1 火电厂NOX排放标准
1.1 我国火电厂NOX排放标准【1】【2】【3】
我国1991年颁布了《燃煤电厂大气污染物排放标准》(GB13223-1991)，之后历经1996年和2003年两次修订，1996年修订的《火电厂大气污染物排放标准》中对新建1000t/h以上的锅炉规定了NOX的排放要求，对于其他锅炉的NOX排放没有要求。2003年修订的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－2003），则按时段和燃料特性分别规定了燃煤、燃油锅炉的NOX排放限值，见表1。
表1 火力发电锅炉NOX最高允许排放浓度 单位：mg/m3
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时段 |
第1时段 |
第2时段 |
第3时段 |
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实施时间 |
2005年1月1日 |
2005年1月1日 |
2005年1月1日 |
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燃煤锅炉 |
Vdaf<10% |
1500 |
1300 |
1100 |
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10%≤Vdaf≤20% |
1100 |
650 |
650 |
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Vdaf>20% |
450 |
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燃油锅炉 |
650 |
400 |
200 |
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*1996年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目，执行第1时段排放标准要求。
*1997年1月1日起至本标准实施前通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目，执行第2时段排放标准要求。
*自2004年1月1日起，通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目（含在第2时段中通过环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目，自批准之日起满5年，在本标准实施前尚未开工建设的火电厂建设项目），执行第3时段排放控制要求。 |
表2 美国NOX排放限值(1997年以前)
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燃料种类 |
基于热输入的排放限值 |
折合mg/m3 |
燃烧减排效率（％） |
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ng/J |
lb/MMBtu |
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气体燃料： |
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25 |
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煤加工燃料 |
210 |
0.50 |
615 |
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其他所有气体燃料 |
86 |
0.20 |
246 |
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液体燃料： |
|
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30 |
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煤加工燃料 |
210 |
0.50 |
615 |
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页岩油 |
210 |
0.50 |
615 |
|
其他所有液体燃料 |
130 |
0.30 |
369 |
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固体燃料： |
|
|
|
65 |
|
煤加工燃料 |
210 |
0.50 |
615 |
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固体燃料中煤矸石等劣质煤重量比超过25% |
无要求 |
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固体燃料中北达科塔州、南达科塔州和蒙大纳州褐煤重量比超过25%且由液态排渣炉燃烧 |
340 |
0.80 |
984 |
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固体燃料中褐煤重量比超过25%但不执行340 ng/J排放限值 |
260 |
0.60 |
738 |
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次烟煤 |
210 |
0.50 |
615 |
|
烟煤 |
260 |
0.60 |
738 |
|
无烟煤 |
260 |
0.60 |
738 |
|
其他所有固体燃料 |
260 |
0.60 |
738 |
表3 美国现行的NOX排放标准限值
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锅炉类型 |
