一种火力发电机组碳排放在线自动核算系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种火力发电机组碳排放在线自动核算系统及方法，通过烟气流量测量单元与原有的CEMS系统结合，通过动态计量烟气量，并同步测量烟气中CO2浓度，结合生产数据中的脱硫、生物质掺烧等数据，计算燃料燃烧产生的二氧化碳排放量M1′

【技术实现步骤摘要】
一种火力发电机组碳排放在线自动核算系统及方法


[0001]本专利技术涉及碳排放监测
，特别是涉及一种火力发电机组碳排放在线自动核算系统及方法。

技术介绍

[0002]在“碳达峰、碳中和”的国际、国内大大背景下，碳排放数据的准确性、可靠性极其重要。现有的火力发电机组具有CEMS系统(污染物在线监测系统)，是对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置，CEMS系统包括气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统，其中，气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物SO2、NO
x
等的浓度和排放总量，而其中的CO2由于在排放烟气中的占比远大于SO2、NOx，因此相同的烟气量条件下将产生数量级的差距，无法实现碳排放在线自动核算。
[0003]目前，火力发电行业核算碳排放的主要方法为依靠人工按照《企业温室气体排放核算方法和报告指南发电设施》的计算方法进行核算后申报。但实际在碳排查的过程中发现，采用该计算方法因为人为或是设备原因，导致填报数据中入炉煤和入厂煤数据混用，自有设备校验器不满足校准要求、元素碳基准值取值不当等原因，导致碳排放数据准确性、可靠性下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种火力发电机组碳排放在线自动核算方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种火力发电机组碳排放在线自动核算方法，
[0007]在烟道中设置测量点，在测量点上设置烟气流量测量单元；
[0008]通过烟气流量测量单元检测测量点的动压，并计算烟气流速V
s
，
[0009]其中，P
d
为所述测量点的动压，ρ
s
为CEMS系统的烟气计算密度，K
p
为测量点皮托管系数；
[0010]计算烟气流量Q，
[0011]其中，S为烟道截面积，为各个所述测量点的加权均值；
[0012]从CEMS系统中获得二氧化碳排放参数，包括二氧化碳浓度C、烟气温度t
s
、烟气压力P，动态计量烟气量Q
N
，
[0013]其中，273为标准状态绝对零度，101325为1个
标准大气压，P0为计量地大气压；
[0014]计算燃料燃烧产生的二氧化碳排放量M1′
，
[0015]其中，22.4为1摩尔气体标准体积数，44为二氧化碳分子量；
[0016]判断是否存在其他的二氧化碳排放量，获得系统碳排放量M，
[0017]判断系统碳排放量M是否满足允许偏差，若满足，则生成报表，对外发送；
[0018]若系统碳排放量M的偏差不满足允许偏差，则需要对火力发电机组进行设备核查、检修，对生产数据进行核查，查找问题原因，按照规定报送碳排放数据。
[0019]优选地，所述方法还包括如下步骤：
[0020]判断电厂输出的电量中是否包括外购电力，若包括外购电力，则计算外购电力对应的二氧化碳排放量M1″
，生产过程中的二氧化碳排放量M1＝M1′
+M1″
。
[0021]优选地，所述方法还包括如下步骤：
[0022]判断火力发电机组中的脱硫系统的类型，若为石灰石
‑
石膏湿法脱硫工艺，则需计算脱硫过程中的二氧化碳排放量M2。
[0023]优选地，所述方法还包括如下步骤：
[0024]从所述CEMS系统获取脱硫系统参数和SO2脱除量为Q
SO2
，根据石灰石
‑
石膏湿法脱硫工艺的原理，计算脱硫过程中的二氧化碳排放量M2，
[0025]其中，64为SO2的分子量；
[0026]获取脱硫系统参数，并计算脱硫过程中产生的二氧化碳排放量M2。
[0027]优选地，所述方法还包括如下步骤：
[0028]判断火力发电机组的燃料是否包括生物质燃料，若包括，则按照温室气体核算指南相关要求计算生物质掺烧部分的二氧化碳排放量M3，并在系统碳排放量M中减去相应数值。
[0029]优选地，所述方法还包括如下步骤：
[0030]不定期开展生产数据计算对比，采用其他排放系数核算方法对系统碳排放量M进行核算，判断由上述步骤获得系统碳排放量M是否准确，若不准确，则修正允许偏差。
[0031]为了实现上述目的，本专利技术还采用了如下技术方案：
