热力集团攻坚“清煤降氮”共创首都美好蓝天

王漪

11月15日，北京正式进入供暖季。与往年相比，今年当人们在寒冷冬日享受温暖的同时，全市各处的供热锅炉燃烧后排放出的气体将更加清洁环保。这得益于北京市开展的燃煤锅炉清洁能源改造、燃气锅炉低氮改造两项“清煤降氮”工程，2017年大幅超额完成任务，成为北京市治理大气污染，改善空气质量的重要举措。

在众多开展“清煤降氮”工程的单位中，北京市热力集团有限责任公司（简称“热力集团”）作为我国最大的国有集中供热企业，切实履行国企责任，攻坚克难，发挥技术创新优势，全面实施“清煤降氮”，建设标杆工程，为北京市的节能减排、绿色低碳发展做出了突出贡献。

“清煤降氮”守护首都蓝天

近几年，北京市民对空气质量的关注度越来越高。研究表明，氮氧化物是造成大气污染的物质之一，其中锅炉在运行供热过程中，天然气燃烧便会产生氮氧化物。为了改善空气质量，降低氮氧化物排放，2013年以来，北京市大规模开展燃煤锅炉清洁能源改造、燃气锅炉低氮改造、民用散煤清洁能源替代等工程性减排工作，成为全市打好“蓝天保卫战”，治理大气污染，改善空气质量的重要举措。

根据2017年清洁空气行动计划的任务分解要求，今年10月底前，全市要完成4000蒸吨左右燃煤锅炉清洁能源改造任务，年底前完成10000蒸吨禁燃区内燃气（油）锅炉低氮燃烧技术改造任务。另据北京市《锅炉大气污染物排放标准》规定，自2017年4月1日起，全市新建锅炉执行30毫克/立方米的排放限值；对于高污染燃料禁燃区内的在用锅炉，北京市执行80毫克/立方米排放限值。

北京市环保局近期发布的数据显示，截至11月，北京市今年共淘汰燃煤锅炉2837家、4453台、13259蒸吨，完成锅炉低氮改造约7000台、23000蒸吨，超额完成了2017年“清煤降氮”工程的任务量。其中，燃煤锅炉淘汰量是任务量的3.3倍，燃气锅炉低氮改造完成规模是任务量的2.3倍，创下新的历史纪录。

在众多开展“清煤降氮”工程的企、事业单位中，拥有近60年光荣供热历史，供热面积占全市三分之一的北京热力集团发挥了勇于担当的主力军作用。2017年2月，集团召开“清煤降氮”工作动员部署会，要求各企业、各部门严格按照市政府“清煤降氮”行动计划的要求，以高度的政治使命感和责任感，不折不扣全面完成“清煤降氮”改造任务，并要求在用锅炉排放也要达到30毫克/立方米最严标准，由此启动了热力集团历年来最大规模的供热锅炉降氮改造工程。

为了确保清煤降氮改造工作顺利实施，集团还专门成立了“清煤降氮”工作领导小组和六个推进小组，集团党委书记、董事长李大维担任工作领导小组组长。工作领导小组每月召开一次会议，研究工作推进情况，协调解决工作中的重大问题。各推进小组每周摸排一次情况，解决相关问题。

根据热力集团部署，改造工作目标集中在四个方面，一是集团管理市区范围内运行锅炉全部达标；二是大型锅炉安装在线监测装置；三是实施氮氧化物降低、烟气余热回收利用综合治理；四是减排的同时，注重节能节热，提升形象。

在确保大型锅炉房排放达标治理的同时，热力集团还进行烟气余热深度回收、除雾消白、冷凝水回收利用等综合治理。通过实现清洁能源替代，推广空气源热泵、移动热源、电蓄热等技术应用，一系列卓有成效的工作都为改善首都空气质量增添了有力保障。

经过近10个月的攻坚克难，2017年热力集团共改造锅炉房330座，锅炉1569台，8777.15蒸吨，建设新供热管线12.47公里。热力集团技术管理部经理张立申介绍，改造完成后，热力集团管理的锅炉房中80%锅炉烟气NOx排放达到30毫克/立方米以下，其中科丰供热厂示范项目排放将达到5毫克/立方米。通过“清煤降氮”改造的实施，一个采暖季可直接减少烟气NOx排放1844.14吨，相当于年停止行驶1.6L家用轿车120万辆。

破解大安山供热难题

大安山两座锅炉房位于房山区大安山乡，这里远离市区，海拔高，冬季天气寒冷，辖区内有座大安山煤矿，一直采用燃煤锅炉供暖，每年消耗5000吨煤，对空气造成了污染。其中820锅炉房海拔820米，位于居民生活区，920锅炉房海拔920米，位于煤矿办公区。这两座锅炉房一直是房山区“最难啃的硬骨头”，多年来没有完成清洁能源替代。

在主动承担了该地区的燃煤锅炉清洁能源替代任务后，集团多次召开方案论证会议，集团董事长李大维亲自带队上山进行现场踏勘。项目技术组通过分析当地自然条件和电力、水利、燃气以及新能源的利用情况，发现当地缺气少电，地势陡峭、道路崎岖，运输条件很差，大型运输车根本无法上去，清洁能源替代异常艰难。全程参与这一改造项目的技术管理部汉京晓博士介绍，电力和燃气是北京市常规的燃煤采暖替代方式，但在大安山鄉不能依靠任何一种单纯的方式改造当地的燃煤锅炉。