标准限值 |
执行日期 |
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大于73MW以上的机组 |
基于输出200 ng/J ，1.6 lb/MWh（新建机组）
(相当于0.73g/kWh) |
1997-07-09/2005-02-28 |
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基于热输入65 ng/J，0.15 1b/MMBtu（重建和改造机组）（相当于185 mg/Nm3） |
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基于输出130 ng/J ，1.0 lb/MWh（新建机组）
(相当于0.45g/kWh) |
2005-02-28以后 |
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ng/J， 0.11 1b/MMBtu（重建机组）
（相当于135 mg/m3） |
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基于热输入65ng/J，0.15 1b/MMBtu（改造机组）
（相当于185 mg/m3） |
新标准规定的排放限值没有区分燃料的类型及性质，而是以基于能量输出的表示形式给出了新建机组的排放限值，对于现有机组的改建或技术改造则仍采用基于热输入的标准限值。基于能量输出表示形式的标准限值考虑了电厂的总效率(即能源利用效率)，而基于热输入表示形式的标准限值则没有考虑能源利用效率，因此相比而言，基于能量输出表示形式的标准限值对电厂要求更为全面和严格。
1.3 欧盟火电厂NOX排放标准【8】【9】【10】
1988年欧洲共同体发布了适用于12个国家的热功率大于50MW燃烧装置大气污染物排放限值，即88/609/EEC导则，并要求欧盟各国在1990年底前对建造的新污染源的污染物排放控制按此导则执行，同时还要求欧盟各国的现有电厂，以1980年的排放量为基准到1993年排放总量削减10％，1998年前削减30％，但允许有些国家（如希腊等）增加排放量，而对有些国家则要求削减40％，如联邦德国等。之后经过多次修改，于2001年发布了新的导则对新建和现有火电厂的NOX限值提出了更为严格的要求。在2002年11月27日前取得许可证，并在2003年11月27日之前投入运行的企业遵守表4所列的关于NOX排放限值，其他新建企业遵守表5所列的关于NOX的排放限值。
表4 欧盟火电厂NOX排放限值(2002年11月27日前获得许可证)
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燃料类型 |
排放限值（固态燃料含量为6%，液态和气态燃料含氧量为3%）（mg/Nm3） |
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固体：
50～500MW：
＞500MW：
从2016年1月1日
50～500MW：
＞500MW： |
600
500
600
200 |
|
液体：
50～500MW：
＞500MW： |
450
400 |
|
气体：
50～500MW：
＞500MW： |
300
200 |
|
注：“偏远地区”的电厂一般固态燃料为650 mg/m3，挥发份＜10%的固态燃料为1 300 mg/m3，液态燃料为450 mg/m3，气态燃料为350 mg/m3。 |
表5 新建企业（2002年11月27日后获得许可证）NOX排放限值
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燃料类型 |
50～100MW |
100～300MW |
＞300MW |
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固体燃料
（O2含量6％） |
生物质 |
400 |
300 |
200 |
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普通 |
400 |
200（1） |
200 |
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液态燃料（O2含量为3%） |
400 |
200（1） |
200 |
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气态燃料（O2含量为3%） |
天然气 |
150 |
100 |
|
其他气体 |
200 |
200 |
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注：1）偏远地区标准限值为300mg/m3 |
2 NOX排放标准与控制措施的比较
（1）实施对象
美国《新固定源排放标准》的实施对象是燃烧化石燃料、热功率大于73MW的发电机组。欧盟关于燃烧装置大气污染物排放限值的88/609/EEC号指令、98/C 300/04指令以及2001/80/EC号指令的实施对象是热功率大于等于50MW、燃烧各类燃料（固体、液体或气体）的装置。我国燃煤电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003）的实施对象是使用单台出力65t/h以上除层燃炉、抛煤机炉外的燃煤发电锅炉；各种容量的煤粉发电锅炉；单台出力65t/h以上燃油发电锅炉以及各种容量的燃气轮机组的燃煤电厂。
（2）标准属性
我国国家排放标准与美国、欧盟的排放标准类似，都是必须严格遵守的最低要求的标准，我国省级人民政府可以制定严于国家的地方排放标准；美国州政府可以制定严于联邦政府的地方排放标准；欧盟各国可以制定严于欧盟的国家排放标准。
（3）控制措施
