煤電降塵標準提高 監測技術亟待跟進

春節前，華電集團天津軍糧城國家煤電機組環保改造示范項目設計總工程師沈煜暉，帶來了中國華電集團工程有限公司和北京匯豐隆經濟技術開發有限公司簽署的戰略合作協議，同時，他隨身帶著國家煤電機組環保改造示范項目軍糧城電廠9號機組當天實測煙塵排放的瞬時值：PM2.5，0.15mg/m3；PM10，0.27mg/m3；煙塵總量，1.05mg/m3。

根據國家發改委、環保部和國家能源局2014年9月聯合印發的《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014?2020年）》，我國東部地區新建燃煤發電機組煙塵排放濃度要基本達到燃氣輪機組排放限值，即10mg/m3。到2020年，東部地區現役30萬千瓦及以上公用燃煤發電機組、10萬千瓦及以上自備燃煤發電機組以及其他有條件的燃煤發電機組，改造后煙塵排放濃度也要基本達到10mg/m3。

“煙塵排放標準提高了，這對監測設備靈敏度的要求也提高了。過去的老設備沒法測出燃煤發電機組在新標準下的實際除塵效果。”沈煜暉告訴記者，匯豐隆在我國最先研制成功微塵在線測量系統，他此行的目的是建立企業戰略合作，把匯豐隆的技術同華電集團的應用結合起來，讓它更加適應華電集團不同地域和技術條件下燃煤發電機組的煙塵監測需求。

業界專家指出，隨著環保意識的不斷提高，我國對燃煤發電機組煙塵排放濃度的要求會越來越嚴苛，未來全國超過4600個燃煤發電機組都將面臨煙塵排放的監測問題。

過去監測的不是排放量，而是過程值

“雖然上馬了很多脫硫脫硝設備，但是煤電尾氣排放中仍含有硫酸鹽、硝酸鹽的細粒子，礦物質氣溶膠，以及少量的無機碳、有機碳等細顆粒物。目前，我國煤電企業大都采用濕式電除塵法對燃煤污染物進行終端治理，這已得到環保部的認可。”中科院生態環境研究中心研究員牟玉靜更為關注的是濕法除塵對煤電煙塵監測帶來的問題。“無論是振蕩天平法、β射線法，還是光透過率法，濕度對煙塵監測都會產生很大的影響。”

過去的解決方法是，用濁度儀測量濕法脫硫前干煙氣的煙塵總量，再根據除塵效率按比例折算出燃煤發電機組的煙塵排放值。“濁度儀測的是過程值，而不是煤電尾氣最終的煙塵排放量。”匯豐隆總經理劉強強調。

業內專家提醒記者注意，前些年我國對燃煤發電機組煙塵排放總量的要求并不那么嚴苛，煤電企業采用濁度儀來監測煙塵排放狀況，有一定的合理性。但是，2011年發布的《火電廠大氣污染物排放標準》要求燃煤發電機組“超低排放”，2013年我國五大發電集團又紛紛試水“近零排放”，濁度儀顯然已經不能滿足煙塵監測的需要。

在采訪中，沈煜暉反復強調，我國的燃煤基數非常大，包括華電在內的各大煤電企業都投入了巨資進行技術革新和升級，“我們一定要知道這些技術和設備的除塵效果到底怎么樣，我們花的錢到底值不值。”

除了煙塵總量，還要掌握細顆粒物的排放狀況

2014年6月，國家能源局發布了當年煤電機組環保改造示范項目名單，華電集團位于天津的軍糧城9號機組位列其中。

2014年9月，中國華電工程（集團）有限公司率先在我國燃煤電廠行業內進行“脫硫脫硝除塵改造項目濕式除塵后微塵測量儀”招標。美國賽默飛世爾科技公司、德國西克麥哈克儀器有限公司、德國杜拉格有限公司和北京匯豐隆公司共四家企業參與投標。華電集團提出了一個非常苛刻的條件：中標企業的監測設備必須在電廠裝備上無故障運行一個月，并且其監測值按照國家標準方法比對達標后，方可進行商務匯款。

