《锅炉大气污染物排放标准》.docx
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《锅炉大气污染物排放标准》
《锅炉大气污染物排放标准》
（DB50/658—2012）修改单
（征求意见稿）
编制说明
重庆市生态环境科学研究院
二〇二〇年四月
项目背景
任务来源
为进一步改善大气环境质量，减少大气中NOx的排放水平，降低大气环境中NO2、PM2.5、O3等污染物的浓度，支撑大气污染控制管理需求，提高环境标准的科学性、合理性，有效地规范锅炉大气污染物排放行为，促进氮氧化物减排和总量控制，强化污染治理力度，重庆市生态环境局下达了重庆市地方标准《锅炉大气污染物排放标准》（DB50/658-2016）的修改单编制任务。
工作过程
自标准任务下达以来，课题组分四个阶段开展相关工作。
第一阶段（2019年5月-6月）：
对《重庆市锅炉大气污染物排放标准》（DB50/658-2016）使用情况进行评估，进行锅炉大气污染物排放特征、控制技术调研，梳理现行标准使用过程中存在的主要问题，评估现行标准的使用情况。
第二阶段（2019年7月-9月）：
通过由市生态环境局组织的方案论证后，项目组结合国家和地方环境管理要求，对比国外及我国其他城市现行锅炉标准，确定标准修订的方向和具体内容。
对重庆市锅炉容量分布、排放现状进行调研，现场走访了重庆市九龙坡区、巴南区、北碚区、江津区等各类锅炉使用企业，并与重庆市本地锅炉生产企业进行了交谈。
梳理重庆市锅炉使用、各类污染物削减方法、大气污染物排放、运行治理成本分析，分析修订的可行性和带来的影响，并进行相应评估。
第三阶段（2019年10月-11月）：
形成《重庆市锅炉大气污染物排放标准》（修订征求意见稿）和编制说明。
征求各区县政府和市级相关部门意见，召开专家论证会，根据收集意见情况对标准文本及编制说明进行修改完善，形成报批稿。
第四阶段（2019年12月）：
形成标准修订建议送审稿和编制说明，并通过专家论证。
第五阶段（2020年1月-4月）；结合区域大气环境质量现状和管理的迫切需求，将标准修订工作聚焦到对氮氧化物的重点控制，并调整为标准修改单的方式，对各类锅炉氮氧化物的排放限值进行调整。
标准修改单的必要性
环境质量面临挑战，达标形势依然严峻
2013年以来，我市大气环境保护工作取得积极进展，各类大气污染物浓度水平持续下降，全市大气环境污染特征也发生着从煤烟型逐步转变到以细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）为代表的复合型污染特征的转变。
2018年，我市PM10、SO2、CO等污染物的年均浓度分别为64μg/m3、9μg/m3、1.3mg/m3，已经实现达标；但PM2.5年均浓度为40μg/m3，仍超标11%；NO2年均浓度为44μg/m3，超标10%；O3年均浓度166μg/m3，超标4%。
特别是2015年以来NO2浓度持续出现超标现象，被中央环保督察纳入重点整改问题，全市空气质量持续改善的压力不断增大，“十四五”期间国家对重庆市国控点位进行了调整和优化，需要通过采取新的手段来进一步控制NO2的浓度。
严格标准限值要求，降低污染排放水平
我市现执行的《锅炉大气污染物排放标准》（DB50/658—2016）实施已接近4年，原标准中对各类污染物浓度限值的要求主要依据2012年原地方大气污染综合标准和2014年国家出台的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271—2014），对主城区外的区域氮氧化物限值要求过于宽松：
对所有在用锅炉氮氧化物执行400mg/m3的限值，而新建锅炉氮氧化物执行200-300mg/m3的限值与全国其他重点地区省市的标准比较显得过于宽松。
落实国家及地方要求，提升污染控制水平