从NOX的排放标准限值，就可知其NOX控制措施。如以美国火电厂NOX的排放标准为例，1997年7月9日以前建设的电厂，其NOX的排放限值是基于热量输入给出的，标准限值不仅考虑到燃料的种类、性质，甚至考虑了燃料的产地，全部是基于低NOX燃烧技术来控制NOX排放。1997年7月9日以后建设的电厂，则在低NOX燃烧技术的基础上，还需加装烟气脱硝装置，标准限值不再考虑燃料的种类与性质，排放标准的限值是基于电能输出给出的，因此也不再考虑电厂效率之间的差异。
从欧盟火电厂NOX的排放标准限值（表4）中可以看出，2002年11月27日以前获得许可建设的电厂，对NOX的控制主要是基于较为先进的低NOX燃烧，但对不在“偏远地区”的电厂，对于燃用低挥发份的煤，则需要同步加装烟气脱硝装置。对于2002年11月27日以后获得许可建设的100MW以上的电厂，则全部需在低NOX燃烧技术的基础上，加装烟气脱硝装置。
需要特别指出的是，由于欧盟成员国较多，经济发展水平差异较大，有些国家的排放标准要比欧盟的标准严格得多，如德国1984年8月5日就通过了较为严格的排放标准（见表6），燃煤电厂普遍要求加装烟气脱硝装置。
表6 德国电厂NOX排放标准（1984年8月5日）
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电厂燃料 |
新建电厂 |
原有电厂 |
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固体 |
液体 |
气体 |
固体 |
液体 |
气体 |
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标准值 |
200 |
150 |
100 |
200 |
150 |
100 |
我国1997年1月1日开始对1000t/h以上的电站锅炉，采用低NOX燃烧技术控制NOX，但执行不是很到位。2004年1月1日起，对火电厂NOX实施较为严格的低NOX燃烧控制。目前在国家法规、标准层面尚未要求加装烟气脱硝装置，但正如美国1997年以前、欧盟2002年以前就有较多的烟气脱硝装置一样，我国目前也有较多的烟气脱硝装置投入运行，据不完全统计，到2007年底已有34家电厂的74台机组上已建成或正在建设烟气脱硝装置，总装机容量达到3635万千瓦。
3 对我国火电厂NOX排放标准与控制措施的建议
3.1 欠发达地区以低NOX燃烧为控制原则，发达地区应同步加装烟气脱硝装置
我国与欧盟较为相似，区域辽阔，地区发展水平差异较大，欠发达地区由于经济水平、技术水平、管理水平、公众对电价的承受能力都相对稍低，因此建议这些区域的火电厂以低NOX燃烧为控制原则；发达地区的经济水平与欧盟发达国家的上世纪90年代水平已经相当，甚至远远超过，因此应同步加装烟气脱硝装置，这些地区也具有相应的承受能力。
3.2 国家排放标准中对于新建电厂的排放限值应与煤质无关
美国1997年7月9日和欧盟2002年11月27日以后新、扩、改建火电厂的NOX排放标准限值与燃煤挥发份均没有关系，我国目前的GDP总量已居世界第4位，因此对于新建电厂的NOX排放标准应删除所有与煤质有关的要求，但对于不同地区的燃煤电厂还应考虑上面提到的控制原则。
3.3 现有机组NOX的排放标准应在考虑地区、容量和时段的基础上分别制定
对现有机组应按不同时段、不同区域并结合机组规模分别给出排放限值。对于发达地区的大容量机组应考虑逐步加装烟气脱硝装置；对于欠发达地区的大容量机组主要应立足于低NOX燃烧技术改造。对于中小机组，应主要立足于关停。
参考文献
- 【1】国家环境保护总局．燃煤电厂大气污染物排放标准（GB13223-1991）．1991
- 【2】国家环境保护总局．火电厂大气污染物排放标准（GB13223-1996）．1996
- 【3】国家环境保护总局．火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003）．2003
- 【4】EPA．Standards of Performance for Fossil-Fuel-Fired Steam Generators for Which Construction Is Commenced After August 17, 1971．
- 【5】EPA．Standards of Performance for Electric Utility Steam Generating Units for Which Construction is Commenced After September 18, 1978．
- 【6】EPA．Revision of Standards of Performance for Nitrogen Oxide Emissions from New Fossil-Fuel Fired Steam Generating Units．1998
- 【7】EPA．Standards of Performance for Electric Utility Steam Generating Units．2006
- 【8】 EU．Directive 88/609/EEC on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from large combustion plants．1988
- 【9】EU．Proposal for a Council Directive amending Directive 88/609/EEC on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from large combustion plants．1998
- 【10】EU．On the Limitations of Certain pollutants into the Air From Large Combustion Plants, DIRECTIVE 2001/80/EC OF THE EUROPEAN PALIAMENT AND OF CONCIL． 2001
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