《燃氣鍋爐及固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準》編制說明

《燃氣鍋爐及固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準》

（送審稿）編制說明

1.項目背景

1.1任務來源

隨著燃氣輪機發(fā)電廠（以下簡稱“燃機電廠”）裝機容量的不斷增加，加之燃機電廠主要

分布于環(huán)境容量有限的經濟較發(fā)達地區(qū)和城市，燃氣輪機氮氧化物排放問題愈來愈受到關注，

北京、天津等地在國家大氣污染物排放標準的基礎上又出臺了更為嚴格的氮氧化物排放標準。

為貫徹落實《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》中關于生態(tài)環(huán)境建設要求，對標世界一流灣區(qū)，以

深圳建設中國特色社會主義先行示范區(qū)契機，進一步加強深圳市生態(tài)環(huán)境保護工作，深圳市應

抓緊研究并制定相應的燃氣輪機大氣污染物排放。

在以天然氣為主要化石能源結構的大背景下加強天然氣使用終端關鍵設備的管控是深圳

市未來環(huán)境管理的重點。2019年深圳市鍋爐已全面完成“煤改氣”改造工作，工業(yè)鍋爐成為

最主要的天然氣使用終端，其污染物排放管理應放在突出位置，鑒于當前執(zhí)行排放標準較為寬

松，且燃氣鍋爐將作為生產生活的剛性需求長期存在，為保障城市發(fā)展的同時實現(xiàn)空氣質量改

善，保護人體健康，制定燃氣鍋爐大氣污染物地方排放標準具有時代背景，且符合深圳市環(huán)境

管理需求。

2018年12月，深圳市生態(tài)環(huán)境局委托西安熱工研究院有限公司蘇州分公司開展《燃氣鍋

爐及固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準》課題，主要研究內容包括：

（1）梳理國內外燃機環(huán)保排放現(xiàn)狀，分析國內外燃機氮氧化物排放相關標準、政策以及

已實施脫硝的燃機發(fā)電經濟性和社會效益。

（2）實地調研全市在役燃機電廠氮氧化物排放和脫硝改造情況，結合調研和研究的情況，

分析在不同排放限值下，全市燃機進一步降低氮氧化物排放濃度的技術和經濟可行性，并提出

燃機優(yōu)選的環(huán)保指標，編制深圳市《燃氣鍋爐及固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準》及編制

說明。

（3）梳理國內外天然氣鍋爐環(huán)保排放現(xiàn)狀，研究國內外燃氣鍋爐污染物排放相關標準、

政策、分析已實施環(huán)保改造案例及其經濟性和社會效益。

（4）實地調研全市在役燃氣鍋爐污染物排放和環(huán)保改造情況，結合調研和研究的情況，

分析在不同排放限值下，全市燃氣鍋爐進一步降低污染物排放濃度的技術經濟可行性，并提出

燃氣鍋爐優(yōu)選的環(huán)保指標，編制深圳市《燃氣鍋爐及固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準》及

