遼寧省燃煤鍋爐煙氣治理效益分析

劉 暢

(遼寧省生態環境監測中心，遼寧 沈陽 110161)

1 引言

為深入貫徹落實《遼寧省藍天保衛戰三年作戰計劃(2018-2020年)》有關要求，加強燃煤鍋爐大氣污染綜合治理，有效地控制燃煤鍋爐大氣污染物排放，協同控制溫室氣體排放，保障人民群眾健康，促進產業高質量發展，燃煤鍋爐煙氣治理效益分析意義重大[1]。針對燃煤鍋爐煙氣治理現狀，結合全省空氣質量改善預期目標及舉措，對燃煤鍋爐煙氣治理進行了效益分析。

2 燃煤鍋爐概況

2.1 總體概況

截至2019年底，遼寧省各類在用鍋爐6796臺，總容量約94004蒸t。其中燃油、燃氣鍋爐538臺，容量5043蒸t，占全省工業鍋爐總臺數的7.9%(全國占比25%)、總容量的5.4%(全國占比15%)。燃煤鍋爐6255臺，容量88901蒸t，占總臺數的92.0%，占總容量的94.6%，年耗煤量近2000萬t。燃煤鍋爐中總容量的96.6%為縣級以上城市建成區、工業園區10 t/h及以上燃煤鍋爐和農村20 t/h及以上燃煤鍋爐貢獻。

遼寧省縣級以上城市建成區和工業園區10 t/h及以上、農村20 t/h及以上燃煤鍋爐1532臺，總容量85881蒸t，年耗煤量達1300萬t。顆粒物排放量1.4萬t/年、二氧化硫排放量9.5萬t/年、氮氧化物排放量13.3萬t/年。

燃煤鍋爐主要用于供暖及工業，主要分布于工業和人口密集的城鎮及周邊地區，以滿足居民供暖和工業用熱水和蒸汽的需求為主，燃煤鍋爐平均容量逐年提升，排放高度較高，但燃煤品質差、差異大、治理效率低，污染物排放強度高，生態環境影響受到普遍關注。

2.2 煙氣治理設施分布

以臺數計，遼寧省10 t/h及以上燃煤鍋爐除塵、脫硫、脫硝治理率分別為99.0%、96.3%和56.5%，燃煤鍋爐的除塵、脫硫治理已達到高程度覆蓋，為確保穩定達標，脫硝治理率有待整體提升。煙氣治理設施分布見圖1。

圖1 遼寧省10t/h及以上燃煤鍋爐煙氣治理設施分布

3 煙氣治理效益分析

3.1 經濟效益分析

3.1.1 燃煤鍋爐煙氣治理投資分析

分別以40 t/h鍋爐(年運行時間4350 h)、65 t/h(年運行時間4350 h)為例進行闡述，改造主要為除塵、脫硫、脫硝三部分，除塵采用布袋除塵，脫硫采用鎂法脫硫，脫硝采用SNCR脫硝、PNCR脫硝。改造后，出口顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于30 mg/m3、200 mg/m3、200 mg/m3(9%的基準氧含量)。設施投資成本見表1。

表1 環保設施投資成本

另外，環保設施運行成本包括設備折舊成本和運維成本。除塵系統運維成本包括電耗、人工、維修、財務以及其他成本(行政管理費、財產稅、保險以及日常管理費，下同)等；脫硫系統運維成本包括氧化鎂、電耗、水耗、人工、維修、財務以及其他成本等；SNCR/PNCR脫硝系統運維成本包括損失成本、維修成本、財務成本以及其他成本等[2]。以40t/h鍋爐為例，運行成本概算見表2。

以40 t/h鍋爐為例，折舊、檢修、資金成本及運行成本總和治理前后分別為62.4萬/年和97萬/年，按每蒸噸覆蓋1.0～1.5萬m2供暖面積計算，每平方米供暖面積環保設施投入治理前后分別為1.0～1.2元/m2/年和1.2～1.6元/m2·年[3]。

