一种高炉CO2排放量的实时监测系统和方法，属于高炉炼铁在线监测技术领域，该系统包括监测显示设备、数据服务中心、成分分析检验机构终端、数据收集装置及现场数据采集仪表。现场数据采集仪表通过模拟信号线或数字信号线同现场的数据收集装置相连；数据收集装置和分析检测检验机构终端通过以太网与数据服务中心相连接；同时，数据服务中心也通过以太网与监测显示设备相连接；通过现场数据采集装置可以实时获取现场所检测物流的信息，成分分析检验机构终端可及时提供采样的输入输出含碳物质的成分检测数据；数据服务中心可以及时获取所有监测数据，监控显示设备计算并输出显示高炉系统二氧化碳实时排放量。优点在于，可实施性强、实用性好、监测结果准确。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高炉炼铁在线监测
，特别是涉及一种高炉CO2排放量的实时监测系统和方法。通过高炉运行中含碳输入物质流和含碳转移物质流实时运行状态进行分析，通过计算结果和检测结果综合考虑得到较准确的高炉二氧化碳实时排放量。
技术介绍
国际钢铁协会(IISI)和国际能源署(IEA)发表声明认为世界钢铁企业所有碳排放中约有51%是由中国排放的(韩颖，李廉水，孙宁.中国钢铁工业二氧化碳排放研究[J1.2011. I: 53-57.)，呼吁中国钢铁企业提高能源效率以减少碳排放。随着国际和国内对于钢铁企业二氧化碳减排的形势日益急迫，而高炉在钢铁企业整体二氧化碳中占到70%，所 以研究高炉系统关于二氧化碳排放量具有重要意义，也对于将来碳减排压力下我国钢铁工业实现可持续发展和参与国际谈判十分重要。目前国内外关于高炉二氧化碳排放量的计算，存在几个问题(I)、国际上政府间气候变化专门委员会(IPCC)的关于钢铁企业二氧化碳排放量的计算是基于国家层面的排放计算，主要依据《IPCC国家温室气体清单指南》(EgglestonH S，Buendia L, Miwa K. 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gasinventories [M]· Japan, (IGES)，2007.),根据钢铁工业的化石能源消耗来估算其CO2排放，通过企业整体物质流和相关物质碳排放因子的计算得到企业排放估算值。该方法对于企业二氧化碳排放过于笼统而难以应用到具体生产中高炉的二氧化碳排放实时监测(上官方钦，张春霞，郦秀萍，樊波，黄导.关于钢铁行业C0_2排放计算方法的探讨[J]. 2011. 11:1-5.)。(2)、世界钢铁协会(WSA)的针对钢铁企业全流程二氧化碳排放量计算。世界钢铁协会(WSA)出台了两个版本的计算方法第一版《Climate Change Emissions CalculationTool User Guide》和第二版《C02 Emission Data Collection User Guide》，其第一版通过钢铁企业内部工序排放量来计算企业整体排放量,需要各个工序之间严格准确而且十分紧密的报表数据连接进行计算，单个环节的数据错误，都可能造成整体的计算失败，实际适用难度较大；第二版则是基于企业整体，从企业层面上进行二氧化碳排放量的计算；(3)、IPCC和WSA的钢铁企业二氧化碳排放量计算方法都仅仅用于计算较长周期内(多为年度)高炉系统二氧化碳排放量，用于长周期内高炉二氧化碳排放量的总量统计，而不能获取短期内高炉系统二氧化碳排放量，监测结果实时性较差，也无法获取和利用当前测量值对高炉生产做出针对二氧化碳排放的操作调整；(4)、目前国际上关于钢铁企业二氧化碳排放量的主要计算方法均将间接排放，如外购电等动力介质，和副产品排放抵扣，如焦油、粗笨等，也折算至钢铁企业的全流程排放计算中，但由于各国的能源结构不同，能源的碳排放折算也存在较大差异，由美国等国家主导的国家二氧化碳排放算法难以准确反映出中国钢铁企业二氧化碳排放的实际情况，所以建立一套基于中国钢铁企业生产实际情况的二氧化碳直接排放监测系统可以为企业的排放评估提供较准确的数据支持；(4)、目前国内仍没有针对高炉二氧化碳排放量进行实时监测的系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高炉CO2排放量的实时监测系统和方法，解决了目前高炉二氧化碳排放量监测系统非实时和误差较大等问题，实现了实时性好、数据准确、可实现性好的高炉二氧化碳排放量实时监测，可以为高炉生产的二氧化碳排放提供重要的监测统计数据和生产计划参考。本专利技术的高炉二氧化碳排放量的实时监测系统(如图2所示)，包括监测显示设备I、数据服务中心2、分析检测检验机构终端3、数据收集装置4及现场数据采集仪表5。现 场数据采集仪表5通过模拟信号线或数字信号线同现场的数据收集装置4相连；数据收集装置4和成分分析检验机构终端3通过以太网与数据服务中心2相连接；同时，数据服务中心2也通过以太网与监测显示设备I相连接；通过现场数据采集装置4可以实时获取现场所检测物流的信息，化验分析检验机构终端3可及时提供采样的输入输出含碳物质的成分检测数据(如图3所示)；系统中成分检测的周期的设定是综合考虑系统监测实时性和系统成本，由固定时间周期和基于原料变化情况的可调整周期共同组成；数据服务中心2可以及时获取所有监测数据，监控显示设备I计算并输出显示高炉系统二氧化碳实时排放量。