編制說明。

1.2主要工作過程

（1）立項階段

1

臭氧污染防治一直是深圳市環(huán)境領域的重點問題，其前體物——氮氧化物的控制是防治工

作的重要一環(huán)，在近幾年的不斷努力下，2022年底深圳市全面完成燃氣工業(yè)鍋爐的低氮燃燒

改造，即氮氧化物排放濃度不高于30mg/m3；2020年已完成全部燃氣電廠降氮脫硝改造。加

之2022年深圳市生態(tài)環(huán)境局和深圳市財政局聯(lián)合印發(fā)的《深圳市大氣環(huán)境質量提升補貼辦法

（2022—2025年）》，為推行更為嚴厲的排放標準提供了有利的環(huán)境和政策基礎。

同時，在“深圳標準建設”，構建生態(tài)環(huán)境保護標準體系等工作要求，以及2019年8月《中

共中央國務院關于支持深圳建設中國特色社會主義先行示范區(qū)的意見》指導下，為提升深圳

市氮氧化物排放濃度治理水平，深圳市生態(tài)環(huán)境局就《燃氣鍋爐及固定式燃氣輪機大氣污染物

排放標準》提請立項申請，并于2022年5月11日，收到深圳市市場監(jiān)督管理局通知，予以立

項。

（2）起草階段

2018年12月起，標準編制組進行了對國內外相關排放標準、污染防治技術、各類型燃氣輪

機燃燒技術發(fā)展狀況、行業(yè)相關環(huán)保政策等內容的調研。對深圳市部分在役燃氣輪機發(fā)電廠和

在建燃氣輪機發(fā)電廠開展現(xiàn)場調研工作，了解電廠生產工藝、機組運行工況變化、年發(fā)電狀況、

污染物排放水平、污染防治技術成本、管理狀況等。同時，對北京、江蘇等地燃氣電廠的氮氧

化物排放、低氮燃燒器和選擇性催化還原煙氣脫硝（SCR）改造現(xiàn)狀、相關政策等方面進行了

調研。

標準編制組也先后開展了燃氣鍋爐的國內外相關標準及防治技術的調研、深圳市燃氣鍋爐

及其排放現(xiàn)狀調研、國內燃氣鍋爐低氮改造技術實踐調研、深圳市燃氣鍋爐適用控制技術分析

等工作。收集深圳市燃氣鍋爐分布、保有量信息，結合2018年燃氣鍋爐專項測試數(shù)據，對燃

氣鍋爐數(shù)量、容量分布以及現(xiàn)有排放狀況進行了分析。

在廣泛調研和技術交流的基礎上，并依據現(xiàn)場測試結果的分析統(tǒng)計，以及在充分考慮技術

達標率、相關管理部門意見的基礎上，形成深圳市《燃氣鍋爐及固定式燃氣輪機大氣污染物排

放標準》標準初稿及編制說明。同時，開展標準初稿及編制說明討論會，重點對標準適用范圍、

污染物控制項目及指標、排放限值、監(jiān)測分析方法、運行管理要求、成本效益分析等標準主要

技術內容進行充分論證后確定，形成了標準文本及其編制說明征求意見稿。

（3）征求意見階段

本次燃氣鍋爐及固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準通過3種方式廣泛征求意見，分別為：

通過內部系統(tǒng)向相關機關單位征求意見、在深圳市生態(tài)環(huán)境局門戶網站上公示向人民群眾廣泛

征求意見，以及邀請行業(yè)內專家開展專家咨詢論證會。

內部征求意見方面，深圳市生態(tài)環(huán)境局于2022年5月，向24個局內部門、單位，19個局外

單位發(fā)送征求意見稿，獲得反饋37份，匯總意見建議30條，均進行了采納修改。

社會公示方面，深圳市生態(tài)環(huán)境局于2022年5月26日，在其門戶網站上對標準正文和編制

說明進行了公示，公示時長2個月，收到回復94條，相關回復93條，其中群眾十分關心燃氣鍋

2

爐氮氧化物限值情況，涉及回復92條，進行了統(tǒng)一回復。

專家咨詢論證方面，深圳市生態(tài)環(huán)境局于2022年8月1日邀請國內5位行業(yè)內專家，對標準

內容及相關材料進行咨詢論證，在專家咨詢論證會上，相關專家共提出3條建議，均進行了采

納修改。

2023年9月4日，根據征求意見情況進一步修改完善，形成標準送審稿。

1.3燃氣輪機相關標準研究

1.3.1歐盟

（1）《大型燃燒企業(yè)大氣污染物排放限制指令》（2001/80/EC）

1988年歐共體發(fā)布了適用于12個國家的熱功率大于50MW燃燒裝置的大氣污染物排放

限值即88/609/EEC導則，又于1994年和2001年兩次對指令作了修改。

現(xiàn)行的歐盟《大型燃燒企業(yè)大氣污染物排放限制指令》（2001/80/EC）規(guī)定了燃天然氣的

3

燃氣輪機組NOX排放限值執(zhí)行50mg/m，燃用除天然氣外的氣態(tài)燃料和燃油機組NOX排放限值

3

執(zhí)行120mg/m；對燃用氣態(tài)燃料的燃氣輪機組的顆粒物及SO2無排放控制要求。

燃氣輪機NOX排放限值是指煙氣中含氧量在15%，機組負荷在70％及以上時的排放限值。

（2）大型火力發(fā)電廠最佳可行技術（BAT）

1996年9月，歐盟執(zhí)委會提出了污染綜合防治指令（IPPC指令）。指令要求成員國建立

包括制訂排放限值、推廣最佳可行技術（BAT）的許可制度。2008年1月，歐盟推出綜合污

染防治指令2008/1/EC，根據該指令歐盟制訂了一些行業(yè)的最佳可行技術參考文件（簡稱

BREF），要求企業(yè)優(yōu)先達到文件規(guī)定的排放限值，以此作為發(fā)放排污許可證的依據。

對于燃氣電廠中基于最佳可行技術下的NOX及一氧化碳排放水平見表1-1。對新建燃氣輪

機而言，干式低氮燃燒（DLN）為最佳可行技術。對于現(xiàn)有燃氣輪機，水或蒸汽噴射或者轉

換為DLN技術為最佳可行技術。對多數(shù)燃氣輪機而言，SCR也被視為最佳可行技術。一氧化碳

總是作為燃燒過程的中間產物出現(xiàn)，最大限度地減少一氧化碳排放的最佳可行技術是完全燃

燒，并結合良好的鍋爐設計、運用高性能監(jiān)控和過程控制技術以及燃燒系統(tǒng)的維護。

表1-1基于最佳可行技術的NOx排放水平

與最佳可行技術相關的排放水平

3

電廠類型（mg/m）O2含量（%）備注

NOXCO

燃氣輪機

新建燃氣輪機20-505-10015干式低氮燃燒或SCR

現(xiàn)有燃氣輪機的DLN20-755-10015干式低氮燃燒用作改造

現(xiàn)有燃氣輪機50-9030-10015水和蒸汽噴射或SCR

CCGT（聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機）

無補充燃燒的新

20-505-10015干式低氮燃燒或SCR

CCGT（HRSG）

無補充燃燒的現(xiàn)有干式低氮燃燒或水和蒸汽噴射或

20-905-10015

CCGT（HRSG）SCR

有補充燃燒的新20-5030-10015干式低氮燃燒或低NOX鍋爐（就鍋爐

3

CCGT（HRSG）而言）或SCR或SNCR

干式低氮燃燒或水和蒸汽噴射以及

有補充燃燒的現(xiàn)有

20-9030-10015低NO鍋爐（就鍋爐而言）或SCR或

CCGT（HRSG）X

SNCR

備注：DLN：干式低氮燃燒；HRSG：余熱鍋爐；CCGT：聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機；