经反复研讨，最终确定了移动LNG、空气源热泵、电锅炉、蓄热罐等多能互补的供热方式。820锅炉房保留原辅机设备，拆除燃煤锅炉，设置1台2.4兆瓦电锅炉，室外设置2台2.8兆瓦燃气热水移动锅炉，配置1兆瓦空气源热泵和一座400立方米的蓄热水箱进行蓄热。920燃煤锅炉改造方案为，将原有2台4吨的燃煤蒸汽锅炉改造为2台2.4兆瓦的电热水锅炉，并配备一座800立方米的蓄热水箱进行蓄热，新增制热量800千瓦的空气源热泵作为采暖系统的补充热源，同时建设2兆瓦光伏补充电力需求，以适应2019年当地产业结构调整，煤矿关停后用电量的变化。

“通过多种能效和多种技术的互补，大安山的两座锅炉房不仅变干凈了，而且也改变了以往比较粗放的锅炉房管理方式，提高了能源利用率。”汉京晓说，能够参与到这么复杂的项目中，感到非常荣幸，对个人是很大的提升；对供热行业，是完成了一项多能互补供热的标杆工程，为山区燃煤锅炉清洁能源替代提供了解决方案。

打造新型现代化供热基地

除了在京郊山区，排除万难为当地居民送去温暖，热力集团还准确把握新时期首都城市战略定位，紧紧围绕建设国际一流的和谐宜居之都的目标，以方庄供热厂为标杆，打造新型现代化供热基地，提高能源利用效率，推动首都供热事业的绿色智能协调发展。

方庄供热厂建于1988年，原为10台29MW燃煤锅炉，1997年在原锅炉架构上进行了煤改气，是一家运行了近30年的老厂，能耗高、自控制水平低，需要进行更新改造。热力集团结合“清煤降氮”任务，2017年4月启动了方庄供热厂改造工程，将南锅炉房原5台29兆瓦的锅炉改造为5台58兆瓦燃气锅炉。采用世界最先进的超低氮燃烧技术、烟气再循环技术、尾部催化还原（SCR）技术，使锅炉烟气氮氧化物排放值低于15毫克/立方米，严于目前世界最严格的排放标准。在烟气排放达标的同时，集团发挥企业的研发优势，进行烟气余热深度回收、除雾消白、冷凝水回收利用等综合治理，打造近零排放示范项目。5台锅炉一个采暖季可减少氮氧化物排放79吨，回收水蒸气2.1万吨，回收烟气余热10.6万吉焦，折合标煤0.36万吨。

实现最严排放标准，依靠的是热力集团上下一心、攻坚克难的决心和行动力。参与这一项目的技术管理部王达工程师介绍，由于厂区原有建筑结构不变，受到高度等空间限制，给设备选型带来很大难度。同时，新更换的五台锅炉零散部件均需焊接，工作量相当大，高峰期同时作业的工人超过300人。

据了解，未来方庄供热厂将借鉴丹麦第四代供热技术，建设污水源及中水源热泵系统、太阳能光热系统、蓄热系统、地热供热等综合供热系统，同时利用互联网+新能源供热技术，推动多种能源智能融合发展，实现冷热联供和清洁供热，将原方庄供热厂打造为绿色生态示范城。

热力集团实施“清煤降氮”工程，不仅促进了首都供热事业的绿色发展，也实践并检验了热力行业先进的科学技术。“十二五”期间，热力集团的科研项目经费投入累计超过1亿元，包括引进和应用了锅炉烟气余热利用、热力站精细化调节、电磁水处理仪、喷射式高效节能热交换装置等多项新技术，筹建了国家级热水热计量实验室；大口径直埋热水管道的应力分析研究成果弥补了国内直埋大口径供热管道理论与设计的空白；热力地下工程非降水（注浆）施工突破了技术瓶颈，在国内同行业处于领先水平；热力盾构技术、暗挖热力隧道工程技术和机械顶管微型隧道技术的研发应用，不仅节约了几千万元的工程投资，同时填补了多项国内空白。

这一系列的技术研究和应用，为热力集团成为“绿色、低碳、智能供热的引领者”打下了坚实的基础。参与科丰供热厂示范项目的技术管理部贾萌工程师对此深有体会，2014年，她参与了研究降低燃气锅炉氮氧化物排放的市级课题项目，经过几年的深入研究与实验，攻克了多项技术难题，最终研发出了烟气再循环低氮燃烧器和紧凑型SCR反应器，并已应用在大安山燃煤锅炉改造、方庄供热厂改造等项目中，为“清煤降氮”的实施提供了强大的技术保障。

热力集团在今年完成“清煤降氮”改造工程后，不仅新建锅炉排放达标，在用改造的锅炉排放标准也达到新建锅炉的排放标准，超额完成了任务。在这张“清煤降氮”成绩单的背后，凝聚着近万名热力人的辛勤汗水与智慧，也是他们履行首都国企责任的使命感与奉献精神的最好证明。

据了解，“十三五”时期，热力集团将继续发挥国有企业主力军作用，扩大清洁电蓄热、污水源、地热源、光伏等可再生能源利用，到2020年，集团在市核心区非化石能源利用占比将达20%，相比2017年再减排85%以上，为北京市的绿色发展继续发光发热。