为落实国家“打赢蓝天保卫战”行动计划，2018年我市出台的《关于印发重庆市贯彻国务院打赢蓝天保卫战三年行动计划实施方案的通知》（渝府办发〔2018〕134号）中明确要求，开展工业锅炉综合整治。
推进锅炉“煤改气”“煤改电”工程，完成83台燃煤锅炉清洁能源改造或者淘汰。
加强燃气锅炉氮氧化物排放治理，完成13台燃气锅炉低氮改造。
鼓励具备条件的生物质锅炉实施清洁能源或超低排放改造。
”
《京津冀及周边地区2019-2020年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》（环大气〔2019〕88号）中明确要求，要加大生物质锅炉治理力度，建立生物质锅炉管理台账，积极推进城市建成区生物质锅炉超低排放改造。
加快推进燃气锅炉低氮改造，暂未制定地方排放标准的，原则上按照氮氧化物排放浓度不高于50毫克/立方米进行改造。
《长三角地区2019-2020年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》（环大气〔2019〕98号）中要求生物质锅炉应采用专用锅炉，配套旋风+布袋等高效除尘设施，禁止掺烧煤炭、垃圾、工业固体废物等其他物料。
积极推进城市建成区生物质锅炉超低排放改造。
推进4蒸吨/小时及以上的生物质锅炉安装烟气排放自动监控设施，并与生态环境部门联网。
加快推进燃气锅炉低氮改造。
未出台地方排放标准的，原则上按照氮氧化物排放浓度不高于50毫克/立方米进行改造。
2019年10月底前，上海基本完成燃气锅炉低氮改造。
《汾渭平原2019-2020年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》（环大气〔2019〕98号）要求加快推进燃气锅炉低氮改造，暂未制定地方排放标准的，原则上按照氮氧化物排放浓度不高于50毫克/立方米进行改造。
应对污染特征变化，满足环境管理需求
近年来重庆市主城区大气环境质量改善明显，但受承接主城区部分工业企业的影响，江津、璧山、合川、荣昌、铜梁等渝西地区大气环境质量改善相对滞后，渝西地区区域性污染问题日渐突出，已经对主城区环境空气质量造成了影响。
原标准中，突出主城区大气环境管理按照主城区、影响区和其他地区三个区域来制定限值的管理思路，已经不能很好的服务于现阶段区域性大气污染现状，因此十分有必要对标准的执行区域及排放限值进行调整，以满足新形势下重庆市大气污染防治和管理需求。
国内外锅炉氮氧化物排放控制相关标准及技术研究
国外相关标准
1.1.1美国
美国锅炉大气污染物排放标准以2005年2月28日为时段对锅炉排放限值进行时段划分，控制的污染物是二氧化硫、烟尘和氮氧化物，美国锅炉标准的排放限值单位为ng/J（热输入）或磅/MMBtu，燃料输入的单位热排放的污染物量，隐含了对锅炉热效率的要求。
对于大陆地区执行标准严于非大陆地区，对于氮氧化物的限值要求如下表所示。
表1国锅炉大气污染物排放标准氮氧化物限值要求
锅炉类别
NOx排放浓度（ng/J）
燃煤锅炉
87（169mg/m3）
燃油锅炉
87（250mg/m3）
燃气锅炉
87（250mg/m3）
美国南加州空气质量管理区于2003年修订了辖区内燃气工业锅炉的排放限值，表2列出了排放限值及达标时间。
表2南加州空气质量管理区的燃气锅炉NOx排放限值
分类
排放限值（mg/m3）
执行时间
所有燃气锅炉
60
2008年9月5日
≥22MW
10
2013年1月1日
6≤P＜22
18
2014年1月1日
10
2016年1月1日
1.518
2015年1月1日
注：
美国对燃气锅炉的规模限定为大于1.5MW。
1.1.2欧盟
欧盟的《2001年10月23日欧盟议会和欧盟委员会第2001/81/EC号指令（B）》指令中规定了15个成员国各自现有大型燃烧设备SO2和NOx在2003年的最高年排放量和在1980年基础上的减少率，同时该指令也规定了现存设备（现源）和新建设备（新源）使用固、液、气三种燃料时各自SO2、NOx、粉尘的排放浓度限值（污染物排放标准）。