SCR：選擇性催化還原脫硝技術；SNCR：選擇性非催化還原脫硝技術。

1.3.2美國

美國環(huán)境保護的法律法規(guī)十分健全。其中與火電廠污染物控制關系十分密切、較重要的包

括以下相關排放標準。

（1）《新污染源排放標準》（NSPS）

為使固定污染源的排放符合排放標準，《清潔空氣法》要求美國環(huán)保署制定和實施適用于

新建或改建工業(yè)污染源的全國統(tǒng)一的新污染源排放標準（NSPS），該排放標準目前已經被用

于對多種重點排放源，如發(fā)電廠、煉油廠、水泥廠、工業(yè)鍋爐等污染物的排放控制。對于燃氣

輪機發(fā)電廠，在固定燃燒源排放標準中規(guī)定了燃氣輪機發(fā)電機組的NOX和SO2排放限值，具體

見表1-2。

表1-2固定式燃氣輪機NOx排放限值

燃氣輪機最大負荷

排放標準

燃氣輪機類型燃料類型時熱輸入

（MW）ppmmg/m3

天然氣（電力驅動）≤14.644286

天然氣（機械驅動）≤14.64100205

新建天然氣>14.64～≤248.862551

汽輪機燃氣（除天然氣外，電力驅動）≤14.6496197

燃氣（除天然氣外，機械驅動）≤14.64150308

燃氣（除天然氣外）>14.64～≤248.8674152

新建、改建或天然氣>248.861531

重建汽輪機燃氣（除天然氣外）>248.864286

液體燃料≤14.64150308

改建或重建汽

天然氣>14.64～≤248.864286

輪機

燃氣（除天然氣外）>14.64～≤248.8696197

位于北極圈以北（北緯66.5度）的汽輪機，運行低于≤30MW輸出150308

75%最大負荷的汽輪機，改建或重建的臨海燃氣輪機>30MW輸出96197

獨立于燃氣輪機的熱循環(huán)機組所有類型54111

（2）最佳可行控制技術（BACT）

為實現(xiàn)國家環(huán)境空氣質量標準，各州和受污染的城市地區(qū)必須制定州實施計劃。州實施計

劃必須要求在未達標地區(qū)新增的工業(yè)排放源實現(xiàn)“最低可得排放速率”（LowestAchievable

EmissionRate,LAER），該標準是針對具體設備的，基于技術的排放標準。對于已經達到國家

環(huán)境空氣質量標準的地區(qū)，州實施計劃必須包含防止大氣質量發(fā)生“重大惡化”的措施，并且要

求新增污染源采用“最佳可得控制技術”（BestAvailableControlTechnology,BACT），該標準

也是針對具體設備的，基于技術的排放標準，可能與最低可得排放標準相同，也可能比最低可

得排放標準寬松，取決于成本考慮。

以加州為例，1999年加州空氣資源委員會（ARB）通過了《電廠選址和最佳可行控制技

4

術指導》，對于≥50MW的燃氣輪機發(fā)電廠，ARB推薦的基于BACT的大氣污染物排放水平見

表1-3。

表1-3加州對于≥50MW的燃氣輪機發(fā)電廠的BACT排放限值

NOXCOVOCPM10SOXNH3

聯(lián)合循環(huán)及廢熱發(fā)電

2.5ppmvd（15%O、1h

26ppmv（15%O、2ppmvd（15%O、3h滾動排放限值對應于天然≥5ppmvd

滾動平均）或2ppmvd22

3h滾動平均）平均）氣含硫量15.09ppm（15%O2）

（15%O2、3h滾動平均）

簡單循環(huán)及廢熱發(fā)電

5ppmvd（15%O2、3h滾6ppmv（15%O2、2ppmvd（15%O2、3h滾動排放限值對應于天然≥5ppmvd

動平均）3h滾動平均）平均）氣含硫量15.09ppm（15%O2）

1.3.3中國香港

香港電廠最佳可行方法指導說明（AGUIDANCENOTEONTHEBESTPRACTICABLE

MEANSFORELECTRICITYWORKSBPM7/1）。該條例規(guī)定了為達到最佳可行方法所需的

最低要求。適用于1991年1月1日后建成的大于等于以下數(shù)值的所有單位【燃煤電廠：≥200MW

（電輸出功率）；燃氣電廠：≥15MW（電輸出功率）；燃油電廠（調峰電廠）：≥15MW（電

輸出功率）】。

對于燃氣輪機組，規(guī)定的排放限值（燃燒過程中）為：

顆粒物—5mg/m3（2小時平均）；

3

SO2—10mg/m；

