燃煤电厂碳排放实时监控及信息管理系统设计

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　　摘要：本文针对燃煤电厂碳排放监测及管理问题，研究碳排放量测量计算方法，建立了在线监测和管理燃煤电厂碳排放量系统。
　　[关键词]碳排放实时监控信息管理
　　燃煤电厂是我国最大的碳排放源之一，为了控制和减少温室气体的排放量，对燃煤电厂碳排放的实时监测及管理就显得尤为重要。本文针对燃煤电厂碳排放监测及管理面临的问题，研究碳排放量测量计算方法，并建立燃煤电厂碳排放实时监控系统及管理系统。
　　1系统设计
　　1.1系统简介
　　按照发电厂的实际碳排放总量、维护检修计划以及每月需要生产的电量，来对碳排放计划进行合理的安排，然后再做出相应的减排措施，实现燃煤电厂碳排放量的减少。碳排放实时监测系统以及管理系统在实际运行的时候，会收集燃煤发电厂的碳排放信息，一旦碳排放量超出计划标准，系统会及时做出预警。
　　1.2碳排放计量
　　现如今，我国在进行碳排放量计算的时候，通常都会采用理论核算方法。不过，当前国内很多发电厂在发电的时候，仍然采用着传统的配煤掺烧方法，这就大大增加了碳排放量的计量难度，同时，由于不同阶段煤炭的燃烧情况也存在着一定的差异，所以，采用这一计量方法更是无法保证碳排放计量的准确性。
　　本文采用了直接测量法来对碳排放量进行计算。该方法的主要原理就是采用专业测量系统不间断的对二氧化碳的气体质量以及排放速度进行监测，利用上面两项参数获得瞬时排放参数。排放总量的计算需要涉及到烟气处理、信号采集以及CO2的测量。采用该方法来对碳排放量进行测量，有助于相关监管部门的监察，可以实现碳排放限额的有效实施，对于降低燃煤电厂碳排放量来说有着非常重要的意义，所以，该方法值得广泛推广与应用。目前，直接测量法在国外一些发达国家中都已经得到了广泛应用，在我国的应用也必然会越来越普遍。
　　1.3数据预处理
　　净烟气的主要成分就是水蒸气，同时，其内部还有一些SO2以及NOx等具有腐蚀性特点的气体，在对净烟气进行监测的时候，会给监测设备造成非常严重的破坏。数据在测量、上传的时候，往往会出现一些拉直线、超限以及突变等问题，严重影响数据处理效果。为了保证数据预处理效果，应采用粗范围检验、标准差检验等检验方法，来对数据进行筛选，从而提高数据的准确性。
　　1.4碳排放指标计算及预警
　　1.4.1碳排放指标计算
　　（1）碳排放浓度
　　一般来说，采用二氧化碳分析设备所分析出的气体浓度都是体积浓度（ppm），而在对碳排放量进行计算的时候，为了保证计算准确性，将其换算成
　　碳排放浓度计算公式为：
　　式中：X——CO浓度换算值，mgNm’;C——CO浓度测量值，ppm;M——CO2的分之子量;T——净烟气温度，°C;P——净烟气压力，Pa。
　　（2）碳排放量
　　碳排放量计算公式为：
　　式中：Mc——时间T内CO2累计排放量，t;X——CO浓度换算值，mg/Nm2;F——净烟气流量，Nm/h。
　　（3）单位电量碳排放强度
　　从专业化角度来讲，碳排放强度可以表示国民生产中所产生的二氧化碳气体量，也可以说是单位生产运营中所排放出的CO2。其计算式为：
　　式中：E。——单位电量碳排放强度g/kWh;Mc——CO排放总量，t;G——机组发电量kWh;10°——质量单位克与吨的转换系数。
　　1.4.2机组碳排放预警
　　以某省为例，如果机组测量出来的碳排放参数超过了基准参数的话，或者机组在运行过程中的平均碳排放量比，上一年高出很多，那么机组碳排放量就存在超标问题，应及时发出预警。而电厂可以根据预警，来对机组进行适当的调整，控制机组的碳排放强度，从而实现碳排放量的减少，使碳排放量控制在标准范围内。
　　2碳排放管理
　　2.1統计与考核
　　应按照地区的用电需求，来对碳排放量配额进行合理的设置，并严格按照碳排放量配额标准，来对地区的发电厂进行碳排放量考核，防止碳排放超标现象的发生。
　　2.2碳排放配额
　　以某省为例，在该省碳排放配额方案中，首先对发电厂之前一年的发电量来对预配额进行计算，之后结合之前几年的发电情况来完善配额，最终达到恰当的配比。碳排放配额的发放方式分为两种，一种是免费发放，一种是收费发放。比如，发电厂的免费配额比例如果是95%的话，那么其配额目标值应当在原有基础上乘以0.95，其计算公式为：
　　式中：AEtg——统计时段t内机组碳排放目标限值，t;AEly——上一年机组碳排放量，t;Gly——上一年机组发电量，MWh;Gt——统计时段t内机组计划电值，MWh;0.95——免费配额比例为95%。
　　3对燃煤电厂碳排放实时监控及信息管理系统设计的建议
　　我国燃煤电厂是目前国内最主要的碳排放来源，需要侧重针对燃煤电厂进行节能减排工作，更好地控制国内的碳排放量，有效地实现环保的目的。根据当前燃煤发电厂碳排放量的计算量，得出减排工作需要的费用及收益。因此在开展燃煤电厂节能减排工作之前务必要对电厂碳排放实施准确的计算，结合获得信息选择恰当的方法。
　　为了精准的获得燃煤电厂碳排放量的信息数据，需要燃煤电厂“对生产运营中所使用的煤炭的质量以及含碳量实施研究，为计算碳排放提供基础信息数据。在燃煤电厂生产中尽可能的选择使用最前沿的环保型机械设备，在确保能源充足供应的基础上，提升煤炭的使用效率，有效的控制二氧化碳的排放量，缓解环境污染的问题。
　　4结束语
　　以往我国很多燃煤电厂在对碳排放量进行统计与监测的时候，通常都不能实现对碳排放量超标问题的有效预警，很容易导致严重的碳排放量超标问题。而本文所提出的实时监测与管理系统，则可以对碳排放量进行有效的监测，并可以提前预警碳排放超标问题，有助于我国碳排放治理工作的顺利开展。
　　参考文献
　　[1]张子迪。燃煤电厂碳排放成本核算研究[D].华北电力大学，2016.
　　[2]谭超。燃煤电厂碳排放监测方法研究[D].华南理工大学，2018.
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