欧洲的排放限值（标准）燃烧设备根据不同的气体燃料类型制定不同的排放标准，而我国所有的燃气锅炉执行同一个标准，没有燃料类型的区别。
欧洲小型燃烧设备以燃烧木材为主，另有部分燃油和燃气设备，燃煤设备较少。
表3欧盟锅炉（＞1MWth-≤50MWth）排放
污染物
排放标准（g/GJ）
煤
（1）
气体燃料
（2）
液体燃料（3）
木材（4）
二氧化硫
900（5）（1750mg/m3）
0.5（1.45mg/m3）
140（6）（400mg/m3）
30
二氧化氮
180（350mg/m3）
70（200mg/m3）
100（290mg/m3）
150
总悬浮颗粒物
60（110mg/m3）
-
50（7）（mg/m3）
50
PM10
60（110mg/m3）
-
40（7）
40
（1）：
指原煤
（2）：
指天然气，液化天然气，液化石油气（LPG），和其他气体。
（3）：
指煤油、柴油（天然气/柴油）、燃料油（重油、渣油）和其他液体燃料
（4）：
指木材、泥炭和木材废料，农业废料用作燃料（秸秆，玉米芯等）
（5）：
900g/GJ相当于含硫量为1.2%干基低位发热量42GJ/t的煤炭燃烧时（灰中不可燃硫分占0.1%）时的排放量。
（6）：
140g/GJ相当于含硫量为0.3%的低位发热量42GJ/t的液体燃烧时排放量
（7）：
50g/GJ指重油的排放限值，轻油的排放限值约为5g/GJ（14mg/m3）。
1.1.3日本
日本对大气污染物控制分为一般控制区和特殊控制区，特殊控制区执行较严格的排放标准。
二氧化硫的排放根据烟囱的有效高度、区域控制系数确定。
对每个区域都进行了含硫量的规定，燃料的含硫量在0.5~1.2％以下以下，根据排放总量削减计划对每个区域/工厂作出排放量的规定。
允许排放量（Nm3/h）=K*10-3*He2；一般排放标准：
系数=3.0~17.5；特殊排放标准：
系数=1.17~2.34。
日本对锅炉大气污染物排放的烟尘和氮氧化物按锅炉容量（排放烟气量）的不同规定了不同的排放限值，对规模较小的规划排放限值定的比较宽松，排放量大的锅炉排放限值比较严格，具体排放限值见表4。
表4日本锅炉烟尘、粉尘和氮氧化物的排放标准
类型
氮氧化物
规模
标准mg/m3
燃气锅炉
500,000m3-
123
500,000m3-40,000m3
205
-40.000m3--10,000m3
266.5
-10,000m3
307.5
液体燃料锅炉或气液混合燃料锅炉
500,000m3
266.5
-10,000m3
500,000m3
307.5
-10,000m3
369
黑液锅炉或黑液混合气体、液体燃料锅炉
500,000m3-
266.5
10,000m3-500,000m3
307.5
-10,000m3
369
液体燃料（受热面积小于10m2）
533
燃煤锅炉
700,000m3-
410
-700,000m3
40,000m3
512.5
-40,000m3
615
固体燃料锅炉*4（受热面积在10m2以上。
）
700,000m3-
410
-700,000m340,000m3
512.5
-40,000m3
615
固体燃料锅炉（受热面积小于10m2）
717.5
其他锅炉
500,000m3-
266.5
-500,000m3-10,000m3
307.5
-10,000m3
369
国内相关标准
1.1.4直辖市及重点区域
为了解国内直辖市及重点区域《锅炉大气污染物排放标准》的限值水平，本节引用的锅炉大气污染物排放地方标准如下：
国标《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271—2014）
北京市《锅炉大气污染物排放标准》（DB11/139—2015）