实时监测系统是以系统设定的单位时间为时间周期运行，通过实时监测和计算单位时间内系统二氧化碳排放量来实现系统实时二氧化碳排放数据的监测，这要求系统检测和采样分析数据在单位时间内同步传输到数据服务中心。实时监测系统通过对高炉现场多种同二氧化碳排放相关的物质流进行实时数据采集，对单位时间内的系统二氧化碳排放量计算初值和系统二氧化碳监测排放量进行加权和计算，得到更为准确的单位时间系统二氧化碳排放量计算终值。实时监测系统现场检测仪表5与数据收集装置4的连接为现场总线技术连接方式，数据收集装置4、化验分析检测机构终端3、系统数据服务中心2及监测显示设备I之间的连接是通过工业以太网实现的。本专利技术的高炉二氧化碳排放量监测方法(如图4所示)具体步骤为I、通过相应的检测仪表检测的物质流量计算出所有含碳输入物质流的单位周期Time内的含碳物质输入量，结合相应的二氧化碳排放系数输入到二氧化碳输入计算模块8，利用公式(I)计算出系统整体的二氧化碳输入量Mm2，系统含碳输入物质的二氧化碳排放系数见表I ;Mco2=Flowcoke*Time*Tcoke+Flowoeygen_rich*Time*Toxygen_rich+Flowcoal*Time*Tcoal+Flowcoke_gas*Time*Tcoke_gas(I)公式中Mco2——系统二氧化碳单位时间输入量；Time——系统设定周期；Flowcoke——焦炭单位时间输入质量； Trake——焦炭的二氧化碳排放系数；Flowoeygen_rich——富氧单位时间输入流量；TMygen_,ic;h——富氧的二氧化碳排放系数；Flowcoal——煤粉单位时间输入流量； Traal——煤粉的二氧化碳排放系数；Flowcoke_gas——焦炉煤气单位时间输入流量；Trake_gas——焦炉煤气的二氧化碳排放系数；2、同时通过相应的检测仪表检测的物质流量计算出所有含碳转移物质流的单位时间转移量，结合相应的二氧化碳排放系数输入到二氧化碳转移模块9，利用公式(2)计算出系统整体的二氧化碳转移量Ρμ2。Pco2=Flowgas*Time*Tgas+Miron_water *T iron—water+MsIag 串 Tsi+Mf Ugi tive—emissi0ns*Tf Ugitiv —(2)公式中Pco2——系统二氧化碳单位时间转移量；Flowgas——高炉煤气单位时间转移流量；Tgas——高炉煤气的二氧化碳排放系数；Mirmater——铁水单位时间转移质量；Tiron_watOT——铁水的二氧化碳排放系数；Mslag——炉渣单位时间转移质量；Tslag——炉渣的二氧化碳排放系数；Mdust——炉尘单位时间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高炉二氧化碳排放量的实时监测系统，包括监测显示设备、数据服务中心、成分分析检验机构终端、数据收集装置以及现场数据采集仪表；其特征在于现场数据采集仪表(5)通过模拟信号线或数字信号线同现场的数据收集装置(4)相连；数据收集装置(4)和分析检测检验机构终端(3)通过以太网与数据服务中心(2)相连接；同时，数据服务中心(2)也通过以太网与监测显示设备(I)相连接；通过现场数据采集装置(4)实时获取现场所检测物流的信息，成分分析检验机构终端(3)及时提供采样分析物质的检测数据，数据服务中心(2)及时获取所有监测数据，监控显示设备(I)计算并输出显示高炉系统二氧化碳实时排放量。2.根据权利要求I所述的实时监测系统，其特征在于，所述的实时监测系统是以系统设定的单位时间为时间周期运行，通过实时监测和计算单位时间内系统二氧化碳排放量来实现系统实时二氧化碳排放数据的监测，这要求系统检测和采样分析数据在单位时间内同步传输到数据服务中心。3.根据权利要求I所述的实时监测系统，其特征在于，所述的高炉二氧化碳排放量实时监测系统通过对高炉现场多种同二氧化碳排放相关的物质流进行实时数据采集，对单位时间内的系统二氧化碳排放量计算初值和系统二氧化碳监测排放量进行加权和计算，得到更为准确的单位时间系统二氧化碳排放量计算终值。4.一种采用权利要求I所述系统高炉二氧化碳排放量的实时监测方法，其特征在于，具体步骤为 a、通过相应的检测仪表检测的物质流量计算出所有含碳输入物质流的单位周期Time内的含碳物质输入量，结合相应的二氧化碳排放系数利用公式(I)计算出系统整体的二氧化碳输入量Μμ2，系统中涉及的物质流的二氧化碳排放系数根据各企业生产物质实测值确定；高炉生产的含碳输入物质及二氧化碳排放系数参考值如下焦炭，二氧化碳排放系数参考值为3. 17533 3. 07267，熔剂，二氧化碳排放系数参考值为O. 0007+0. 4763/(Κ5/θ+1)，其中Κ5/θ是石灰石与白云石的质量比；富氧，二氧化碳排放系数参考值为O. 00058*(1+u/(O. 21-w))，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨小军，吴少波，李潘，孙彦广，于立业，张云贵，
申请(专利权)人：冶金自动化研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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