3

NOX（NO2）—90mg/m。

1.3.4中國

我國現(xiàn)行的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223—2011），2011年1月提出，其中

33

規(guī)定的新建燃用天然氣的燃氣輪機組顆粒物、SO2及NOX排放限值分別為5mg/m、35mg/m

和50mg/m3。

表1-4《火電廠大氣污染物排放標準》中燃氣輪機組排放標準（mg/m3）

燃料和熱能轉化設

污染物項目適用條件限值（mg/m3）

施類型

天然氣鍋爐及燃氣輪機組5

顆粒物

其他氣體燃料鍋爐及燃氣輪機組10

天然氣鍋爐及燃氣輪機組35

以氣體為燃料SO2

其他氣體燃料鍋爐及燃氣輪機組100

的鍋爐或燃氣

天然氣鍋爐100

輪機

其他氣體燃料鍋爐200

NO（以NO計）

X2天然氣燃氣輪機組50

其他氣體燃料燃氣輪機組120

1.3.5北京市

北京市《固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準》（DB11/847—2011）中規(guī)定新建燃用天

333

然氣的燃氣輪機組顆粒物、SO2及NOX的排放限值分別為5mg/m、20mg/m和30mg/m。

5

1.3.6天津市

天津市《火電廠大氣污染物排放標準》（DB12/810—2018）中規(guī)定現(xiàn)有、新建燃用天然

33

氣的燃氣輪機組NOX的排放限值分別為35mg/m、30mg/m。未對顆粒物、SO2排放濃度進行

了限定。

1.3.7江蘇省

江蘇省2021年《固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準》（DB32/3967—2021）中規(guī)定現(xiàn)有、

33

新建燃用天然氣的燃氣輪機組NOX的排放限值分別為30mg/m、15mg/m。

1.3.7本文件與國內外燃氣輪機標準對比

本文件與主要國家、地區(qū)及國際組織同類標準的對比可以發(fā)現(xiàn)，本文件嚴于國內外的國家

標準以及國內地方標準，僅較美國（BACT或LAER）略為寬松。

表1-5國內外燃氣輪機組排放標準對比分析

地區(qū)NOX粉塵SO2

歐洲（EC）50mg/m3無要求無要求

歐洲（BAT）20-50mg/m3無要求無要求

國外美國（NSPS）25mg/m3無要求無要求

標準5mg/m3(聯(lián)合)排放限值對應于天然氣含硫量

美國（BACT或LAER）無要求

10mg/m3（簡單）15.09mg/Nm3

日本70mg/m3無要求無要求

中國50mg/m35mg/m335mg/m3

北京30mg/m35mg/m320mg/m3

國內35mg/m3（現(xiàn)有）

天津5mg/m35mg/m3

標準30mg/m3（新建）

30mg/m3（現(xiàn)有）

江蘇5mg/m35mg/m3

15mg/m3（新建）

15mg/m3（現(xiàn)有）

本文件5mg/m35mg/m3

15mg/m3（新建）

1.4燃氣鍋爐相關標準研究

1.4.1國內燃氣鍋爐相關標準調研

（1）2014年5月16日國家發(fā)布了《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271—2014），

規(guī)定了大氣污染物特別排放限值，提高了各項污染物排放標準。2014年7月1日起，強制性國

家標準《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271—2014）開始正式實施。

表1-6在用燃氣鍋爐大氣污染物排放限值濃度

污染物項目限值（mg/m3）

顆粒物30

二氧化硫100

氮氧化物400

6

表1-7新建燃氣鍋爐大氣污染物排放限值濃度

污染物項目限值（mg/m3）

顆粒物20

二氧化硫50

氮氧化物200

表1-8燃氣鍋爐大氣污染物特別排放限值

污染物項目限值（mg/m3）

顆粒物20

二氧化硫50

氮氧化物150

（2）北京市地方標準《鍋爐大氣污染物排放標準》（DB11/139—2015）。2015年5月，北

京市修訂并發(fā)布《鍋爐大氣污染物排放標準》，該標準重點加嚴了鍋爐NOx排放限值，接近發(fā)

