TDLAS直接吸收法和波长调制法在线测量CO2的比较

据统计,2015年我国消耗了39.65亿吨煤炭,而其中发电及热力供应占据了煤炭消耗总量的46.38%。发电及热力供应行业排放的CO2占据了我国温室气体排放量的很大比例,因此对于燃煤电厂CO2气体排放的实时监测是非常重要的。利用测量精度高、响应迅速、非接触测量的可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术对CO2浓度检测。选用了中心波长在1 580 nm的分布式反馈激光器作为光源,参考电厂尾部烟气CO2浓度配置实验气体,分别使用直接吸收和波长调制方法对CO2浓度进行反演。对比研究结果表明,直接吸收和波长调制法重复测量的相对标准偏差分别为0.94%和0.22%,最大相对误差分别为2.64%和1.65%,检测限分别为0.013 6%和0.001 4%。波长调制法比直接吸收法在测量性能指标上更具优势,但由于波长调制法在现场应用时受定标方式的影响很大,且谐波线宽会受到压力、温度等参数变化的干扰,而直接吸收法无需标定,且测量精度足以满足电厂CO2在线监测的需求。因此在电厂锅炉烟气等高浓度CO2的测量中,直接吸收法是更好的选择。     

复合肥氮磷钾元素含量的激光诱导击穿光谱同步测量

将激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于复合肥样品中N,P和K元素含量的同步测量。选用10个已知样品作为定标样品,使用偏最小二乘法(PLS)分别建立各个元素定量分析的回归模型;然后使用5个待测样品检验这些模型的定量分析结果,并将预测结果与电感耦合等离子体发射光谱法测得的参考含量作对比。结果表明,激光诱导击穿光谱技术能够同时检测出5个待测样品的N,P和K元素的含量,待测结果的平均相对误差(REP)小于8%质量分数,平均相对标准偏差小于7%质量分数,检测极限值分别为0.16%,0.21%和0.50%质量分数。实验验证了LIBS技术同步快速准确测量复合肥中三大营养元素的能力。     

基于HJ 75—2017标准与核算指南的燃气机组碳排放监测方法仿真对比分析

准确掌握燃气机组碳排放情况是保证碳交易的保障之一。不少燃气机组开始加装在线气相色谱装置,使燃料端实时监测也成为了一种可能,同时对于未加装CO₂监测系统或存在设备空间已满的机组,则通过O₂体积分数折算进行实时监测是可行路径之一。但不论采用直测还是折算监测方法,在前后端连续监测数据的偏差问题分析上,目前仍然缺乏足够的研究。因此,针对短期内不具备CO₂直测能力的机组,以某F级燃气-蒸汽联合循环发电机组历史数据为仿真对象,基于烟气O₂体积分数数据换算和燃料在线气相色谱数据进行连续仿真监测分析。结果发现：不同监测方法的月度数据之间没有一致性的大小排序关系,相对偏差有正也有负,年度数据相互偏差均小于5%;δ RD,R,fluegas-flue-h与烟囱出口烟气排放连续监测系统(continuous emission monitoring system,CEMS)O₂体积分数相关性最高;该机组的碳排放偏差主要集中在负荷率55%以上的稳燃段;烟囱出口CEMS O₂体积分数...     

火电企业CO2排放在线监测系统的研发应用

碳交易机制高效运行的重要基础是客观、准确且具有公信力的碳排放数据,而现有温室气体排放核算方法普遍采用排放因子法,存在准确度不高、数据收集效率较低、时效性严重滞后等问题。与排放因子法相比,直接监测法具有计量简便、数据实时且收集高效、人为干扰少等优点,但我国对该方面研究较少。分析总结了燃煤发电企业碳排放计量方法,研发了适用于火电企业的碳排放在线监测系统,并成功在某320 MW热电联产企业进行了应用示范,实现了总碳排放量、碳排放速率等主要参数的在线监测和历史数据统计。基于本系统监测的碳排放数据,对比了直接监测碳排放与核算碳排放的结果,分析了两者之间的差异原因。同时,利用企业提供的用煤量、煤低位发热量、供电量和供热量等生产数据,计算并分析了直接监测碳排放和锅炉产出能量、单位产品碳排放和锅炉效率之间的关系。结果表明,直接监测碳排放比核算碳排放少5%～30%,即每天少500～1 500 t;直接监测碳排放与锅炉产出能量变化基本一致,二者存在正相关关系,能反映锅炉的运行状态变化;单位产品碳排放与锅炉效率之间存在负相关关系。该系统的研发将进一步推动碳排放在线监测技术在发电、水泥、陶瓷、钢铁、石油化工等固定源排放企业的应用,为提升企业碳排放数据监测、管理和低碳生产水平评估,推进温室气体减排,以及开展碳排放权交易提供的技术支持和数据支撑。     

双碳背景下火电企业碳计量分析与建议

随着国家“碳达峰、碳中和”目标提出，火电企业成为双碳目标的先行者和主力军并率先进入全国碳交易市场。控排企业碳排放报告由企业依据质量控制计划统计历史年度数据得到，经第三方核查机构核查并形成最终结果，碳排放数据质量是关注重点，直接决定碳交易的公正性。随着纳入控排企业数量快速增加以及碳核查工作的深入开展，碳排放核查在政府侧、核查机构侧及企业侧均反映出一些问题，亟需发展碳计量技术手段予以解决。总结分析国内外温室气体核查和连续监测经验，欧美等发达国家发展较早，初步形成了各自的碳计量体系，而我国温室气体排放连续监测技术尚处于试点探索阶段，缺少完整的碳计量体系、标准及政策。为保证碳排放数据质量，提出以核查为主、连续监测为辅的具体方法，建议引入煤质快速分析计量技术，建立煤质数据库系统。开展碳排放监测法律法规政策研究和体系建设，建立对应的技术标准及质保体系，重点攻克温室气体连续监测技术难点，构建温室气体排放数据信息管理平台，并在火力发电行业率先开展碳排放连续监测试点，以推动我国火电企业碳计量体系建设，为全国各行业全面开展碳排放连续监测提供支撑，为统筹有序做好碳达峰碳中和工作，促进经济社会高质量发展提供坚...     

基于LIBS和NIRS信号同步采集和融合的入炉煤发热量测量研究

快速准确地对入炉煤发热量进行检测是指导电厂经济安全运行的关键，然而煤炭成分复杂，其发热量与元素组成和分子结构都有一定的相关性，单一分析技术快速准确测量入炉煤发热量比较困难。基于激光诱导击穿光谱（LIBS）技术和近红外光谱（NIRS）技术，提出联用2种技术检测入炉煤发热量的方法。同步采集输送带上煤炭的LIBS和NIRS光谱信号，进行光谱数据预处理后融合2种光谱信息，并结合偏最小二乘（PLS）建模方法定量分析煤炭发热量。将该方法用于搭建煤样测量系统，得出煤样发热量定标集的决定系数为0.98，预测集均方根误差为0.37 MJ/kg，平均绝对误差为0.26 MJ/kg，平均相对误差为1.09%。表明所提出的在输送带上LIBS和NIRS信号同步采集方法可快速准确测量入炉煤发热量。