天津市《锅炉大气污染物排放标准》（DB12/151—2016）
上海市《锅炉大气污染物排放标准》（DB31/387—2018）
山东省《锅炉大气污染物排放标准》（DB37/2374—2018）
杭州市《锅炉大气污染物排放标准》（DB3301/T0250—2018）
广东省《锅炉大气污染物排放标准》（DB44/765—2019）
河北省《锅炉大气污染物排放标准》（DB13/5161—2020）
重庆市《锅炉大气污染物排放标准》（DB50/658—2016）
（1）在用锅炉标准限值
表5给出了目前国标、重庆市和其他直辖市及重点地区城市的锅炉标准中对于在用锅炉的污染物排放限值的规定。
表5直辖市及重点区域在用锅炉氮氧化物排放限值比较
单位：
mg/m³
标准
类型
氮氧化物
国标（2014）
燃煤锅炉
400
燃油锅炉
400
燃气锅炉
400
重点地区
燃煤锅炉
200
燃油锅炉
200
燃气锅炉
150
北京市（2015）
高污染燃料禁燃区内
80
高污染燃料禁燃区外
150
天津市（2016）
燃煤锅炉
禁燃区内
禁排
禁燃区外
200
燃油锅炉
禁燃区内
300
禁燃区外
300
燃气锅炉
禁燃区内
150
禁燃区外
150
生物质成型燃料锅炉
150
上海市（2018）
第一阶段
（至2020年9月30日）
气态燃料锅炉
150
其他锅炉
第二阶段
（2020年10月1日起）
气态燃料锅炉
50
其他锅炉
50（3）,80（4）
生物质燃料锅炉
150
山东省（2018）
燃油锅炉
250
燃气锅炉
200
其他燃料锅炉
300
广东省（2019）
燃煤锅炉
200（5）300
燃油锅炉
200（5）250
燃气锅炉
150（5）200
燃生物质成型燃料锅炉
150（5）200
杭州市（2018）
燃煤锅炉
燃煤热电锅炉
50
其他燃煤锅炉
150
燃油锅炉
250
燃气锅炉
150
燃生物质锅炉
150
掺烧垃圾（6）、污泥锅炉
50
河北省（2020）
燃煤锅炉
50，80（7）
燃气锅炉
30
燃油锅炉
<20t/h（14MW）
80
≥20t/h
（14MW）
50
燃生物质成型燃料锅炉
<20t/h（14MW）
150
≥20t/h
（14MW）
80
重庆市（2016）
燃煤锅炉
主城区
200
影响区
400
其他区域
燃油锅炉
主城区
300
影响区
400
其他区域
燃气锅炉
主城区
400
影响区
其他区域
注：
（1）位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的燃煤锅炉执行该限值；
（2）适用于生物质燃料锅炉；
（3）适用于上海市外环线区域内的其他锅炉；
（4）适用于上海市外环线区域外的其他锅炉；
（5）位于珠三角地区9个城市的锅炉执行该限值；
（6）掺烧垃圾锅炉排放标准为日均浓度值；
（7）在用层燃炉及抛煤机炉供暖锅炉执行该标准。
（2）新建锅炉标准限值
表6给出了目前国标、重庆市和其他直辖市及重点地区城市的锅炉标准中对于新建锅炉的污染物排放限值的规定。
表6直辖市及重点区域新建锅炉氮氧化物排放限值比较（单位：
mg/m³）
标准
类型
氮氧化物
国标（2014）
燃煤锅炉
300
燃油锅炉
250
燃气锅炉
200
北京（2015）
所有锅炉
30
天津市（2016）
燃煤锅炉
150
燃油、燃气锅炉
80
生物质成型燃料锅炉
150
上海市（2018）
气态燃料锅炉
50
其他锅炉
50
生物质燃料锅炉
150
山东省（2018）
核心控制区
50
重点控制区
100
一般控制区
燃煤、油及气的锅炉
100
（1）
其他燃料锅炉
200
（2）
广东省（2019）
燃煤锅炉
200
燃油锅炉
200
燃气锅炉
150
燃生物质成型燃料锅炉
150
杭州市（2018）
燃煤锅炉
燃煤热电锅炉及65吨（含）以上燃煤锅炉
50
其他燃煤锅炉
150
燃油锅炉
150
燃气锅炉