達國家最嚴的鍋爐排放標準，詳見下表。

表1-9北京市新建工業(yè)鍋爐大氣污染物排放濃度限值

執(zhí)行時間

2017年3月31日前的新建鍋爐2017年4月1日起的新建鍋爐

污染物（mg/m3）

顆粒物55

二氧化硫1010

NOx8030

表1-10北京市在用鍋爐大氣污染物排放濃度限值

執(zhí)行時間高污染燃料禁燃區(qū)內高污染燃料禁燃區(qū)外

3

污染物（mg/m）2017年4月1日后標準實施之日起

顆粒物510

二氧化硫120

NOx8150

（3）上海市地方標準《鍋爐大氣污染物排放標準》（DB31/387—2018）

上海市2018年6月發(fā)布了《鍋爐大氣污染物排放標準》，標準中加嚴燃氣鍋爐NOx排放

限值，見表1-11。

表1-11上海市燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放限值

鍋爐分類實施日期NOx排放限值（mg/m3）

標準實施之日起150

在用鍋爐

2020年10月1日起50

新建鍋爐標準實施之日起50

（4）天津市地方標準《鍋爐大氣污染物排放標準》（DB12/151—2016）

7

2016年天津市修訂了《鍋爐大氣污染物排放標準》（DB12/151—2016），標準中加嚴了

燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放限值，見表1-12。

表1-12天津市燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放限值

分類NOx排放限值（mg/m3）

在用150

新建80

（5）廣東省地方標準《鍋爐大氣污染物排放標準》（DB44/765—2019）

表1-13廣東省燃氣工業(yè)鍋爐NOx排放限值

鍋爐分類實施日期NOx排放限值（mg/m3）

標準實施之日起～2020年7月1日150

在用鍋爐

2020年7月1日起150

新建鍋爐標準實施之日起150

特別排放限值2021年1月1日起50

（6）河北省地方標準《鍋爐大氣污染物排放標準》（DB13/5161—2020）中規(guī)定，自本文

件實施之日起，新建鍋爐執(zhí)行表1-14規(guī)定的大氣污染物排放限值。

表1-14大氣污染物排放濃度限值

污染物項目NOx排放限值（mg/m3）

顆粒物5

二氧化硫10

氮氧化物（以NO2計）50

（7）太原市2019年度燃氣鍋爐低氮改造工作方案

1）改造后氮氧化物排放濃度不高于30mg/m3。

2）對于已經達到50mg/m3排放標準的天然氣鍋爐，可以不進行低氮改造，維持正常運行

即可。

1.4.2國外燃氣鍋爐相關標準調研

部分國家的燃氣鍋爐顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放限值水平如下表所示。

表1-15國外燃氣鍋爐排放限值（mg/m3）

標準類別顆粒物二氧化硫氮氧化物

美國加州//18-60

歐盟//170

法國535100-350

芬蘭//170-400

德國510100-150

8

標準類別顆粒物二氧化硫氮氧化物

日本30-100-120-300

世界銀行（污染預防和控制手冊1998）//320

1.4.3本文件與國內外燃氣鍋爐標準對比

表1-16匯總了國內各省市現(xiàn)行標準規(guī)定的燃氣鍋爐顆粒物、SO2和NOx的排放限值。

從表中可知，本文件與國內標準相比，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物均達到國內較嚴格水平，

并且低于當前最嚴格的北京市地方標準。

表1-16國內燃氣鍋爐大氣污染物排放濃度限值（mg/m3）

標準號鍋爐類型NOxSO2顆粒物

新建標準實施之日起

本文件30105

在用標準實施之日起1年后

新建1505020

國家標準

在用40010020

GB13271—2014

特別排放限值1505030

北京市地方標準新建30105

DB44/765—2015在用80105

新建501010

上海市地方標準

標準實施之日起-2020年10月1日1502020

DB31/387—2018在用

2020年10月1日起501010

河北省地方標準新建標準實施之日起50105

DB13/5161—2020在用2021年6月1日起50105

天津地方標準新建802010

DB12/151—2016在用1502010

新建1505020

廣東省地方標準

標準實施之日起-2020年7月1日1505020

DB44/765—2019在用

2020年7月1日起1505020

2深圳市燃機及燃氣鍋爐現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

2.1深圳市燃機現(xiàn)狀

2.1.1燃機行業(yè)規(guī)模及現(xiàn)狀

深圳市第一座燃氣輪機發(fā)電廠深圳南天電力有限公司于1995年5月投產，經過二十余年

的發(fā)展，截止到2019年底，燃機機組容量已投運478萬千瓦。深圳市嚴格控制燃煤發(fā)電機組

建設，積極發(fā)展燃氣輪機發(fā)電廠，建成南天電力、南山熱電、大唐寶昌、廣前電力、華電深圳、

中海油深圳等多座燃氣輪機發(fā)電廠，如表2-1所示。

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表2-1深圳市現(xiàn)有在運和在建燃氣機組裝機情況（適用于本文件的現(xiàn)有機組）

序號項目名稱機組類型裝機規(guī)模（萬千瓦）所在地區(qū)

