我国重点调查企业工业锅炉污染排放特征

董广霞，吕 卓，程 洁，白 煜，封 雪

中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京 100012

在相当长时间内，我国实行“以煤为主”的能源政策，工业锅炉的生产、使用一直以燃煤锅炉为主。随着工业锅炉的快速发展，工业锅炉能源消耗和污染排放也逐渐上升。目前工业锅炉能源消耗和污染排放均位居全国第二，仅次于电站锅炉，煤炭消耗量远高于钢铁、石化、建材等高耗能工业行业。工业锅炉燃料燃烧是大气污染的重要来源，其排放的废气污染物(如二氧化硫、氮氧化物、细颗粒物、重金属以及VOCs等)是影响大气质量的重要因子，是灰霾天气形成的主要原因之一。2015年之前每年开展的环境统计工作，仅对十几万家重点调查工业企业的锅炉总台数等进行统计，具体到每台锅炉的规模、炉型、燃料类型及消耗量、废气污染物产排量情况、污染治理设施及运行效果等，均没有开展统计。工业锅炉的总数不清，污染现状、控制措施及运行效果统计不全，导致缺乏准确的工业锅炉大气污染物排放数据，影响了工业锅炉的总量控制和《大气污染防治行动计划》的落实。

为进一步摸清工业锅炉污染物排放情况，依托2015年全国环境统计调查工作，对约16万家重点调查工业企业的工业锅炉进行了逐台统计调查。文中工业锅炉是指单台65 t/h以下的蒸汽锅炉，各种容量的热水锅炉及有机热载体锅炉，各种容量的层燃炉、抛煤机炉，不包括电站锅炉。

1 我国重点调查工业企业工业锅炉的现状

1.1 不同燃料类型的工业锅炉现状

按照燃料类型将工业锅炉分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、生物质锅炉和其他锅炉5种类型开展统计。2015年我国重点调查的工业企业有161 598家，对这些企业的共96 130台工业锅炉开展了逐台调查，其中燃煤锅炉69 401台，占总调查台数的72.2%，燃煤锅炉容量为59.6万MW，占工业锅炉总容量的77.5%，平均每台锅炉容量约为9.6 MW；台数列第二位的是燃气锅炉(15 655台)，占总调查台数的16.3%，燃气锅炉容量为10.6万MW，平均每台锅炉容量约为6.8 MW(见表1)。

表1 我国重点调查工业企业工业锅炉情况(按燃料类型)Table 1 The situation of industrial boiler in major-survey industrial enterprises of China(Fuel type)

注：空表示没有相关数据。下同。

燃煤、燃油、燃气和生物质4类工业锅炉共排放烟粉尘174.5万t，其中燃煤锅炉废气污染物产生和排放量均占所有工业锅炉的85%以上。燃煤锅炉消耗燃料煤2.8亿t，其烟粉尘的排放强度(烟粉尘排放强度指单位燃料煤的烟粉尘排放量，下同)为5.84 kg/t，远高于电站锅炉的排放强度0.71 kg/t，详见表2。

表2 我国重点调查工业企业工业锅炉能源消耗及污染情况(按燃料类型)

注：除燃气锅炉燃料消耗量单位为亿m3外，其余单位均为万t。

1.2 不同规模的工业锅炉现状

按照规模(以X表示，单位t/h)将工业锅炉分为X<1、1≤X<10、10≤X<20、20≤X<35、X≥35开展统计分析。1≤X<10的工业锅炉数量占比最高(65.9%)，容量占比为27.9%；其次是小于1 t/h的工业锅炉，其数量占比为14.3%，容量占比为1.0%；10 t/h以下的工业锅炉数量总计占比为80.2%，容量占比为28.9%，小规模的工业锅炉台数占绝大多数，但其容量占比较小，详见表3。

表3 我国重点调查工业企业工业锅炉基本情况

燃煤工业锅炉规模越小，其烟粉尘排放强度越大，小于1 t/h的燃煤工业锅炉烟粉尘排放强度高达20.78 kg/t；提高到1≤X<10 t/h的规模，则烟粉尘排放强度下降一半；提高到10≤X<20 t/h的规模，烟粉尘排放强度又下降一半，之后随着规模越高，烟粉尘排放强度越低。根据统计数据测算，工业锅炉烟粉尘去除率为91.1%，二氧化硫为36.9%，氮氧化物为8.5%，根据工业锅炉现场调研情况来看，91.1%的烟粉尘去除率远高于实际情况，详见表4、表5。

1.3 工业锅炉与电站锅炉的现状对比

工业锅炉燃料煤消耗量共约2.87亿t(除燃煤锅炉外，其他类型锅炉也会有少量的燃煤量)，全国电站锅炉(不含自备电站锅炉)燃料煤消耗量18.6亿t，工业锅炉燃料煤消耗量是电站锅炉燃煤量的15.4%，但其二氧化硫排放量是电站锅炉的67.2%，氮氧化物排放量是电站锅炉的25.0%，烟粉尘排放量是电站锅炉的131.6%。可见，在锅炉烟粉尘排放量中，工业锅炉贡献率远超过电站锅炉。详见表6。