50
燃生物质锅炉
50
掺烧垃圾
（1）、污泥锅炉
50
河北省（2020）
燃煤锅炉
50，80
（2）
燃气锅炉
30
燃油锅炉
<20t/h（14MW）
80
≥20t/h（14MW）
50
燃生物质成型燃料锅炉
<20t/h（14MW）
150
≥20t/h（14MW）
80
重庆市（2016）
燃煤锅炉
主城区
200
影响区
200
其他区域
300
燃油锅炉
主城区
200
影响区和其他区域
250
燃气锅炉
所有区域
200
注：
（1）掺烧垃圾锅炉排放标准为日均浓度值；
（2）在用层燃炉及抛煤机炉供暖锅炉执行该标准。
1.1.5周边省市
调研显示，目前周边省市中陕西省和成都市出台了锅炉大气污染物的地方排放标准。
因此，本节引用的锅炉大气污染物排放地方标准如下：
国标《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271—2014）
陕西省《锅炉大气污染物排放标准》（DB61/1226—2018）
成都市《锅炉大气污染物排放标准》（DB51/2672—2020）
重庆市《锅炉大气污染物排放标准》（DB50/658—2016）
（3）在用锅炉标准限值
表7给出了周边省市在用锅炉各标准大气污染物排放限值的规定。
表7周边省市在用锅炉氮氧化物排放限值比较
单位：
mg/m³
标准
类型
颗粒物
二氧化硫
氮氧化物
国标（2014）
燃煤锅炉
80
400，550
（1）
400
燃油锅炉
60
300
400
燃气锅炉
30
100
400
重点地区
燃煤锅炉
30
200
200
燃油锅炉
30
100
200
燃气锅炉
20
50
150
陕西省（2018）
关中地区燃煤锅炉
10
35
50
陕北地区城市建成区燃煤锅炉
10
35
50
其他地区燃煤锅炉
单台出力≤65t/h的燃煤锅炉
30
100
200
天然气锅炉
10
20
50
其他燃气锅炉
10
50
150
燃油锅炉
10
20
150
生物质锅炉
城市建成区
10
20
50
其他地区
20
35
150
成都市（2020）
高污染燃料禁燃区内
10
10
30
高污染燃料禁燃区外
燃煤锅炉
30
200
200
燃油锅炉
30
100
200
燃气锅炉
20
50
150
生物质燃料锅炉
30
50
200
重庆市（2016）
燃煤锅炉
主城区
30
200
200
影响区
50
400
400
其他区域
80
550
燃油锅炉
主城区
30
200
300
影响区
60
300
400
其他区域
燃气锅炉
主城区
30
50
400
影响区
100
其他区域
注：
（1）位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的燃煤锅炉执行该限值。
（4）新建锅炉标准限值
表8给出了周边省市新建锅炉各标准大气污染物排放限值的规定。
表8周边省市新建锅炉氮氧化物排放限值比较
单位：
mg/m³
标准
类型
氮氧化物
国标（2014）
燃煤锅炉
300
燃油锅炉
250
燃气锅炉
200
陕西省（2018）
关中地区燃煤锅炉
50
陕北地区城市建成区燃煤锅炉
50
其他地区燃煤锅炉
单台出力≤65t/h的燃煤锅炉
200
天然气锅炉
50
其他燃气锅炉
150
燃油锅炉
150
生物质锅炉
城市建成区
50
其他地区
150
成都市（2020）
高污染燃料禁燃区内
30
高污染燃料禁燃区外
燃煤锅炉
禁排
燃油锅炉
100
燃气锅炉
60
生物质燃料锅炉
150
重庆市（2016）
燃煤锅炉
主城区
200
影响区
200
其他区域
300
燃油锅炉
主城区
200
影响区
250
其他区域
250
燃气锅炉
主城区
200
影响区
其他区域
现有标准与国内外标准氮氧化物限值对比
1.1.6与国外标准对比
重庆市现有标准于美国、欧盟和日本标准的对比如表9~错误!
