一种燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的碳排放计算方法

技术领域

本技术属于碳排放技术领域，具体涉及一种燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的碳排放计算方法。

背景技术

目前，风、光等可再生能源在我国电力结构中的占比显著上升，已成为我国增量电力供应的主要来源，然而，可再生能源易受气候、天气、光照等自然条件影响，不稳定的发电量冲击电网的稳定性运行，能源保障和调节能力受到严重限制，因此需要清洁高效的煤炭发电作为灵活性、适应性电源，弥补可再生能源的不足，目前煤炭年消耗量仍是我国能源结构的有力支撑。

碳排放大户燃煤电厂都在不遗余力地深挖燃料设备自动化、智能化的潜能，明确碳排放构成要素，便于实现燃料设备智慧化碳流管理目标。在燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统下，行之有效的碳排放量化方法和评估技术，是甄别燃料设备从煤矿到锅炉入口所产生高碳排放的主要手段，目前针对燃煤电厂的燃料设备的碳排放量核算方法的研究是一片空白。

发明内容

本发明的目的为：提供一种燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的碳排放计算方法，以简便、精确的计算方法核算燃料设备的碳排放总量。

本发明的技术方案：

一种燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的碳排放计算方法，包括以下步骤：

S1：确定燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统需求；

S2：在燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统中设置监督系统、信息管理系统、智慧化煤场系统、全流程输送系统和入炉煤优化系统五个子系统；

S3：划定碳流动过程中的碳排放核算界线，确定各子系统的能源结构及碳排放因子；

S4：核算各子系统的碳排放量，并累计出碳排放总量。

进一步，步骤S2中，监督系统包括计量模块、接卸模块和来煤模块，其中，来煤模块分为汽车煤、船煤及火车煤，计量模块分为汽车衡或皮带秤，接卸模块与来煤模块的方式对应。

进一步，步骤S2中，信息管理系统包括采样模块、制样模块和化验模块，其中，采样模块分为全自动采样、联合采样机采样，制样模块分为全自动制样机制样和联合制样机制样。

进一步，步骤S2中，智慧化煤场系统分为露天式煤场和封闭式煤场。

进一步，步骤S2中，全流程输送系统包括输煤APS设备和智能化巡检设备。

进一步，步骤S2中，入炉煤优化系统采用一次配煤和二次配煤。

进一步，步骤S2中，根据“投入-产出”法划定碳流动过程中的碳排放核算界线。

进一步，步骤S4中，监督系统的碳排放值C

式中：

OF

CC

NCV

FC

W

Q

EF

进一步，步骤S4中，信息管理系统的碳排放值C

式中：

M

H

M

进一步，步骤S4中，智慧化煤场系统的碳排放值C

式中：I

进一步，步骤S4中，全流程输送系统的碳排放值C

式中：J

进一步，步骤S4中，入炉煤优化系统的碳排放值C

式中：

Z

Rr代表二次配煤掺烧下第r种掺烧工具的额定功率，kW。

进一步，步骤S4中，燃料智慧化碳流管理系统的碳排放总值C

C

本发明的有益效果：

本发明提出一种燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的碳排放计算方法，有助于填补燃料设备的碳排放量核算方法的空白技术，同时，每个子系统的碳排放核算方法又能客观体现各子系统下的排放因子特性，符合燃煤电厂燃料设备智慧化碳流管理平台的特征和工程实际需求，此外，也有助于早日实现碳达峰、碳中和目标。

附图说明

图1为燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的方法流程图；

图2为燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统下碳排放核算的界线图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：

一种燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的碳排放方法，具体步骤包括如下S1-S4：

S1：燃煤电厂作为碳排放源大户，煤炭燃料中的碳排放已成为国家的监管重点，然而，煤炭由煤矿输送至燃煤锅炉入口处时所采用能源方式及设备均未考虑其过程中的碳排放值，因此，第一步须确定燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的需求；

S2：基于S1需求，设置监督系统、信息管理系统、智慧化煤场系统、全流程输送系统和入炉煤优化系统等子系统。

S3：分析各子系统的组合方式及特征：监督系统的特征是包括计量模块、接卸模块和来煤模块，来煤模块分为汽车煤、船煤及火车煤，计量模块分为汽车衡或皮带秤，接卸模块与来煤模块的方式对应，即：来煤模块采用汽车煤时，接卸模块采用与汽车相匹配的接卸方式；来煤模块为船煤时，接卸模块采用与船相匹配的接卸方式；来煤模块为火车煤时，接卸模块采用与火车相匹配的接卸方式；

信息管理系统的特征是：信息管理系统包括采样模块、制样模块和化验模块，其中，采样模块分为全自动采样、半自动采样及联合采样，制样模块分为全自动制样和联合制样；

智慧化煤场系统的特征是设有露天式煤场和封闭式煤场；

全流程输送系统的特征是由APS输煤设备和智慧化巡检设备构成；

入炉煤优化系统设有一次配煤和二次配煤；

其中，计量模块分为皮带秤和汽车衡，来煤模块分为火车煤、汽车煤和船煤，采样模块分为全自动采样、联合采样，制样模块分为全自动制样和联合制样等。

各个子系统的组合方式有多种，例如，第一种组合方式为：计量模块采用皮带秤，采样采用全自动采样机，智慧化煤场系统采用露天式煤场，入炉煤优化系统采用一次配煤，第二种组合方式可为：计量模块采用汽车衡，采样模块采用联合采样，智慧化煤场系统采用封闭式煤场，入炉煤优化系统采用二次配煤，由此可产生N种不同的组合方式。

而后分析各子系统的组合方式及特征，再根据“投入-产出”法划定煤炭由煤矿装车至锅炉入口作为碳流动过程中碳排放核算的边界线，并在碳流动过程中所采用的运输设备来确定能源结构，如：来煤模块分为火车来煤、汽车来煤和电车来煤，不同来煤方式导致能源结构的碳排放因子亦不同，因此，须分析各子系统的能源结构及碳排放因子。本次发明技术方案中碳排放核算方法主要涉及到的能源结构包括汽油、天然气和电能，各类能源二氧化碳当量排放因子依照我国国家统计局的相关数据换算，如表1,2所示：

表1各类能源的碳排放系数

表2中国区域电网平均CO

S4：结合当前的能源市场需求及区域内的碳排放因子值，核算子系统核算煤炭由煤矿输送至锅炉入口处时所产生的碳排放值，并累计出燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的碳排放值。

监督系统的碳排放值按下式计算：

式中：OF

信息管理系统的碳排放值按下式计算：

式中：M

智慧化煤场系统的碳排放值按下式计算：

式中：I

全流程输送系统的碳排放值按下式计算：

式中：J

入炉煤优化系统的碳排放值按下式计算：

式中：Z

燃料智慧化碳流管理系统的碳排放总值计算如下：

C

本发明公开的一种燃煤电厂燃料智慧化碳流管理系统的碳排放计算方法，该方法涉及监督系统、信息管理系统、智慧化煤场系统、全流程输送系统和入炉煤优化系统等五个子系统。

本发明阐述的计算方法具有全面性、适用性及多样性特点，达到对碳排放的精细化计算目的，助力实现碳达峰、碳中和目标。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。