合計478

已投運機組（20套）

1深圳南天電力有限公司調峰3×22福田區(qū)

2深圳市廣前電力有限公司調峰3×39南山區(qū)

3深圳南山熱電股份有限公司南山熱電廠調峰3×18南山區(qū)

4深圳能源集團股份有限公司東部電廠調峰3×39大鵬新區(qū)

調峰/熱電聯(lián)

5深圳鈺湖電力有限公司2×18龍崗區(qū)

產

6深圳大唐寶昌燃氣發(fā)電有限公司調峰2×18龍華區(qū)

7華電國際電力股份有限公司深圳公司熱電聯(lián)產2×20坪山區(qū)

8中海油深圳電力有限公司調峰2×18大鵬新區(qū)

2.1.2燃機企業(yè)地理分布

深圳市固定式燃氣輪機主要集中分布在南山、福田、龍崗及大鵬新區(qū)等地區(qū)。

2.1.3燃機電廠主機現(xiàn)狀

深圳市固定式燃氣輪機由三菱、GE、阿爾斯通等公司生產制造。在運機組中，三菱燃機

6臺、GE燃機12臺、阿爾斯通燃機2臺。

2.1.4燃機氮氧化物排放量估算

根據深圳市“十三五”電力發(fā)展規(guī)劃，“十三五”期間燃氣輪機機組容量將達到478萬千

瓦，其中F級燃機容量預計達到211萬千瓦，E級燃機燃機容量預計達到267萬千瓦。假定所

有燃機年利用小時按5000小時計，F(xiàn)級燃氣輪機機組標準狀態(tài)下15%基準氧含量時干煙氣量

為5立方米每千瓦時，E級燃氣輪機機組標準狀態(tài)下15%基準氧含量時干煙氣量為6.4立方米

每千瓦時，在不采取煙氣脫硝情況下，氮氧化物按達標排放50毫克每立方米計，每年排放的

氮氧化物約6.9萬噸。

雖然燃氣輪機機組氮氧化物排放的初始濃度不高，但由于其單位發(fā)電量的煙氣排放量大

（燃煤電廠的標準煙氣量是3.5立方米每千瓦時），故其氮氧化物排放總量相對較大，與深圳

市“十三五”期間氮氧化物的減排要求不匹配，與大氣環(huán)境改善要求也存在一定的差距。因此，

需要進一步采取措施減少燃機機組氮氧化物的排放。

2.2世界燃機技術發(fā)展趨勢分析

燃氣輪機技術的發(fā)展從上世紀20年代進入工業(yè)應用，90年代以來，由于聯(lián)合循環(huán)技術的

成熟發(fā)展，機組效率整體得到較大提高，燃機在發(fā)電領域中得到了迅速發(fā)展，是當前應用較廣

的先進發(fā)電技術，如美國燃氣輪機發(fā)電裝機容量占總裝機容量的比例已經超過40%。

目前世界上燃機制造廠家真正技術獨立的大型燃機制造商主要源于四家，即美國通用電氣

公司（GE公司）、美國西屋公司（WH公司）、德國西門子公司（SIEMENS公司）、瑞典

的阿西亞-布朗勃法瑞（ABB公司），其他制造商多為從這四家引進技術進行生產。當然，其

他一些制造商通過技術消化、引進和發(fā)展，有些已經有了自己的技術特點和產品，如日本三菱

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公司（MHI）已經成為原美國WH技術的代表。

目前國際上的燃氣輪機機組水平大致可以分為三個等級，即：

①普及機組：以GE公司E系列為代表的燃氣輪機，額定功率為10萬千瓦（110-190MW）

等級的機組，包括SIEMENS公司的2000E系列、ABB公司（現(xiàn)屬GE公司）的GT13等機組。

國際上這些機組的使用已經成熟普及，目前在我國部分機型也已經普及應用。

②主力機組：以GE公司F系列為代表的燃氣輪機，額定功率為20萬千瓦（200-260MW）

等級的機組，包括SIEMENS公司的4000F系列、ABB公司（現(xiàn)屬GE公司）的GT26等機組。

這些都是目前國際上燃機發(fā)電的主力機組，也是我國目前燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)首選的先進機組。

