基于CEMS数据的火电厂SO2和NOX排放因子建立与不确定性分析

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SO2(二氧化硫)、NOX(氮氧化物)是我国“十一五”以来重点控制的两项废气主要污染物,其来源于工业废气企业,尤以火电行业为主,广东省电力装机容量位居全国前列,火电厂在废气点源SO2、NOX的排放上贡献率最大,因此有效控制火电厂SO2、NOX的排放,将极大促进我省大气主要污染物的减排,促使环境空气质量的改善。本文研究火电厂SO2、NOX排放因子的建立,旨在提高火电厂大气排放源清单的分辨率,为火电厂SO2、NOX的减排监管提供科学的参考依据。本文采用基于CEMS(烟气连续排放监测系统)数据建立火电厂SO2、NOX排放因子并对其不确定性进行分析,主要研究内容如下:(1)查阅国内外文献资料,探讨传统SO2、NOX排放因子建立的局限性,介绍我国污染源自动监测系统的建设发展历程以及相关的政策要求与支撑;同时分析火电厂CEMS的检测分析技术,阐述CEMS日常运维管理的质量控制与质量保证措施,为基于CEMS数据建立火电厂SO2、NOX排放因子提供可靠的技术支持与数据质量保障,基于CEMS数据建立的排放因子将从根本上改善排放因子的时效性、连续性及准确性,以期改变传统SO2、NOX排放因子法的弊端。(2)采用查阅文献资料、到环保部门及企业现场调研等方式方法收集本研究对象的基础资料信息,确定了2013年国控名录内的火电厂为本研究的样本范围,收集整理其机组投运时间、机组装机容量、脱硫脱硝技术及其投运时间、年燃料用量及发电量等基础信息,按火电厂机组规模、燃料类型及脱硫脱硝技术方法对其进行等级归类,确定排放因子的样本容量及等级分层。通过自动监测系统平台获取样本容量内火电机组的浓度平均值、烟气排放量、自动监测设备运转率、自动监测数据完整率等CEMS数据,再结合自动监测设备验收资料及有效性审核资料对CEMS数据进行优化筛选,最终确定用于建立SO2、NOX排放因子的源活动数据。(3)综合样本容量内火电机组的基础资料及其CEMS数据的质量,最后确定用于建立SO2排放因子的火电厂共23家,57台机组,总装机容量2182万kW,CEMS数据342条,煤耗量及发电量数据114条;用于建立NOX排放因子的火电厂共23家,50台机组,总装机容量1449.6万kW,CEMS数据300条,煤耗量、天然气用量及发电量数据100条。最终确立了基于燃料用量及发电量为基本单元的SO2及NOX排放因子体系,得出SO2的排放因子范围为:0.63kg/t1.43 kg/t,0.26 g/kWh0.81 g/kWh;NOX燃煤电厂的排放因子范围为:0.77kg/t4.57 kg/t,0.35 g/kWh2.30 g/kWh;燃气电厂的排放因子范围为:1.6514.14 g/m3,0.342.86 g/kWh。并采用AuvToolPro定量分析工具和定性分析方法来评价基于CEMS数据建立的SO2及NOX排放因子的不确定性。
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