[0032]一种火力发电机组碳排放在线自动核算系统，包括烟气流量计算模块、CEMS系统和二氧化碳排放计算单元，
[0033]所述烟气流量计算模块用于计算烟气流量Q，包括若干烟气流量测量单元，烟道内设有若干测量点，所述烟气流量测量单元对应设置在所述测量点上，用于检测所述测量点的动压P
d
；
[0034]所述CEMS系统用于获取二氧化碳排放参数，包括二氧化碳浓度C、烟气温度t
s
、烟气压力P，以动态计量烟气量Q
N
；
[0035]所述二氧化碳排放计算单元用于计算燃料燃烧产生的二氧化碳排放量M1′
，并判断是否存在其他的二氧化碳排放量，获得系统碳排放量M；
[0036]还包括数据比对单元，用于判断系统碳排放量M是否满足允许偏差；
[0037]还包括数据发送单元，用于在判断系统碳排放量M满足允许偏差时生成报表，对外发送；
[0038]还包括提醒单元，用于在系统碳排放量M的偏差不满足允许偏差时提示用户对火力发电机组进行设备核查、检修，对生产数据进行核查。
[0039]优选地，所述二氧化碳排放计算单元还用于判断电厂输出的电量中是否包括外购电力，并计算外购电力对应的二氧化碳排放量M1″
；
[0040]所述二氧化碳排放计算单元还用于判断火力发电机组中的脱硫系统的类型，并计算脱硫过程中的二氧化碳排放量M2；
[0041]所述二氧化碳排放计算单元还用于判断火力发电机组的燃料是否包括生物质燃料，计算生物质掺烧部分的二氧化碳排放量M3，并在系统碳排放量M中减去相应数值。
[0042]优选地，系统还包括检验模块，所述检验模块用于不定期输入生产数据采用其他排放系数核算方法核算出来的系统碳排放量M，并与系统获得系统碳排放量M对比，判断是否准确，并及时修正允许偏差。
[0043]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0044]上述技术方案中所提供的火力发电机组碳排放在线自动核算方法及系统，通过烟气流量测量单元与原有的CEMS系统结合，通过动态计量烟气量，计算，燃料燃烧产生的二氧化碳排放量M1′
，实现CO2的在线监测，且可以与SO2、NO
x
等污染物的同步测量，减少人为干扰因素，保证了数据的统一性、完整性和连续性，同时减少各级管理部门对核查等工作量。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火力发电机组碳排放在线自动核算方法，其特征在于，在烟道中设置测量点，在测量点上设置烟气流量测量单元；通过烟气流量测量单元检测测量点的动压，并计算烟气流速V
s
，其中，P
d
为所述测量点的动压，ρ
s
为CEMS系统的烟气计算密度，K
p
为测量点皮托管系数；计算烟气流量Q，其中，S为烟道截面积，为各个所述测量点的加权均值；从CEMS系统中获得二氧化碳排放参数，包括二氧化碳浓度C、烟气温度t
s
、烟气压力P，动态计量烟气量Q
N
，其中，273为标准状态绝对零度，101325为1个标准大气压，P0为计量地大气压；计算燃料燃烧产生的二氧化碳排放量M1′
，其中，22.4为1摩尔气体标准体积数，44为二氧化碳分子量；判断是否存在其他的二氧化碳排放量，获得系统碳排放量M，判断系统碳排放量M是否满足允许偏差，若满足，则生成报表，对外发送；若系统碳排放量M的偏差不满足允许偏差，则需要对火力发电机组进行设备核查、检修，对生产数据进行核查，查找问题原因，对问题进行修正后，按照规定报送满足允许偏差的碳排放数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：判断电厂输出的电量中是否包括外购电力，若包括外购电力，则计算外购电力对应的二氧化碳排放量M
1”，生产过程中的二氧化碳排放量M1＝M1'+M
1”。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：判断火力发电机组中的脱硫系统的类型，若为石灰石
‑
石膏湿法脱硫工艺，则需计算脱硫过程中的二氧化碳排放量M2。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：从所述CEMS系统获取脱硫系统参数和SO2脱除量为根据石灰石
‑
石膏湿法脱硫工艺的原理，计算脱硫过程中的二氧化碳排放量M2，其中，64为SO2的分子量；获取脱硫系统参数，并计算脱硫过程中产生的二氧化碳排放量M2。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：判断火力发电机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建峰，何胜，王莉，李洪吉，刚良，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：