【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃煤发电领域，更具体地说是涉及一种纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排放量计算方法。
技术介绍
1、为了更好地促进碳减排，发电机组碳排放量的精确计算至关重要；根据电厂实际消耗原煤量，乘以各煤种的排放因子，从而估算二氧化碳排放量是当前常规采用碳排放量计算方法。实际应用中，消耗原煤量一般是根据每日皮带秤或给煤机的入炉煤的测量数据获得，由于皮带秤和给煤机测量数据的获得均为动态称量过程，且工作环境复杂，导致不可避免的测量数据准确性问题。已有技术为了实现碳排放量的计算，将碳氧化率统一取为约定值，但这并不能反映机组真实的燃烧水平，一些燃烧效果好的机组反而失去优势；现有技术条件下，电厂针对煤的元素分析，是通过每日采集入炉煤的日缩分样品，每月将获得的各日缩分样品进行混合获得检测样品，再由被委托机构对检测样品进行基元素碳含量的检测，时间过程长达两个月，其存在滞后性、监测效率低、周期长、成本高，以及人为干扰大的问题；同时，将燃煤的碳氧化率不区分煤种取为99％或100％的方法，以及采用缺省值简化核算过程的方法均存在误差，直接影响数据质量。
2、当前各发电企业主要统计每个月甚至更长时间的机组碳排放量，无法准确得知机组各发电负荷以及各发电工况的碳排放强度，碳排放强度是指单位发电量机组二氧化碳排放量，因此无法及时制定合理的碳减排目标和策略，无法实现电厂的碳减排和碳资产的精细化管理。
技术实现思路
1、本专利技术是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排放量
2、本专利技术为实现专利技术目的采用如下技术方案：
3、本专利技术纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排放量计算方法的特点是：通过建立数学模型获得碳排放强度计算式，利用电厂燃煤工业分析及热值数据计算获得燃煤收到基氮含量和氢含量，根据经验公式计算获得燃煤收到基碳含量，结合灰渣中可燃物含量数据计算获得标准煤二氧化碳排放系数；根据机组典型工况煤耗数据拟合获得机组发电煤耗与负荷率的关系式；根据负荷率计算各统计周期内发电煤耗，结合二氧化碳排放系数获得各统计周期内碳排放强度和碳排放量，由此获得累积碳排放量e。
4、本专利技术纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排放量计算方法的特点是按如下步骤进行：
5、步骤1、根据碳平衡原理，获得机组发电碳排放强度与发电煤耗关系式如式(1)：
6、
7、式(1)中：
8、βco2为机组发电碳排放强度；bcoal为燃煤消耗量；mt为发电机组输出功率；
9、car为燃煤收到基碳含量；aar为燃煤收到基灰含量；
10、
11、为灰渣平均含碳量，其为灰渣平均含碳量占燃煤灰量的百分比；
12、利用式(1)构建如式(2)所表征的机组发电碳排放强度表达式：
13、
14、式(2)中：bf为机组发电煤耗率；qnet,ar为燃煤收到基低位发热量；
15、将式(2)简化表达为式(3)：
16、βco2＝k×bf
17、(3)
18、式(3)中：k为标准煤co2排放系数；
19、步骤2、利用式(4)根据煤质及灰渣中可燃物含量数据计算获得标准煤co2排放系数k：
20、
21、式(4)中：灰渣平均含碳量是根据电厂化验灰渣含碳量数据由式(5)计算获得：
22、
23、式(5)中：
24、ωs为炉渣占燃料总灰量的质量分数；ωas为飞灰占燃料总灰量的质量分数；
25、ωc.s为炉渣中可燃物的质量分数；ωc.as为飞灰中可燃物的质量分数；
26、根据经验公式获得燃煤收到基碳含量car如式(6)所表征：
27、
28、式(6)中：
29、har为燃煤收到基氢含量；mar为燃煤收到基全水含量；
30、sar为燃煤收到基硫含量；nar为燃煤收到基氮含量；
31、所述燃煤收到基氮含量nar和燃煤收到基氢含量har是根据工业分析数据由式(7)和式(8)计算获得：
32、nar＝0.016vdaf+0.9
33、(7)
34、
35、vdaf是通过工业分析获得的燃煤干燥无灰基挥发分；qgr,ar为燃煤收到基高位发热量；
36、步骤3、建立数学模型，获得机组发电煤耗与负荷率关系式
37、根据机组典型工况试验煤耗数据，经过二次多项式拟合，获得机组发电煤耗与负荷率的经验式如式(9)：
38、
39、式(9)中：ρe为机组负荷率；a、b和c为与机组有关的煤耗特性系数；
40、步骤4、计算机组碳排放强度及碳排放量
41、以1小时为时段，取1小时内负荷平均值计算获得负荷率ρe，以j表示第j小时的时段，根据式(9)计算获得第j小时的发电煤耗；
42、由式(3)计算获得第j小时的时段碳排放强度；
43、由式(10)计算获得第j小时的时段碳排放量ej为：
44、
45、式(10)中：p0为燃煤发电机组额定功率；
46、由式(11)计算获得自第0时刻起至第n小时末的机组碳排放量e为：
47、
48、式(11)中：j＝1,2…n，由此实现机组碳排放量的计算。
49、进一步的，基于机组负荷的波动，将步骤4中针对机组碳排放量的计算替换为以15分钟为时段，取15分钟内负荷平均值计算负荷率ρe，以x表示第x个15分钟的时段，根据式(9)计算获得第x个15分钟的发电煤耗；
50、由式(3)计算获得第x个15分钟的碳排放强度；
51、由式(12)计算获得第x个15分钟的时段碳排放量e'x：
52、
53、由式(13)计算获得自第0时刻起至第m个15分钟末的机组碳排放量e'：
54、
55、式(13)中：x＝1,2…m，由此实现机组碳排放量的计算。
56、与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：
57、1、本专利技术根据反平衡法计算电厂计算碳排放强度及碳排放量，解决了当前电厂计算碳排放强度及碳排放量时耗煤量计量不准的难题，且考虑了实际的碳氧化率，有效提高了数据的准确性。
58、2、本专利技术解决了当前电厂无法及时掌握煤质元素含量的难题，根据可化验的工业分析及热值数据计算燃煤收到基碳含量，便于及时掌握机组排放强度及碳排放量，开展碳管理。
59、3、本专利技术基于机组典型工况下机组发电煤耗试验数据，拟合负荷与发电煤耗经验公式，构建碳排放强度与发电煤耗简化计算模型，得到机组不同负荷率下碳排放强度，相比于现有方法中不考虑碳排放强度直接计算碳排放量的方式，本专利技术方法使碳排放强度得到体现。
【技术保护点】
1.一种纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排放量计算方法，其特征是：
2.根据权利要求1所述的纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排放量计算方法，其特征是按如下步骤进行：
3.根据权利要求2所述的纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排放量计算方法，其特征是：
【技术特征摘要】
1.一种纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排放量计算方法，其特征是：
2.根据权利要求1所述的纯凝燃煤发电机组碳排放强度及碳排...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏阳，丛星亮，陈剑，施壮，马大卫，汤杰杰，张骏，李勇，王立宇，徐天宇，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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