表2 環保設施運行成本(40t/h鍋爐為例)

3.1.2 燃煤鍋爐治理市場前景

截至2019年底，遼寧省縣級以上城市建成區和工業園區10 t/h及以上、農村20 t/h及以上燃煤鍋爐1532臺，占全省燃煤鍋爐總容量的96.6%，是遼寧省燃煤鍋爐治理的重中之重。為確保全省燃煤鍋爐能夠全面穩定達標，在提高管理技術水平的同時，要新增污染物治理設施或對已建污染物治理設施進行升級改造。

為進行全省經濟投資分析，依據2019年全省縣級以上城市建成區和工業園區10 t/h及以上、農村20t/h及以上燃煤鍋爐在線監測數據，統計主要污染物的達標率，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的單項達標率分別為80.7%、81.5%、71.4%。設定燃煤鍋爐均采用末端治理措施實現達標排放[4]。通過計算可得，全省超標燃煤鍋爐末端治理設備投資費用約12.05億元，詳見表3。

綜上，為確保遼寧省燃煤鍋爐全面穩定達標，總投資約12.05億元，其中大型燃煤鍋爐4.57億元，中型7.33億元，小型0.15億元。隨著環保治理水平的技術進步和商業模式的創新，污染物治理投資會逐步下降。隨著國家標準和地方標準的收嚴，污染物治理技術水平、管理水平需持續增強，投資也需要相應追加。

表3 遼寧省超標燃煤鍋爐新增末端治理設備投資估算

3.2 環境效益分析

3.2.1 單臺鍋爐減排量分析

除塵改造考慮采用布袋除塵，改造前后煙塵分別控制在80 mg/m3以下和30 mg/m3以下；結合遼寧地區鎂礦資源優勢，脫硫改造考慮采用鎂法脫硫，改造前后SO2分別控制在400 mg/m3以下和200 mg/m3以下；改造前后出口NOx分別控制在400 mg/m3以下和200 mg/m3以下。40 t/h鍋爐顆粒物、SO2、NOx新增減排量分別為26.10 t、104.40 t和104.40 t，65 t/h鍋爐顆粒物、SO2、NOx新增減排量分別為42.41 t、169.65 t和169.65 t[5]。

3.2.2 減排總量預測

遼寧省10 t/h及以上燃煤鍋爐中，中型鍋爐993臺，大型鍋爐512臺。全面實施煙氣治理工程，顆粒物、SO2、NOx執行特別排放限值后，顆粒物、SO2、NOx減排量分別25798.4 t/年、56066.72 t/年、73803.99 t/年，會對全省空氣質量改善起到十分積極促進作用，具有極佳的環境效益[6]。減排總量預測詳見表4。

表4 減排總量預測分析

3.2.3 社會效益分析

顆粒物與霧霾天氣的形成密切相關，SO2、NOx是國家嚴格控制的兩大約束性指標。燃煤鍋爐煙氣治理在削減污染物排放量方面意義重大，具有極佳的環境效益。在減輕燃煤鍋爐使用企業環保稅負的同時，確保《遼寧省藍天保衛戰三年作戰計劃(2018-2020年)》的順利實施，促進遼寧省環境空氣質量持續改善。

4 結語

遼寧省各類在用鍋爐6796臺，總容量約94004蒸t。燃煤鍋爐占總臺數的92.0%，占總容量的94.6%，年耗煤量近2千萬t。其中，燃煤鍋爐中總容量的96.6%為縣級以上城市建成區、工業園區10 t/h及以上燃煤鍋爐和農村20 t/h及以上燃煤鍋爐貢獻，年耗煤量達1300萬t。燃煤鍋爐煙氣治理工程每年將帶來顆粒物25798.4 t、二氧化硫56066.72 t、氮氧化物73803.99 t的減排量，市場投資前景12.05億元，對大氣污染治理意義重大。