③發(fā)展機組：以GE公司H系列為代表的燃氣輪機，額定功率為40萬千瓦（400MW以

上）等級的機組，包括SIEMENS公司的8000H系列等機組。這些機組代表了目前國際燃機的

最先進水平，也是燃機的發(fā)展方向，在美國國家能源部資助的先進燃機透平系統(tǒng)計劃（ATS）

中也包括該系列機組。

根據設計資料和對廠商資料的調研，不同廠商、機組等級的氮氧化物（NOX）排放情況見

表2-2，表中氮氧化物排放濃度均為設計值或最佳值，當負荷低于50%或高于100%時，排放

會有所增加。

表2-2不同廠商、機組等級NOx排放情況

等級生產商典型燃機型號低NOX技術NOX排放濃度（15%O2）

初級低NO技術25ppm

GEMS9001EX

高級DLN燃燒室15ppm

E級

西門子SGT5-2000E初級低NOX技術25ppm

安薩爾多AE94.2高級DLN技術15ppm

初級DLN燃燒室25ppm

GEMS9351-FA

DLN2.6+燃燒室9ppm

三菱M501F/M701FDLN燃燒室15～25ppm

F級ABB（已被GE收購）GT24/GT26EV型燃燒器25ppm

環(huán)形燃燒器25ppm

西門子SGT5-4000F

PMP燃燒器15ppm

安薩爾多AE94.3ADLN燃燒室15～25ppm

GE9HA高級DLN燃燒室25ppm

三菱M701J高級DLN燃燒室25ppm

H級

西門子SGT5-8000H高級DLN燃燒室25ppm

安薩爾多GT36軸向分級燃燒室25ppm

由表2-2可以看出，隨著技術的提高，采用低氮燃燒技術機組的氮氧化物排放濃度明顯降

低，GE公司產品E級為25ppm（50mg/m3），利用高級DLN燃燒室可降至15ppm；GE公

司F級利用DLN2.6+燃燒室可降至9ppm（19mg/m3），西門子公司產品F級燃機利用PMP

燃燒器可降至15ppm（案例較少），三菱公司F級為25ppm。H級燃機由于透平前溫度更高，

在50%負荷以上運行時氮氧化物排放濃度一般保證在25ppm以下。

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2.3深圳市燃氣鍋爐現(xiàn)狀

2.3.1燃氣鍋爐區(qū)域分布

深圳下轄6個行政區(qū)和4個新區(qū)，2019年深圳市區(qū)在冊的燃氣鍋爐共605臺，總容量

1828.59蒸噸。各區(qū)燃氣鍋爐分布情況如圖2-1所示。深圳市燃氣鍋爐臺數(shù)分布為：寶安區(qū)（183

臺）、南山區(qū)（71臺）、龍崗區(qū)（74臺）、福田區(qū)（42臺）、羅湖區(qū)（32臺）、鹽田區(qū)（12

臺）、大鵬新區(qū)（17臺）、龍華新區(qū)（79臺）、光明新區(qū)（47臺）、坪山新區(qū)（48臺）。其

中，行政區(qū)臺數(shù)占68.4%，功能新區(qū)臺數(shù)占31.6%。容量分布為：寶安區(qū)（534.04t/h）、南山

區(qū)（171.17t/h）、龍崗區(qū)（163.29t/h）、福田區(qū)（113.23t/h）、羅湖區(qū)（54.13t/h）、鹽田區(qū)

（35.4t/h）、大鵬新區(qū)（85.48t/h）、龍華新區(qū)（278.25t/h）、光明新區(qū)（233.22t/h）、坪山

新區(qū)160.40t/h）。其中，行政區(qū)容量占58.6%，功能新區(qū)容量占41.4%?？梢娦姓^(qū)鍋爐數(shù)量

較多，但容量較小，功能新區(qū)燃氣鍋爐數(shù)量較少，平均單臺容量較大。

圖2-1各區(qū)燃氣鍋爐分布

2.3.2燃氣鍋爐容量分布

在燃氣鍋爐容量（M）分布方面，如圖2-2所示，M≤1t/h的燃氣鍋爐，占燃氣鍋爐總量

的30.6%，容量占比約5.6%；1t/h<M≤3t/h的燃氣鍋爐數(shù)量最多，占燃氣鍋爐總量的41.0%，

容量占比約28.2%；3t/h<M≤5t/h的燃氣鍋爐數(shù)量占比約13.4%，容量占比約17.9%；5t/h<M

≤10t/h的燃氣鍋爐數(shù)量占比約11.7%，容量占比約28.9%；M>10t/h的燃氣鍋爐數(shù)量占比約

3.3%，容量占比約19.4%。因此，從數(shù)量和容量分布來看，深圳市燃氣鍋爐以小型鍋爐居多。

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圖2-2燃氣鍋爐不同容量區(qū)間的數(shù)量分布

3標準制訂的必要性

3.1燃氣輪機標準制定的必要性分析

3.1.1深圳市相關產業(yè)政策及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的生態(tài)環(huán)境要求