未找到引用源。
所示，对比的主要内容包括燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉的各个污染物标准规定的较小和较大排放限值。
由于目前欧美日等国家空气质量相对较好，且对企业要求更注重污染过程控制管理，因此，对末端排放污染物的限值要求要宽松于国内标准。
表9氮氧化物排放限值与国外标准比较（单位：
mg/m³）
标准类别
燃煤锅炉
燃油锅炉
燃气锅炉
现有标准
200-400
200-400
200-400
美国
170
250
250
欧盟
350
300
200
日本
400-600
530
120-300
1.1.7与国内标准对比
2014年国家发布了《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014），重庆市于2016年发布并实施《锅炉大气污染物排放标准》（DB50/658-2016），本修改单与国内锅炉大气污染物排放标准对比工作，时间界定为与GB13271-2014之后出台的相关地方标准，即2014年以后出台的锅炉新标准和个地方出台并修订的地方标准。
为更直观的了解各省市与重庆标准的对比，本节采用标准内较严格区域的排放限值进行对比，禁排区域选取其他区域较低限值进行对比。
例如，重庆市均为2016年标准的主城区排放限值，山东为其2018年标准中核心控制区的排放限值等，但本次对比国标中未使用重点区域排放限值。
图1在用锅炉国内标准氮氧化物限值对比
图2新建锅炉国内标准氮氧化物限值对比
烟气脱氮技术
对于燃烧产生的氮氧化物污染的控制技术主要包括燃烧中改进燃烧方式、燃烧后烟气脱硝技术。
（1）燃烧中改进燃烧方式
燃烧中改进燃烧方式和生产工艺脱氮技术国内外已做了大量研究，其在锅炉氮氧化物控制技术实现大规模商业化应用的主要为低氮燃烧技术，包括低氮燃烧器技术（LNBs）、分级燃烧技术和烟气再循环等。
燃烧中脱硝一般采用对燃烧过程进行控制，降低燃料周围的氧浓度，减小炉内过剩空气系数，降低炉内空气总量，或减小一次风量及挥发分燃尽前燃料与二次风的混和，降低着火区段的氧浓度；在氧浓度较低的条件下，维持足够的停留时间，抑制燃料中的氮生成氮氧化物，同时还原分解已生成的氮氧化物；在空气过剩的条件下，降低燃烧温度，减少热力型NOx的生成。
低氮燃烧技术一般可使氮氧化物的排放量降低30%～60%。
1）低氮燃烧器技术
化石燃料燃烧的氮氧化物生成机制主要包括热力型、快速型及燃料型。
①热力型NOx（ThermalNOx），在高温烟气（大于1400℃后）显著增加，N元素来源于空气中的N2；
②快速型NOx（Promp），N元素来源于助燃气体中的N2，生成量主要受氧气浓度和燃料与氧气化学当量比影响；
③燃料型NOx（FuelNOx），N元素来源于燃料中的氮成分，其生成主要受燃料中的氮成分和助燃气体中的氧气浓度影响。
因此，氮氧化物的生成主要由烟气温度和氧气浓度决定。
因此，当前工业中的燃气低氮燃烧技术的一个重要控制方式就是通过改进燃烧技术降低气体燃料燃烧过程中的烟气温度。
降低烟气温度的核心指导原则：
在时间上，将热量释放的峰值降低，降低化学反应速率、延长反应时间；在空间上，将热量分散在更广阔的空间。
针对以上指导原则，在燃气燃烧器的设计及布置方案中有若干具体的实施措施：
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