一种碳排放在线连续监测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种碳排放在线连续监测系统，涉及碳排放监测领域，该系统包括：动态混合采样装置，包括多个取样点、取样管道、混合室以及设于取样点的传感器组；监测终端，用于将传感器组采集的监测数据上传至云服务器；云服务器，用于根据监测数据实时计算出碳排放质量流率，并对碳排放质量流率进行分段，以时间为变量进行积分，确定任一时段的碳排放量总量；web数据云平台，用于管理监测终端；用户通过web数据云平台查询云服务器上的碳排放数据，根据碳排放数据制定整改措施；碳排放数据包括碳排放质量流率以及碳排放量总量。本发明专利技术能够减小取样点之间的时间滞后和数据误差，提供实时且准确的碳排放数据。确的碳排放数据。确的碳排放数据。

【技术实现步骤摘要】
一种碳排放在线连续监测系统


[0001]本专利技术涉及碳排放监测领域，特别是涉及一种碳排放在线连续监测系统。

技术介绍

[0002]发电侧碳排放数据获取难度大，核算方法准确度不足。发电行业是全国碳市场首批纳入管控的重点行业，其碳排放数据的准确可靠对公平开展碳交易、准确确定电网各环节碳排放有至关重要的作用。目前中国发电侧碳排放量采用化石燃料消耗量乘以排放因子系数的方法核算，存在准确度不足、管理成本高、人为干扰因素大等缺陷。因此，亟需研究面向即时碳交易的发电侧关键环节碳排放计量技术，及时、可靠获取发电侧碳排放量值。
[0003]碳计量主体和服务对象复杂多样，缺乏统一平台交互对接。电力系统碳核查计量支撑涉及电厂、电网、用户、认证中心等诸多主体，数据传递周期长、环节多，并在效能、安全、透明和溯源等方面存在局限性，缺乏完整的碳计量终端网络通信架构方案、信息交互体系以及数据可信流转方案。同时，与电力市场交易平台、碳排放权交易平台的业务交互需经电力专网与外部公网完成数据传递，面临期货、中长期交易数据交互频率区别大，出清、核算业务实时性要求强，外网传递安全风险高等问题。因此，亟需开展面向实时、可信、准确传输需求的碳排放数据采集技术研究。
[0004]现有的火力发电侧的烟气取样的误差较大，取样方法不符合现有标准。目前的火力发电厂取样存在很多问题，包括以下方面：
[0005]1)目前采用的烟气连续在线监测系统(Continuous Emission Monitoring System，CEMS)取样头设计存在局限性。尽管某些发电厂在烟气取样过程中采用了三点取样方式以提高样气的代表性，但仍未解决火力发电厂烟囱排放烟气与测量数据之间的偏差问题。
[0006]2)流场的分布不均匀性也是导致测量误差的重要原因之一。火电机组锅炉的燃烧过程非常复杂，导致产生的烟气流场呈现多样性、变化性和不均匀性等特点。
[0007]3)现有的燃烧技术无法满足机组快速调节负荷的需求，导致与燃烧直接相关的风量、煤量和水量等参数经常剧烈变化。导致气流分布与设计值和模拟值之间出现较大差异，无法获得代表性的样品。
[0008]目前，发电行业碳排放计量主要采用核算法，根据化石燃料消耗量按照一定排放因子系数计算确定碳排放量，而核算法计算简单，应用较广泛，但数据收集方法效率低，取样点之间数据误差大，时效性严重滞后。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种碳排放在线连续监测系统，以解决数据误差大且时效性差，无法实时且准确的提供碳排放数据。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0011]一种碳排放在线连续监测系统，包括：动态混合采样装置、监测终端、云服务器以
及web数据云平台；
[0012]所述动态混合采样装置包括多个取样点、取样管道、混合室以及设于所述取样点的传感器组；
[0013]在烟道均匀设置多个所述取样点；每个所述取样点布设一个所述取样管道；所述取样管道的末端与所述混合室相连通；所述混合室用于搅拌空气使烟气混合均匀；所述取样点，设于所述混合室的顶端，利用所述传感器组对烟道内的烟气进行取样；
[0014]所述监测终端，用于将所述传感器组采集的监测数据上传至云服务器；
[0015]所述云服务器，用于根据所述监测数据实时计算出碳排放质量流率，并对所述碳排放质量流率进行分段，以时间为变量进行积分，确定任一时段的碳排放量总量；
[0016]所述web数据云平台，用于管理所述监测终端；用户通过所述web数据云平台查询所述云服务器上的碳排放数据，根据所述碳排放数据制定整改措施；所述碳排放数据包括碳排放质量流率以及碳排放量总量。
[0017]可选的，还包括：碳交易服务器；
[0018]所述碳交易服务器，用于接收所述云服务器上的碳排放数据，并管理碳配额交易和购买；
