燃气锅炉氮氧化物燃烧控制迫在眉睫 北京推进燃

“如果到2020年前后，北京市燃煤量骤减甚至趋近于零，那么天然气的消耗量将由2015年的150亿立方米增长到约350亿立方米，天然气燃烧很可能成为氮氧化物污染的主要来源。用天然气取代煤，最可能产生的问题就是氮氧化物污染，但这些污染是可以通过技术改造尽量避免的。”4月12日，在于北京举行的“燃气锅炉氮氧化物燃烧控制技术研讨会”上，清华大学热能工程系教授姚强开门见山地道出了燃气锅炉低氮改造的意义所在。

2015年6月10日，北京市环保局发布大气污染物排放地方标准，其中《锅炉大气污染物排放标准》修订实施的主要目的即为严控氮氧化物排放。今年7月1日起，标准中第一阶段的排放限值将开始施行，即新建锅炉排放限值由现行的150毫克/立方米收严到80毫克/立方米。2017年4月1日起，新建锅炉将实施第二阶段排放限值，即氮氧化物进一步收严到30毫克/立方米。此外，针对在用锅炉，新标准也提出，明年4月1日起，高污染燃料禁燃区内的在用锅炉也将执行80毫克/立方米的排放限值。

新标准实施在即，燃气锅炉的低氮改造刻不容缓。据记者了解，从2016年开始，燃气锅炉低氮改造工作已陆续在北京全市展开，这也是北京市清洁空气行动计划中的重点工程任务。据北京市环境保护科学研究院潘涛介绍，目前北京市的燃气锅炉以小型锅炉为主，10蒸吨以下约占88%，容量占比约为47%。“燃气锅炉担负着北京正常生产、生活的基本职能，是刚性需求，约占总容量的70%以上，而且随着清洁能源的推广，这一比例还在持续增加。”潘涛告诉记者，研究显示，氮氧化物与PM2.5呈现强相关性，对重污染的贡献或将是直接的。此前北京大学的相关研究也显示，在雾霾天气时，氮氧化物在PM1中所占的比例排在第二位。“历史监测数据表明，采暖季节性的能源消费与冬季扩散条件不利双重叠加，是影响北京环境空气质量改善的关键。”潘涛还向记者展示了这样一组数据，目前北京市燃气锅炉产生的氮氧化物平均值约为146毫克/立方米，而美国加州空气质量管理区发放燃气锅炉排放许可证允许的氮氧化物排放浓度最多只有30毫克/立方米，“所以我们存在约80%的减排潜力。”

针对现有的燃气锅炉底单改造技术，北京市环境保护科学研究院大气污染防治研究所副研究员宋光武介绍，目前氮氧化物的通用控制技术主要分为燃烧优化控制技术和末端治理技术。综合考虑氮氧化物的控制效果、能效影响、占地、安全管控、投入和运行成本、操作管理的复杂程度以及监管实行的难易程度，“末端控制技术的综合可行性较差，特别是针对北京市大量的中小型锅炉不建议使用。而源头控制技术通过规避氮氧化物生成的路径从源头上控制空气中的氮气被氧化，理论上甚至可以做到‘零排放’。”在可工业应用的具体燃烧技术上，潘涛表示，“通过多项指标的比对，水冷预混与FGR型燃烧器的综合性能比较好。”

在福田戴姆勒汽车有限公司的示范工程中，记者看到，通过低氮改造，10蒸吨和15蒸吨的燃气锅炉氮氧化物排放量可以控制在23毫克/立方米和27毫克/立方米。对于具体改造项目，潘涛也指出，锅炉是一个整体设备，燃烧器与锅炉要有必要的配合才能发挥出最优效果，最终效果取决于燃烧器与锅炉的匹配程度，这也是新标准对改造项目的限值要求与新建项目不同的主要原因。改造项目会存在一定的不确定性，所以改造的设定预期要在合理范围内“因地制宜”。

对于相关的补贴政策，北京市环境保护局大气处副处长晏向阳在接受记者采访时表示，目前具体的补贴办法和实施意见已在制定中。“现在还没有明确的时间表，会尽快研究发布，但在明年4月第二阶段排放限值施行前补贴政策一定会跟上。”