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煤电降尘标准提高 监测技术亟待跟进

春节前,华电集团天津军粮城国家煤电机组改造示范项目设计总工程师沈煜晖,带来了中国华电集团工程有限公司和北京匯丰隆经济技术开发有限公司签署的战略合作协议,同时,他随身带着国家煤电机组环保改造示范项目军粮城电厂9号机组当天实测烟尘排放的瞬时值:PM2.5,0.15mg/m3﹔PM10,0.27mg/m3﹔烟尘总量,1.05mg/m3。

根据国家发改委、环保部和国家能源局2014年9月联合印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》,我国东部地区新建燃煤发电机组烟尘排放浓度要基本达到燃气轮机组排放限值,即10mg/m3。到2020年,东部地区现役30万千瓦及以上公用燃煤发电机组、10万千瓦及以上自备燃煤发电机组以及其他有条件的燃煤发电机组,改造后烟尘排放浓度也要基本达到10mg/m3。

“烟尘排放标准提高了,这对监测设备灵敏度的要求也提高了。过去的老设备没法测出燃煤发电机组在新标准下的实际除尘效果。”沈煜晖告诉记者,匯丰隆在我国最先研制成功微尘在线测量系统,他此行的目的是建立企业战略合作,把匯丰隆的技术同华电集团的应用结合起来,让它更加适应华电集团不同地域和技术条件下燃煤发电机组的烟尘监测需求。

业界专家指出,随着环保意识的不断提高,我国对燃煤发电机组烟尘排放浓度的要求会越来越严苛,未来全国超过4600个燃煤发电机组都将面临烟尘排放的监测问题。

过去监测的不是排放量,而是过程值

“虽然上马了很多脱硫脱硝设备,但是煤电尾气排放中仍含有硫酸盐、硝酸盐的细粒子,矿物质气溶胶,以及少量的无机碳、有机碳等细颗粒物。目前,我国煤电企业大都採用湿式电除尘法对燃煤污染物进行终端治理,这已得到环保部的认可。”中科院生态环境研究中心研究员牟玉静更为关注的是湿法除尘对煤电烟尘监测带来的问题。“无论是振荡天平法、β射线法,还是光透过率法,湿度对烟尘监测都会产生很大的影响。”

过去的解决方法是,用浊度仪测量湿法脱硫前干烟气的烟尘总量,再根据除尘效率按比例折算出燃煤发电机组的烟尘排放值。“浊度仪测的是过程值,而不是煤电尾气最终的烟尘排放量。”匯丰隆总经理刘强强调。

业内专家提醒记者注意,前些年我国对燃煤发电机组烟尘排放总量的要求并不那么严苛,煤电企业採用浊度仪来监测烟尘排放状况,有一定的合理性。但是,2011年发布的《火电厂大气污染物排放标准》要求燃煤发电机组“超低排放”,2013年我国五大发电集团又纷纷试水“近零排放”,浊度仪显然已经不能满足烟尘监测的需要。

在採访中,沈煜晖反復强调,我国的燃煤基数非常大,包括华电在内的各大煤电企业都投入了巨资进行技术革新和升级,“我们一定要知道这些技术和设备的除尘效果到底怎么样,我们花的钱到底值不值。”

除了烟尘总量,还要掌握细颗粒物的排放状况

2014年6月,国家能源局发布了当年煤电机组环保改造示范项目名单,华电集团位于天津的军粮城9号机组位列其中。

2014年9月,中国华电工程(集团)有限公司率先在我国燃煤电厂行业内进行“脱硫脱硝除尘改造项目湿式除尘后微尘测量仪”招标。美国赛默飞世尔科技公司、德国西克麦哈克仪器有限公司、德国杜拉格有限公司和北京匯丰隆公司共四家企业参与投标。华电集团提出了一个非常苛刻的条件:中标企业的监测设备必须在电厂装备上无故障运行一个月,并且其监测值按照国家标准方法比对达标后,方可进行商务匯款。

现场测试,比对论証,歷时近两个月,我国唯一一家参与投标的企业匯丰隆,一举中标。“其他企业的监测设备隻能测出烟尘总量,匯丰隆研制的微(颗粒物)测量仪不光能测烟尘总量,还能测PM2.5和PM10的排放量,实时在线测量,灵敏度高。”在沈煜晖看来,对于深受雾霾侵扰的我国而言,掌握细颗粒物的排放状况,对于研究燃煤发电机组一次致霾因子的贡献率及其未来的雾霾治理都具有十分重要的意义。

匯丰隆是目前国内唯一一家具有生物安全监测预警装备研制开发资质的国家级高新技术企业。2011年年底,当驱之不散的雾霾笼罩在我国东部地区时,匯丰隆开始研究怎样把生物监测方法应用于大气环境监测。在国家重大科学仪器设备开发专项和北京市科技计划项目支持下,匯丰隆2012年成功研制出空气动力学粒径谱仪。

2014年2月,匯丰隆总经理刘强在北京市科委偶遇正在四处寻找煤电烟尘监测设备的沈煜晖。“针对煤电企业的监测需求,我们在空气动力学粒径谱仪前增加了一个前处理装置。”刘强介绍说,前处理装置对电厂尾气做了稀释处理,使其达到和大气污染气溶胶相似的浓度,并保証进行无损取样。根据稀释倍数反算空气动力学粒径谱仪实测稀释样气中的烟尘含量,就可以得到燃煤发电机组尾气排放的烟尘测量值。“我们研制的微(颗粒物)测量仪不光能测出每立方米不同粒径有多个克,还能测出有多少个。”

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