[0019]所述碳交易服务器提供智能合约服务，实现自动化的碳配额交易和结算；
[0020]所述碳交易服务器集成身份验证和数字签名技术；
[0021]所述碳交易服务器基于预测模型的动态定价机制，反映实际碳市场的供求情况和价格变化；
[0022]所述碳交易服务器实时显示和分析碳交易数据。
[0023]可选的，还包括：监管服务器；
[0024]所述监管服务器，用于接收所述云服务器上的碳排放数据，实时监管所述碳排放数据，生成碳排放分析报表并执行监管任务；
[0025]所述监管服务器保存并更新企业的碳排放配额信息，实时监测企业是否超出配额，当所述监管服务器发现企业存在超标排放情况触发预警，并将预警信息上传至政府机构。
[0026]可选的，所述取样管道为波形管道。
[0027]可选的，所述波形管道的截面形状为半圆形。
[0028]可选的，所述混合室内设有混合风机或喷淋系统。
[0029]可选的，所述监测终端的数据处理器通过RS485总线与所述传感器组进行通信。
[0030]可选的，所述监测终端通过WLAN、Ethernet或者5G方式接入互联网，向所述云服务器上传所述监测数据。
[0031]可选的，所述碳排放质量流率为：
[0032]G
h
＝C
d
×
Q
Sn
×
10
‑6；其中，G
h
为烟气二氧化碳排放质量流率；C
d
为标准状态下二氧化碳干基质量浓度；Q
Sn
为标准状态下干烟气体积流量。
[0033]可选的，所述碳排放量总量为：
[0034][0035][0036][0037]其中，G
d
为二氧化碳天排放量；G
hi
为当天中第i小时二氧化碳排放量；G
m
为二氧化碳月排放量；G
dj
为当月中第j天二氧化碳排放量；G
y
为二氧化碳年排放量；G
dj
′
为当年中第j天二氧化碳排放量；D
m
为当月天数；D
y
为当年天数。
[0038]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种碳排放在线连续监测系统，通过动态混合采样装置通过多点取样和动态混合的方式，实现多点采样，确保了取样的均匀性和代表性，大大减小取样点之间的时间滞后和数据误差，提供实时且准确的碳排放数据；此外，利用云服务器进行数据处理能够快速实时计算出碳排放质量流率以及碳排放量总量。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040]图1为本专利技术所提供的碳排放在线连续监测系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳排放在线连续监测系统，其特征在于，包括：动态混合采样装置、监测终端、云服务器以及web数据云平台；所述动态混合采样装置包括多个取样点、取样管道、混合室以及设于所述取样点的传感器组；在烟道均匀设置多个所述取样点；每个所述取样点布设一个所述取样管道；所述取样管道的末端与所述混合室相连通；所述混合室用于搅拌空气使烟气混合均匀；所述取样点，设于所述混合室的顶端，利用所述传感器组对烟道内的烟气进行取样；所述监测终端，用于将所述传感器组采集的监测数据上传至云服务器；所述云服务器，用于根据所述监测数据实时计算出碳排放质量流率，并对所述碳排放质量流率进行分段，以时间为变量进行积分，确定任一时段的碳排放量总量；所述web数据云平台，用于管理所述监测终端；用户通过所述web数据云平台查询所述云服务器上的碳排放数据，根据所述碳排放数据制定整改措施；所述碳排放数据包括碳排放质量流率以及碳排放量总量。2.根据权利要求1所述的碳排放在线连续监测系统，其特征在于，还包括：碳交易服务器；所述碳交易服务器，用于接收所述云服务器上的碳排放数据，并管理碳配额交易和购买；所述碳交易服务器提供智能合约服务，实现自动化的碳配额交易和结算；所述碳交易服务器集成身份验证和数字签名技术；所述碳交易服务器基于预测模型的动态定价机制，反映实际碳市场的供求情况和价格变化；所述碳交易服务器实时显示和分析碳交易数据。3.根据权利要求1所述的碳排放在线连续监测系统，其特征在于，还包括：监管服务器；所述监管服务器，用于接收所述云服务器上的碳排放数据，实时监管所述碳排放数据，生成碳排放分析报表并执行监管任务；所述监管服务器保存并更新企业的碳排放配额信息，实时监测企业是否超出配额，当所述监管服务器发现企业存在超标排放情况触发预警，并将预警信息上传至政府机构。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张沛文，郭尚青，胡俊杰，刘艺雯，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：