現場測試，比對論證，歷時近兩個月，我國唯一一家參與投標的企業匯豐隆，一舉中標。“其他企業的監測設備只能測出煙塵總量，匯豐隆研制的微（顆粒物）測量儀不光能測煙塵總量，還能測PM2.5和PM10的排放量，實時在線測量，靈敏度高。”在沈煜暉看來，對于深受霧霾侵擾的我國而言，掌握細顆粒物的排放狀況，對于研究燃煤發電機組一次致霾因子的貢獻率及其未來的霧霾治理都具有十分重要的意義。

匯豐隆是目前國內唯一一家具有生物安全監測預警裝備研制開發資質的國家級高新技術企業。2011年年底，當驅之不散的霧霾籠罩在我國東部地區時，匯豐隆開始研究怎樣把生物監測方法應用于大氣環境監測。在國家重大科學儀器設備開發專項和北京市科技計劃項目支持下，匯豐隆2012年成功研制出空氣動力學粒徑譜儀。

2014年2月，匯豐隆總經理劉強在北京市科委偶遇正在四處尋找煤電煙塵監測設備的沈煜暉。“針對煤電企業的監測需求，我們在空氣動力學粒徑譜儀前增加了一個前處理裝置。”劉強介紹說，前處理裝置對電廠尾氣做了稀釋處理，使其達到和大氣污染氣溶膠相似的濃度，并保證進行無損取樣。根據稀釋倍數反算空氣動力學粒徑譜儀實測稀釋樣氣中的煙塵含量，就可以得到燃煤發電機組尾氣排放的煙塵測量值。“我們研制的微（顆粒物）測量儀不光能測出每立方米不同粒徑有多個克，還能測出有多少個。”

2014年11月，匯豐隆與中國華電工程（集團）有限公司簽訂了采購合同，隨后完成了天津軍糧城電廠9號燃煤鍋爐的現場安裝調試，系統運行穩定，已正式交付用戶使用。

推廣低濃度煙塵監測技術，需更多支持

“事實上，對煙塵的監測不僅限于燃煤電廠，它還可以拓展到鋼鐵、水泥、建材等行業的工業燃煤鍋爐，這個市場非常大。”中國環境監測總站研究員楊凱說。

目前，美國賽默飛世爾、德國杜拉格、西門子等世界知名企業已紛紛對低濃度煙塵監測設備開展技術研究，意圖進軍中國市場。

楊凱強調，針對這個大市場，我們一定要關注不同行業、不同地域的個性化要求。他舉例說，“我國五大發電集團的燃煤電廠和鋼鐵、水泥、建材等行業的工業燃煤鍋爐所采用的生產工藝、選用的煤質各不相同，又分布在全國各地，它對低濃度煙塵監測技術與設備的工程化和環境適應性的要求就更高。”

“我們已經和中科院生態環境研究中心、中科院半導體研究所、中國環境科學研究院等科研單位合作，就低濃度煙塵監測技術與設備的工藝、工程化、環境適應性進行技術攻關，并分別和華電、國電在燃煤電廠大氣污染物在線監測和防控方面建立了戰略合作伙伴關系。我們的目標就是要讓這項自主創新的技術在更大范圍得到推廣和應用。”劉強說。

業內人士認為，我國未來對節能減排扶持力度會不斷加大，環保電價補貼政策將隨之而推廣，很有可能上升為國家層面的政策。靈敏、精準的低濃度煙塵監測技術與設備對國家環保政策的執行情況是一個有力的監督和支持。

“煙塵監測設備雖然是電廠購買，但它與當地環保局聯網，直接關系到以后的環境監督執法，實際上是一個執法設備。環保部、各地環保局、環境監測總站應當給予監測設備生產企業更多的支持。”沈煜暉建議。