为流场不均匀，所以为了达到浓度值达标就拼命喷氨，大家知道现在燃煤电厂的脱销系统非常成熟，特别是催化剂早已经实现了国产化。但是燃气电厂催化剂占整个脱销成本的40%，催化剂方面现在的主要都是进口厂家，价格是燃煤电厂催化剂的5-6倍，这个也是某种程度上加大燃机电厂脱销改造成本很重要的原因。运维方面还有存在其他方面的问题。
燃煤电厂造成NoX差异的主要原因，一个是内部原因，外部原因。大家对内部原因都很清楚，内部因素跟燃烧方式跟燃烧器的形式有关系，跟运行工况有有很大的关系，外部因素对天然气的成分和热值，另外环境的温湿度有关系。不少的厂家燃烧方式不太一样，这个导致在燃烧的方面存在一定的差异。运行工况在启动阶段的问题，热值刚才已经讲了，热值高包括里面含金量高的话，对氮氧化物的影响也是更相关的。环境湿度和温度的影响，从定性来说是有影响，但是从定量上来讲，关于这方面的研究还是比较少。
第四个是NOx的控制排放的设计优化，主要从两个方面，一个是燃机本题，另外一个是后面的加装SCR。
下面重点讲一下燃机下一步的政策和趋势，2011年出来的标准对燃机的污染物排放有一个规定，这是国家的标准，到目前咱们所有的燃机电厂除了北京都是执行的是这个标准。北京执行的原因在2011年出台了GB11-847-2011的规定，粉尘是5，SO2是20，NOX是30。今年深圳发布了一号文，深圳市到2020年所有的E级机组降到25，F级机组降到15，比北京的标准更加严格。包括北京、上海、南京这些大城市在排污收费方面也高于其他地区，这是一个趋势，就是从国家层面来说通过排污收费，从另一方面也是要求企业进一步的降低污染物排放水平。
再看一下国际的情况，美国现在燃机已经是基本上将近半壁江山了，所以美国从一开始特别是2005年以后对排放也是非常关注，美国的标准体系相对闭我们复杂一下，有一个基本的要求就是NSPS，在这个标准里面是要求所有25万以上的燃机排放浓度是要低于30毫克，这是一个最基础的要求，分成两个要求，一个是PXD的要求，还有一个NSSR。就是这个标准用于空气达标的地区，像广东、上海空气质量相对比较好的地区，要求新建的机组不断更新最新减排技术，参照最佳可达控制技术，还有一个空气质量不达标的，像京津地区，环境质量很恶劣的，在这些地区新建的燃机电厂，就是不管采用什么样的措施，不计经济成本，在这个质量达标还考虑投资经济性，不达标的地区必须考虑最低可达排放因于技术。所以在这样的指导下，美国2005年后新建的大多数燃气电厂均采用了BACT具技术，美国燃气电厂氮氧化物排放水平在2-5PPM，采用低氮燃烧和SCR的技术。
未来的燃气机组的排放趋势，我们想是这样。第一，这个排放的标准肯定是会进一步严格，而且这个实践已经证明了，北京、深圳、包括江苏下一步已经出台或者即将研究出台新的燃气电厂污染物的排放政策。第二，在这个新的政策出来以后，燃机地产在低氮燃烧的同时加装SCR，肯定是一个趋势，因为整个国外也是这么做的，像北京、深圳现在基本上是这样的技术路线。第三个就是奖惩制度将趋于完善，相应的政府会给企业相关的鼓励和刺激。北京出台30以后又提出新的要求，如果你的排放标准减半到15毫克的话，相应的排污收费也是减半的，这样某种程度对电厂也是一种鼓励。江苏做这方面，我们也跟政府积极争取和呼吁，如果燃机电厂加装了脱销装置，是否应像燃煤电厂给于一定的脱销电价的补贴，或者环保方面的专项资金的支持，我觉得也是我们大家应该是呼吁的。
所以对我们燃气电厂也提出一些建议，现在不能光关起门来只盯着厂内的工作，一定要紧密跟踪国家和地区对环保要求的变化趋势，提前从技术上，从政策上做好准备，像江苏现在有些电厂已经给我们算了一个账，如果装SCR以后，各方面测算的很细，对于电厂的影响有多大，然后拿这个跟政府去提，将来脱销电价制订的依据就有，不能凭空讲我要一分钱还是多少钱的脱销电价。现在所有的新建电站，不管当地有没有考虑加装SCR，但是必须考虑，像广州所有的新建电厂都已经预留，甚至是同步在加装，现在江苏新上的都已经考虑这个问题。这个大家已经基本认识到位了。第四个对于燃气电厂的脱销设计，我觉得我们不能简单照搬燃煤机组，就是加个催化剂，加个喷氨系统，国内做这方面的工作，我们后面也会讲到。第五个也是呼吁地方和国家相关的部门，对于由于国家标准的燃气电厂应该给予电价补贴或利用小时奖励，调动燃机电力的积极性。
我们目前的工作主要是分成四个方面，第一个就是线上调研，这项工作已经完成我们对整个江苏所有的电厂进行摸底，第二个我们现在在做这个方面的科研工作，科研工作做完了以后，第三步要在江苏选择两个电厂进行示范，基本上已经选了，电厂积极性比较高。通过项目示范，对这个技术进行进一步的优化，另外对于整个的脱销系统，运行以后的成本是什么样进行摸底，这样对于制订相关的环保政策给予一定的技术上的支持。在这个基础上进行推广和应用。
前面已经讲到了一些，燃气电厂跟燃煤电厂相比做脱销系统，有有利的方面，烟尘的条件比较好，但是也有不利的一个是流场不均匀性的问题，另外预留空间比较小，所以针对这方面的情况，我们从三个维度开展这个课题，其中最主要的一个，现在开展国产催化剂的研究，在今年3月份讲的时候，我还不太敢说这个事情，今年到现在为止，我们这个工作已经取得的一定的进展，目前指标已经接近进口催化剂，但是价格基本上（提高）是50-60%，所以在江苏做示范项目是明确提出来要用国产的催化剂，这样的话如果这个应用成功，对下一步电厂改造会大大降低成本。第二个我们是针对脱销系统的工艺，特别是对于流场的优化方面，我们也做了很多的工作，我们现在通过软件已经做了八九种工况，包括导流喷，包括喷氨的方式是顺喷还是逆喷做了很多方面的工作。还有脱销催化剂结构和配方研究。因为时间的关系，我就不再赘述了。
以上内容根据会议现场演讲整理，文字并未经过本人确认。
