Page 110 - 电力与能源2024年第一期
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104                     王妍艳,等:燃煤电厂二氧化碳排放的核算与管理分析

                步 完 善 了 发 电 行 业 碳 排 放 监 测 核 算 技 术 体 系 。          学者通过采用多点式测量、基于数值模拟的测点
                2021 年 9 月,生态环境部印发了《碳监测评估试点                      布置等方式来提高流量测量的准确度,另外超声
                工作方案》,在火电、钢铁、石油天然气开采、煤炭开                         波流量计也被认为是提高烟气流量测量准确度的
                采、废弃物处理等 5 个行业开展碳排放监测评估试                         有效方法   [5-6] 。
                点工作,推动了在线监测方法和核算方法的数据可
                                                                 2 二氧化碳排放核算实例
                比性研究和监管办法的制定。随着双碳工作的推
                进,对在线监测法的需求日益凸显,进一步扩大在                           2.1 研究对象及方法
                线监测试点范围、深化技术体系构建、推动流量监                               以某 320 MW 燃煤机组为研究对象,该机组
                测等关键技术的突破是当前的重要任务。                               为亚临界控制循环汽包锅炉,采用选择性催化还
                    在线监测法利用 CEMS 监测机组尾部烟气                        原(SCR)脱硝、高效布袋除尘和石灰石-石膏湿法
                的 CO 2 浓度(体积分数,下同)、烟气流速、温度、压                     脱硫装置进行烟气污染物排放控制,烟囱已安装

                力和湿度等参数来计算碳排放总量:                                 气排放 CEMS,具备 SO 2、NO x、烟尘等污染物浓度
                                     -
                                      -
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                                Q S = V S × A           (3)      监测和烟气温度、压力、流速、湿度等参数分析功
                                             --
                                             -
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                式中 Q S——烟气流量,m³·s ;V S——烟气平均                     能。为实现 CO 2 在线监测,增加了 CO 2 采样和分
                                          -1
                流速,m·s ;A——烟道截面积,㎡。                              析模块,采用稀释法进行烟气取样,并采用非分散
                         -1
                              273     B a × P s                  红 外 光 谱 法 进 行 CO 2 分 析 ,测 量 范 围 为 20%。
                 Q Sn = Q S ×      ×         ×(1 - X SW )  (4)
                                      101325
                            273 + t s                            CEMS 已按照 HJ 75—2017《固定污染源烟气排放
                式中 Q Sn——标准状态下的干烟气流量,Nm³·
                                                                 连续监测技术规范》要求进行了校准和比对,其中
                    t
                s  -1A ; s——烟气温度,℃;B a——大气压,Pa;P S——
                                                                 CO 2 浓度的相对误差小于±5%,烟气流速相对误
                烟气压力,Pa;X SW——烟气湿度,%。
                                                                 差≤±10%。
                                  C SN × Q SN × 44
                            P S =                       (5)          对机组 4 个月内的碳排放相关参数进行收集
                                      22. 4
                                                                 统计,并以月为核算周期,采用《指南》方法进行碳
                式中 P S——烟气 CO 2 排放速率,kg·s ;C Sn——
                                                  -1
                                                                 排 放 核 算 ,同 时 利 用 CEMS 对 烟 气 参 数 进 行 测
                烟气中 CO 2 浓度,%。
                                    t                            试,计算获得碳排放量。数据来源及分析方法如
                              G m = ∑ P si × 10 -3      (6)      表 1 所示。因在线监测法只能监测到从烟囱排口
                                   i = 0
                式中 G m——核算周期内的 CO 2 排放量,t;t——                    排出的 CO 2 量,为保持数据可比性,仅核算燃烧产
                核算周期,;P si——烟气 CO 2 排放速率,%。                      生 的 CO 2,不 考 虑 企 业 净 购 入 使 用 电 力 产 生 的
                         s
                    在线监测方法的主要参数为 CO 2 浓度和烟气                      CO 2 和脱硫过程的 CO 2。
                流量。CO 2 浓度测量方法主要有非分散红外光谱                         2.2 计算与分析
                法(NDIR)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)和差                           分别采用《指南》方法和在线监测法计算 4个核
                分吸收光谱法(DOAS)等。其中,非分散红外光                          算周期内的 CO 2 排放量,同时统计各核算周期内的
                谱法系统简单、价格较低、灵敏度高,相对误差也                           机组发电量,结果如图 1所示。各核算周期内 CO 2 排
                较为可控,是当前国内 CO 2 浓度在线监测试点单                        放量与发电量呈正比关系,根据计算公式,CO 2 排放
                位主要采用的方法。烟气流量则主要采用皮托管                            量随燃煤消耗量的增大而增大。两种方法计算的碳
                进行流速测定而后计算得到,由于电厂烟道内流                            排放量相对偏差为 2.8%~5.1%,在线监测法所得

                                                                                     [7]
                动情况复杂,受气流分布不均匀、存在湍流现象、                           结果相对较低,与裴冰等 的测试结果一致。《指南》
                测量布点代表性不足等问题的影响,烟气流速的                            方法的误差主要来自于燃料量的统计偏差、煤质分
                准确测量难度较高,流量测量的不确定度是在线                            析的结果偏差和实际的碳氧化率偏差。在线监测法
                监测法计算碳排放总量不确定度的主要来源。有                            的误差主要来自于 CO 2 浓度、烟气流速和烟气温度
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