如何化解小机组煤矸石资源综合利用电厂的窘境

任丽韫 陈科 澄合矿务局电力中心

煤矸石资源综合利用电厂一方面要消化矿区废弃的煤矸石，在节约能源和控制环境污染方面发挥作用，侧重环保效益；另一方面又要和传统的燃煤锅炉一样不加区分地承受越来越重的环保达标和污染减排压力。澄合矿务局电力中心矸石电厂（2×6MW）小机组煤矸石电厂就面临着这样的尴尬处境。

1 企业概况

澄合矿务局电力中心矸石电厂是澄合矿务局自备电厂，也是经国家发展改革委认证的资源综合利用电厂，于1985年经原煤炭工业部批准建设，1992年由江西煤炭综合利用设计院设计，并经中煤统配煤矿总公司综合利用部批准初设修改意见，1994年10月开始建设，1998年6月投产运行。该厂装机容量2×6MW，设计年发电量为7200万kWh，配备两台循环流化床锅炉，燃用澄合矿区煤炭生产中的伴生物煤矸石及劣质煤（入炉煤发热量在3000kcal/kg以下）进行发电生产。该厂自投产以来，累计发电9亿多度，消耗矿区煤矸石百万余吨，取得了良好的环境效益，为澄合矿区的环境保护和资源综合利用做出了积极贡献。

2 环境效益显而易见

澄合矿务局年产原煤500万t以上，每年形成的几十万吨矸石，占用大量的土地，矸石自燃时有发生，造成了严重的环境污染。而该厂作为澄合矿务局自备电厂，承担着矿区近60%的生产、生活用电供应。2012年10月随着澄合矿务局集中供暖工程竣工，该厂又承担着局内西区各矿、社区以及城区西七路片区2.5万余人的集中供暖，取代了各矿及社区供暖小锅炉15台，年消耗煤矸石约10万余吨，几乎将澄合矿务局西区三矿的煤矸石全部消化，产生的灰渣运往附近的水泥厂和建材厂用于生产各种建材产品，少量用于周围村庄铺路或盖房，一举多得，实现了煤矸石减量化、无害化和再利用，在改善当地环境、节约能源、发展资源综合利用和循环经济方面取得相当大的贡献。

3 循环流化床高效、低污染

循环流化床是20世纪末在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术，具有许多其它燃烧方式所没有的优点：①由于循环流化床属于低温燃烧，因此氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为120ppm左右。并可实现燃烧中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备简单和经济；②燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤；③排出的灰渣活性好，易于实现综合利用；④负荷调节范围大，负荷可降到满负荷的30%左右。该厂两台循环流化床锅炉的热效率均达85%以上，配套的烟气治理设施有单室三电场静电除尘器、脱硫剂自动添加及DCS控制系统、烟气在线监测系统等，按现行污染物排放标准能够达标排放。

4 脱硝工程事倍功半

作为国企，多年来该厂一直带头高度重视环保工作，从设计、建设到投产运行严格执行环境保护“三同时”制度以及相关环保法律法规，每年都投入很大比例的资金用于废水、废气、噪声以及粉煤灰等方面的治理，以实现各项污染物达标排放。该厂污染治理设施年运行费用达百余万元，还有排污费、监测费等等，随着环保要求越来越严，环保投入比例也逐年加大。

2013年下半年澄合矿务局在经营困难的情况下又投资320万元实施了1×35t/h锅炉烟气SNCR脱硝处理系统，减少了一部分氮氧化物的排放，但因为在循环流化床锅炉这种燃烧方式下，炉内温度水平一般控制在850～950℃，远低于普通煤粉炉1300～1400℃的温度水平，且低于煤的灰熔点1200～1400℃。这样通过循环流化床低温、分级燃烧可实现燃烧过程中脱NOX，循环流化床锅炉烟气初始NOX浓度已经低于200mg/m3，即使不采用烟气脱硝，烟气中的NOX排放浓度就可以达到国家污染物排放要求，排放总量并不大，而且上SNCR脱硝工程后脱硝效率不到60%，NOX减排量并不大，且脱硝系统运行费用、人员工资、设备折旧维护等每年费用约二百万元以上，所以相对煤粉炉，循环流化床锅炉实施脱硝工程无疑是事倍功半的事情。

5 面对的压力与挑战

目前该厂锅炉烟气执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）：烟尘200mg/m3、SO21200mg/m3、NOX1100mg/m3。根据环境保护部发布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），从2014年7月1日起，将与普通燃煤电厂采用同一排放标准：烟尘30mg/m3、SO2200mg/m3、NOX100mg/m3，这一规定并没有切身考虑煤矸石综合利用电厂燃料灰分高、硫份富集的特殊性，会进一步加重企业负担。尽管循环流化床锅炉NOX排放标准放宽为200mg/m3，但煤矸石综合利用电厂承受的压力仍然是显而易见的：

①煤价的上涨带动了煤矸石价格也不断攀升，燃料成本越来越高，企业长期亏损经营；

②如此高的环保投入也仅仅能满足目前的污染物排放标准，随着排放标准的提高及排放限值更加严格，该电厂将需要大量的资金去开展新一轮的除尘器和脱硫改造。

煤价上涨带来的成本压力，步步紧逼的环保压力，使企业的经营压力巨大。环保达标已然如此艰难，煤矸石电厂还要和一般的燃煤锅炉同样地承受减排的压力，企业不堪重负，长期亏损。在今年煤炭形势持续走低的情况下，澄合矿务局对该厂从内部政策予以倾斜和支持，燃料压力有所缓解，但是作为自备电厂的尴尬又凸现，大河没水小河干，日子依然难过。

6 采取的对策与举措

面对自2014年7月1日起火力发电机组将要执行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中如此严厉的环保新政，该厂一方面积极调整设备运行参数，确保循环流化床的稳定运行，控制二氧化硫和氮氧化物的排放量；另一方面从年初开始积极调研除尘、脱硫升标改造方案，目前正在调研电袋除尘和炉内喷钙尾部增湿法脱硫，但周边都没有同规模同类型的成功案例，希望得到各级环保部门的技术协助和资金支持。

7 结论及建议

对于本已靠着国家的退税政策和矿务局内部政策勉强维持的煤矸石综合利用电厂，火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）的实施以及减排任务无疑是雪上加霜，面对这样的窘境，煤矸石综合利用电厂进退两难，只能永远地戴着亏损的帽子，在存亡线上挣扎。

因此，建议国家在减免增值税优惠政策的同时，从以下三方面建立完善环保方面相关的配套政策，促进资源综合利用电厂的健康发展。

（1）还原煤矸石综合利用电厂废弃物处理、低热值燃料的根本属性，对现有的小规模煤矸石综合利用电厂（矿区坑口矸石电厂）给予法律保护，并配套更多相应的优惠政策，如并网售电方面的优惠政策等；

（2）将煤矸石综合利用电厂与煤粉炉火电区别对待，尤其是对已有的小规模煤矸石综合利用电厂，维持执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）不变或在GB13223-2011基础上适当放宽。

(3)在实现污染物达标排放后，一段时期内不再对国家认定的资源综合利用电厂下达减排任务。