行业背景

行业背景

二氧化碳等温室气体大量排放造成的全球气候变化是21世纪以来人类面临的最严峻挑战之一,世界各国对控制和减少碳排放已达成一致的共识。为了积极应对全球气候变化,实现经济发展与温室气体减排双赢的目标,以碳排放权为主导的碳交易市场已成为温室气体减排和低碳创新发展的重要经济手段。目前,国际认可的燃煤排放二氧化碳量化方法可分为排放因子法和直接监测法。其中,排放因子法由于计算简单、权威性高且应用广泛,而被我国相关的温室气体清单编制指南、温室气体排放核算方法与报告指南采用,但存在准确度不高、数据收集方法效率较低、时效性严重滞后等问题。直接监测法因计量简便、数据收集高效以及人为干扰少等优点受到青睐。

基于“十二五”时期提出的碳市场交易体系建设要求、电厂建设的硬件条件及仪器制造的客观水平,2013年国家发展和改革委员会发布了《发电行业温室气体排放核算方法与报告指南》,规定电力行业温室气体监测采用核算法中的排放因子法。该方法通过活动数据(包括燃料消耗量、燃料发热量、原材料使用量等)、排放因子(包括单位热值含碳量或元素碳含量、氧化率等)计算二氧化碳排放量,为中国建碳排放监测体系打牢基础。通过近几年的研究表明,随着监测体系的完善、技术的发展,使用直接监测法进行测量可以提供更加精准的数据,能够更好地弥补因子法中人为干扰多、误差较大、成本高等缺点,为数据质量提供更多的保障。

2020年11月30日火电厂碳排放首个标准《火力发电企业二氧化碳排放在线监测技术要求》正式发布,填补了我国碳排放在线监测领域相关标准空白,为国家实现“十四五”期间碳控排目标及考核提供客观依据和数据支撑。该标准主要针对碳排放占比较大的火力发电行业,采用直接监测法对二氧化碳排放进行连续监测,规定了二氧化碳排放在线监测系统(简称CDEMS)中的主要监测项目、性能指标、安装要求、数据采集处理方式、数据记录格式以及质量保证,通过建立一套包括“指令一标准一运行保障”的体系,实现对温室气体排放监测的管理。

需求分析

需求分析

气候变化是人类面临的全球性问题,随着各国二氧化碳排放,温室气体猛增,对生命系统形成威胁。在这一背景下,世界各国以全球协约的方式减排温室气体,我国由此提出碳达峰和碳中和目标。

碳排放与经济发展密切相关,经济发展需要消耗能源。中国承诺在2030年前,二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后再慢慢减下去;而到2060年,针对排放的二氧化碳,要采取植树、节能减排等各种方式全部抵消掉,达到碳中和。

碳排放权交易市场启动后,化石能源的消耗企业将面临超出配额的排放需要另行购买别的企业富余的配额,因此化石能源的消耗企业需要实时、准确的掌握企业的碳排放情况。

需求分析
技术原理

技术原理

NDIR气体分析基本机理

当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯——比尔(LAMBERT—BEER)吸收定律。设入射光是平行光,其强度为10.出射光的强度为1,气体介质的厚度为L。当由气体介质中的分子数DN的吸收所造成的光强减弱为DL时,根据朗伯——比尔吸收定律:DL/L=—KDN,式中K为比例常数。经积分得:

INL=-KN+A(1)

式中:N为吸收气体介质的分子总数;A为积分常数。显然有NOCCL,C为气体浓度,则式(1)可写成:

L=EXP(A)EXP(-KN)=EXP(A)EXP(-ΜCL)=10EXP(-ΜCL)(2)

式(2)表明,光强在气体介质中随浓度C及厚度L按指数规律衰减。吸收系数取决于气体特性,各种气体的吸收系数为Μ互不相同。对同一气体,Μ则随入射波长而变,为了分析特定组分,应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片,使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。

系统概述

DS—8000系列碳排放在线监测系统通过全截面多点取样器,对气体排放口实现连续稳定取样,通过高精度、高稳定性的多组分气体分析模块测量CO2、CH4、N2O等温室气体浓度,通过全截面矩阵流量计准确测量排放气体总流量,最终汇总入数据采集与处理系统,实现排放总量计算、数据存储、实时趋势、历史查询、远程传输等功能。最终实现对厂域内的所有排放口的温室气体排放总量的实时计量并上传。

系统概述

全截面矩阵式流量计特点

  • 全截面矩阵式流量计特点

    防堵自清灰免维护

    烟气流速(流量)测量装置内置自清灰装置,采用独特的防堵设计,利用流体动能实时清灰,无需外加反吹扫装置进行吹扫,节能环保。测量装置具有本质防堵功能,长期运行免维护。

  • 全截面矩阵式流量计特点

    耐腐蚀

    测量装置采用特殊耐磨防腐材料使测量装置具有极好的耐腐蚀性,能有效隔绝酸、碱、盐类的侵蚀。

  • 全截面矩阵式流量计特点

    安装简单方便

    装置采用插入式安装方式,不改变原有管道结构,安装简单方便。

  • 全截面矩阵式流量计特点

    测量准确

    精度高,对直管段无苛刻要求,装置采用全截面多点阵列式布置方式,对于大烟道,采用等截面多套布置方式,确保测量准确度,同时解决了直管段短,流场紊乱的测量难题,对直管段无苛刻要求。

  • 全截面矩阵式流量计特点

    烟气流速(流量)测量装置实时响应

    性能稳定,调节线性好

全截面矩阵式流量计特点 全截面矩阵式流量计特点

全截面多点取样器特点

技术参数

DS 8000系列碳排放在线监测系统技术参数
电气要求
取样吹扫箱 230VAC,50Hz,20A,单相
测量控制柜 230VAC 50Hz, 5A,单相
矩阵流量计规格
测点数 4~6个(烟囱直径<5米)8~10个(烟囱直径>=5米)
烟气流速 >5m/s
材质 >316不锈钢外敷特氟龙涂层
尺寸
取样吹扫箱 300x100x300
测量控制柜 600x 300x800
工作环境
温度 -15'C-60'C
温度 >5%~95%
大气压力 80kPa~110kPa
通讯连接
测量控制柜至DCS 4~20mA电流
远程连接 GPRS
大气压力 80kPa~110kPa

产品选型

产品名称 型号
碳排放在线监测系统 DS-8000
碳排放在线监测系统(全截面) DS-8001
碳排放在线监测系统(全截面加多点取样) DS-8002
产品选型