表4 我国重点调查工业企业工业锅炉燃料消耗情况

表5 我国重点调查工业企业工业锅炉污染情况

表6 我国重点调查企业工业锅炉与电站锅炉对比情况

1.4 工业锅炉污染治理现状

对工业锅炉的除尘、脱硫和脱硝3种废气治理设施进行了统计。工业锅炉中，只安装除尘设施的有43 563台，占调查总数的45.3%，即超过一半以上的工业锅炉无任何除尘设施，产生的烟粉尘直排；只安装脱硫设施的有243台，同时安装除尘、脱硫设施的有11 923台，说明绝大多数工业锅炉未安装专门的脱硫设施，仅安装了有脱硫效果的除尘脱硫一体化装置；安装脱硝设施的可以忽略不计。详见表7。

表7 我国重点调查工业企业工业锅炉污染治理设施情况

对安装除尘设施的工业锅炉分规模分析：小于1 t/h的工业锅炉安装除尘设施的比例最低，为28.3%；1≤X<10的工业锅炉安装除尘设施的比例最高，为49.2%。虽然从除尘设施的安装比例来看，1≤X<10的工业锅炉最高，但其烟粉尘排放强度远高于规模更大的锅炉，这说明工业锅炉污染治理设施是否安装是一方面，更重要的是污染治理设施的运行情况，仅安装不运行或运行效果差，与未安装基本无差别。详见表8。

表8 我国重点调查工业企业工业锅炉安装除尘设施情况

2 我国重点调查工业企业工业锅炉的区域分布

调查的工业锅炉数量最多的是辽宁(为11 650台)，其次是河北、广东、山东、浙江和江西，都超过5 000台。少于1 000台的省份分别为贵州、青海、海南和西藏。

工业锅炉总容量最多的是辽宁，为9.5×104MW，其次是山东、内蒙古、河北、黑龙江、山西和吉林，均超过3.5×104MW。少于0.7×104MW的分别为青海、重庆、海南和西藏。

工业锅炉燃料煤消耗量最多的是辽宁(为2 720万t)，其次是山东、内蒙古、山西和河北，均超过2 000万t。少于200万t的分别为重庆、上海、海南和西藏。

工业锅炉烟尘排放量最多的是辽宁(为15.2万t)，其次是内蒙古、吉林、黑龙江、山东、山西、河北和河南，均超过5.0万t。少于5 000 t的分别是北京、上海、海南和西藏。

综上，无论是工业锅炉数量、总容量，还是燃料煤消耗量、烟粉尘排放量，均集中在辽宁、吉林、黑龙江、山东、山西、河北、内蒙古及河南等东北和华北区域煤炭产能大省，同时也是冬季取暖的重点区域。

3 我国重点调查工业企业工业锅炉的行业结构

调查的工业锅炉台数较多的行业分别是热力、化工、农副食品加工、纺织和煤炭采选业，其中热力业锅炉数量最多(为18 723台，占19.5%)，这一分布同样表现在总容量、燃料煤消耗量和烟粉尘排放量等指标中，详见图1～图4。

图1 分行业工业锅炉数量占比Fig.1 Industrial boiler units by industry

图2 分行业工业锅炉总容量占比Fig.2 Industrial boiler steam tonnage by industry

图3 分行业工业锅炉燃煤消耗量占比Fig.3 Industrial boiler coal consumtion by industry

图4 分行业工业锅炉烟粉尘排放量占比Fig.4 Industrial boiler dust discharged by industry

除热力行业外，其他4个行业的工业锅炉主要为7 MW以下的小锅炉，其中农副食品行业和煤炭采选业7 MW以下的小锅炉分别占该行业的83.8%和79.6%。

4 治理对策建议

燃煤工业锅炉占比大，建议监管部门进一步加大工业锅炉的能源结构调整力度，充分考虑天然气管道铺设等基础设施建设，促进工业锅炉煤改气的改造，降低燃煤工业锅炉的排放强度；减少秸秆焚烧、提高秸秆利用率，规范生物质成型材料的加工生产，为生物质锅炉发展保证合格原料供应。

小工业锅炉数量众多，烟粉尘排放强度大，建议加大淘汰小锅炉的力度。小规模的工业锅炉数量众多，虽总的燃料消耗量不大，但污染物排放量大，为了切实落实“气十条”，必须加大力度淘汰10 t/h以下的小锅炉。

建议加大对现有工业锅炉除尘、脱硫、脱硝设施的建设和运行管理。对工业锅炉的治理，除按“气十条”要求的加快推进集中供热、“煤改气”、“煤改电”工程建设以及淘汰10 t/h以下的小锅炉，还应加大对现有锅炉的污染治理力度，包括除尘、脱硫、脱硝设施的建设和运行管理。

工业锅炉相对集中在东北、华北少数几个大省，应加强对这几个大省的工业锅炉监管力度。

工业锅炉相对集中在热力、化工等少数几个重污染行业，应加强对这几个行业工业锅炉的监管力度。

5 结论

在能源消耗和废气污染物产生排放量上，燃煤工业锅炉均占85%以上，所占比例超过其台数和蒸吨数的比例。燃煤工业锅炉烟粉尘的排放强度为5.84 kg/t，远高于电站锅炉的排放强度0.71 kg/t；燃煤工业锅炉规模越小，其烟粉尘排放强度越大。在调查的工业锅炉中，超过一半以上的工业锅炉烟粉尘直排，烟粉尘去除率虚高，导致烟粉尘排放量虚低。工业锅炉台数、总容量、燃料消耗量和烟粉尘排放量主要分布在辽宁、吉林、黑龙江、山东、山西、河北、内蒙古及河南等北方大省，与这些省份是煤炭产能、耗能大省和取暖大省不无关系。工业锅炉相对集中在热力、化工等少数几个重污染行业。

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