燃煤電廠碳排放實時監控及信息管理系統設計

趙婧

摘要：本文針對燃煤電廠碳排放監測及管理問題，研究碳排放量測量計算方法，建立了在線監測和管理燃煤電廠碳排放量系統。

[關鍵詞]碳排放實時監控信息管理

燃煤電廠是我國最大的碳排放源之一，為了控制和減少溫室氣體的排放量，對燃煤電廠碳排放的實時監測及管理就顯得尤為重要。本文針對燃煤電廠碳排放監測及管理面臨的問題，研究碳排放量測量計算方法，并建立燃煤電廠碳排放實時監控系統及管理系統。

1系統設計

1.1系統簡介

按照發電廠的實際碳排放總量、維護檢修計劃以及每月需要生產的電量，來對碳排放計劃進行合理的安排，然后再做出相應的減排措施，實現燃煤電廠碳排放量的減少。碳排放實時監測系統以及管理系統在實際運行的時候，會收集燃煤發電廠的碳排放信息，一旦碳排放量超出計劃標準，系統會及時做出預警。

1.2碳排放計量

現如今，我國在進行碳排放量計算的時候，通常都會采用理論核算方法。不過，當前國內很多發電廠在發電的時候，仍然采用著傳統的配煤摻燒方法，這就大大增加了碳排放量的計量難度，同時，由于不同階段煤炭的燃燒情況也存在著一定的差異，所以，采用這一計量方法更是無法保證碳排放計量的準確性。

本文采用了直接測量法來對碳排放量進行計算。該方法的主要原理就是采用專業測量系統不間斷的對二氧化碳的氣體質量以及排放速度進行監測，利用上面兩項參數獲得瞬時排放參數。排放總量的計算需要涉及到煙氣處理、信號采集以及CO2的測量。采用該方法來對碳排放量進行測量，有助于相關監管部門的監察，可以實現碳排放限額的有效實施，對于降低燃煤電廠碳排放量來說有著非常重要的意義，所以，該方法值得廣泛推廣與應用。目前，直接測量法在國外一些發達國家中都已經得到了廣泛應用，在我國的應用也必然會越來越普遍。

1.3數據預處理

凈煙氣的主要成分就是水蒸氣，同時，其內部還有一些SO2以及NOx等具有腐蝕性特點的氣體，在對凈煙氣進行監測的時候，會給監測設備造成非常嚴重的破壞。數據在測量、上傳的時候，往往會出現一些拉直線、超限以及突變等問題，嚴重影響數據處理效果。為了保證數據預處理效果，應采用粗范圍檢驗、標準差檢驗等檢驗方法，來對數據進行篩選，從而提高數據的準確性。

1.4碳排放指標計算及預警

1.4.1碳排放指標計算

（1）碳排放濃度

一般來說，采用二氧化碳分析設備所分析出的氣體濃度都是體積濃度（ppm），而在對碳排放量進行計算的時候，為了保證計算準確性，將其換算成

碳排放濃度計算公式為：

式中：X——CO濃度換算值，mgNm;C——CO濃度測量值，ppm;M——CO2的分之子量;T——凈煙氣溫度，°C;P——凈煙氣壓力，Pa。

（2）碳排放量

碳排放量計算公式為：

式中：Mc——時間T內CO2累計排放量，t;X——CO濃度換算值，mg/Nm2;F——凈煙氣流量，Nm/h。

（3）單位電量碳排放強度

從專業化角度來講，碳排放強度可以表示國民生產中所產生的二氧化碳氣體量，也可以說是單位生產運營中所排放出的CO2。其計算式為：

式中：E。——單位電量碳排放強度g/kWh;Mc——CO排放總量，t;G——機組發電量kWh;10°——質量單位克與噸的轉換系數。

1.4.2機組碳排放預警

以某省為例，如果機組測量出來的碳排放參數超過了基準參數的話，或者機組在運行過程中的平均碳排放量比，上一年高出很多，那么機組碳排放量就存在超標問題，應及時發出預警。而電廠可以根據預警，來對機組進行適當的調整，控制機組的碳排放強度，從而實現碳排放量的減少，使碳排放量控制在標準范圍內。

2碳排放管理

2.1統計與考核

應按照地區的用電需求，來對碳排放量配額進行合理的設置，并嚴格按照碳排放量配額標準，來對地區的發電廠進行碳排放量考核，防止碳排放超標現象的發生。

2.2碳排放配額

以某省為例，在該省碳排放配額方案中，首先對發電廠之前一年的發電量來對預配額進行計算，之后結合之前幾年的發電情況來完善配額，最終達到恰當的配比。碳排放配額的發放方式分為兩種，一種是免費發放，一種是收費發放。比如，發電廠的免費配額比例如果是95%的話，那么其配額目標值應當在原有基礎上乘以0.95，其計算公式為：

式中：AEtg——統計時段t內機組碳排放目標限值，t;AEly——上一年機組碳排放量，t;Gly——上一年機組發電量，MWh;Gt——統計時段t內機組計劃電值，MWh;0.95——免費配額比例為95%。

3對燃煤電廠碳排放實時監控及信息管理系統設計的建議

我國燃煤電廠是目前國內最主要的碳排放來源，需要側重針對燃煤電廠進行節能減排工作，更好地控制國內的碳排放量，有效地實現環保的目的。根據當前燃煤發電廠碳排放量的計算量，得出減排工作需要的費用及收益。因此在開展燃煤電廠節能減排工作之前務必要對電廠碳排放實施準確的計算，結合獲得信息選擇恰當的方法。

為了精準的獲得燃煤電廠碳排放量的信息數據，需要燃煤電廠“對生產運營中所使用的煤炭的質量以及含碳量實施研究，為計算碳排放提供基礎信息數據。在燃煤電廠生產中盡可能的選擇使用最前沿的環保型機械設備，在確保能源充足供應的基礎上，提升煤炭的使用效率，有效的控制二氧化碳的排放量，緩解環境污染的問題。

4結束語

以往我國很多燃煤電廠在對碳排放量進行統計與監測的時候，通常都不能實現對碳排放量超標問題的有效預警，很容易導致嚴重的碳排放量超標問題。而本文所提出的實時監測與管理系統，則可以對碳排放量進行有效的監測，并可以提前預警碳排放超標問題，有助于我國碳排放治理工作的順利開展。

參考文獻

[1]張子迪。燃煤電廠碳排放成本核算研究[D].華北電力大學，2016.

[2]譚超。燃煤電廠碳排放監測方法研究[D].華南理工大學，2018.