2017年2月，深圳市人民政府發(fā)布“關于印發(fā)大氣環(huán)境質量提升計劃（2017-2020年）的通

知”，通知要求：2020年底前，全市現(xiàn)有燃氣發(fā)電機組通過低氮燃燒器改造或SCR脫硝改造，

3

將E級發(fā)電機組額定工況下NOX排放濃度控制在25mg/m以下，F(xiàn)級發(fā)電機組額定工況下NOX

3

排放濃度控制在15mg/m以下。通知對燃氣輪機組顆粒物和SO2的排放限值沒有明確規(guī)定。

2018年4月深圳出臺了《2018年“深圳藍”可持續(xù)行動計劃》，要求燃氣電廠2018年

11月前通過改造使得所有機組氮氧化物排放均達到15mg/m3以下。

3.1.2燃機行業(yè)發(fā)展帶來的主要生態(tài)環(huán)境問題

隨著燃氣輪機發(fā)電廠規(guī)模的擴大，其排放的氮氧化物對城市環(huán)境質量的影響也會越來越

大。一方面會導致地方空氣質量中NO2指標升高，另一方面會與VOCs等污染物發(fā)生復雜的

光化學反應，導致PM2.5、O3濃度升高。進一步削減燃氣輪機的污染物排放對于改善周邊城市

的空氣質量具有積極意義。

3.1.3削減深圳市氮氧化物排放總量的需要

污染物減排是改善環(huán)境質量、解決區(qū)域性環(huán)境問題的重要手段。“十一五”期間國家通過

實施SO2減排措施，環(huán)境惡化趨勢得到一定程度緩解，但總體環(huán)境形勢依然嚴峻。大氣污染

突出表現(xiàn)在SO2、NOX等轉化形成的細顆粒物污染加重，光化學煙霧頻繁發(fā)生，許多城市和區(qū)

域呈現(xiàn)復合型大氣污染的嚴峻態(tài)勢。因此，國家在“十二五”期間實施主要大氣污染物SO2總量

控制的基礎上將NOX也納入總量控制指標體系，實行統(tǒng)一要求、統(tǒng)一考核。

燃氣輪機具有能源利用率高等諸多優(yōu)勢，總體大氣污染物排放水平較低、但其單位發(fā)電量

3

NOX排放績效較實施超低排放改造的燃煤機組更高（以50mg/m排放現(xiàn)值測算），且NOX排

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放的總量逐年增加。根據規(guī)劃，到“十三五”末，深圳市燃機總裝機容量將達到478萬千瓦。

與此同時，天然氣分布式能源系統(tǒng)是“十三五”期間深圳市鼓勵發(fā)展的能源形式，由此帶來的

氮氧化物排放增量也不容忽視。

目前，深圳市內燃煤機組僅剩深能源媽灣電力公司，“十三五”期間深圳市氮氧化物排放

總量削減和空氣質量改善均將面臨一定壓力，必須對在運和新建燃氣電廠氮氧化物排放進一步

加嚴控制，否則燃機裝機容量的迅速擴充將直接影響全省氮氧化物排放總量，抵消一部分燃煤

電廠關停或脫硝治理的氮氧化物削減量。

3.1.4持續(xù)改善深圳市環(huán)境空氣質量的需要

固定式燃氣輪機排放的主要污染物為NOX，NOX排放對環(huán)境空氣質量中可吸入顆粒物、

PM2.5、NO2和O3均有較大影響，而PM2.5和O3超標狀況尚未得到明顯緩解，因此必須通過采

取嚴格控制措施降低深圳市NOX的排放總量，才有可能進一步降低環(huán)境空氣中污染物的濃度，

從而達到持續(xù)改善深圳市環(huán)境空氣質量的目標。

3.1.5現(xiàn)行環(huán)保標準存在的主要問題

面對天然氣發(fā)電的快速發(fā)展形勢，深圳市目前還沒有專門針對固定式燃氣輪機的大氣污染

物排放標準，實際環(huán)境管理中只能采用國家標準?，F(xiàn)有國家標準及廣東省地方標準中各項指

標過于寬松，目前很多電廠實際的NOX排放值要低于國家標準，這不利于調動燃機電廠

NOX減排的積極性以及燃機技術水平的提高。

因此，急需根據深圳市已有燃機電廠實際情況和發(fā)展規(guī)劃以及環(huán)境管理的需求，結合國內

外先進的污染防治技術和成本分析，制定符合深圳市排放控制要求的固定式燃氣輪機大氣污染

物排放標準，明確NOX、SO2和顆粒物的排放要求，凸顯燃機電廠環(huán)保優(yōu)勢，并配套相應的監(jiān)

測、折算方法及運行管理要求，嚴格控制其大氣污染物排放。

綜上所述，深圳市《固定式燃氣輪機大氣污染物排放標準》的制定十分必要，標準實施后

將對有效削減NOX排放、有效控制NOX排放總量，對改善深圳市環(huán)境空氣質量和保護人體健

康具有十分重要的現(xiàn)實意義。

3.2燃氣鍋爐標準制定的必要性分析

在能源結構優(yōu)化調整的過程中，燃煤鍋爐的比例有所減少，但燃氣鍋爐的用量卻不斷增大，

燃氣鍋爐以天然氣作為主要燃料，天然氣燃燒產生的煙氣中含大量的NOx。

2018年，深圳市人居環(huán)境委員會（后更名為“深圳市生態(tài)環(huán)境局”）對轄區(qū)內的210臺

燃氣鍋爐組織開展了排放現(xiàn)狀污染源調查。根據調研結果，NOx均值水平為93mg/m3