TCAS 454-2020 火力發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放在線監(jiān)測技術(shù)要求

emittedfromthermal2020-11-30發(fā)布2020-11-30實施IⅡ 1 13術(shù)語和定義 14系統(tǒng)的組成 24.1概述 24.2參數(shù)測量系統(tǒng) 2 3 35.1外觀要求 35.2工作條件要求 3 45.4數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)要求 46系統(tǒng)安裝要求 4 57.1數(shù)據(jù)采集 57.2數(shù)據(jù)輸出 58質(zhì)量保證 5 58.2檢測質(zhì)量保證 68.3運行質(zhì)量保證 6附錄A(規(guī)范性附錄)數(shù)據(jù)計算及處理 7 7 7 9 II火力發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放在線監(jiān)測技術(shù)要求本標準規(guī)定了火力發(fā)電企業(yè)煙氣二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)(簡稱CDEMS)中的主要監(jiān)測項目、性能指標、安裝要求、數(shù)據(jù)采集處理方式、數(shù)據(jù)記錄格式以及質(zhì)量保證。本標準適用于火力發(fā)電企業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放量的在線監(jiān)測。采用化石燃料(煤、天然氣、石油等)為能源的工業(yè)鍋爐、工業(yè)爐窯的二氧化碳排放量在線監(jiān)測可參照執(zhí)行。下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T10180工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程GB/T16157固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法HJ75固定污染源煙氣(SO?、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ76固定污染源煙氣(SO?、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法HJ212污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)傳輸標準下列術(shù)語和定義適用于本文件。對火力發(fā)電企業(yè)固定源煙氣排放的二氧化碳進行連續(xù)地、實時地自動監(jiān)測，簡稱CDEM。連續(xù)監(jiān)測火力發(fā)電企業(yè)固定源煙氣二氧化碳排放量所需要的全部設(shè)備，簡稱CDEMS。在溫度273K,壓力為101325Pa條件下不含水汽的煙氣。在特定時間段內(nèi)向大氣排放的二氧化碳總質(zhì)量。2煙道或管道斷面的幾何中心區(qū)域，區(qū)域面積不超過煙道或管道斷面面積的1%。參比方法referencemethod用于與CDEMS測量結(jié)果相比較的國家或行業(yè)發(fā)布的標準方法。定期切換regularswitching為延長設(shè)備運行時數(shù)，為設(shè)備定期檢修創(chuàng)造良好的檢修時間，為減少CDEMS由于檢測模塊或其他設(shè)備故障導致的非計劃停運而產(chǎn)生監(jiān)測數(shù)據(jù)不全的情況，而對設(shè)備定期進行輪換運行。系統(tǒng)響應時間systemresponsetime二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)中的參數(shù)測量系統(tǒng)自通入標準氣體的時刻起，到分析儀示值達到標準氣體標稱值90%的時刻止，中間的時間間隔。從數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)在獲得分析儀示值的時刻起，將該數(shù)據(jù)通過有線或無線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)的時刻止，中間的時間間隔。4系統(tǒng)的組成4.1概述CDEMS由參數(shù)測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成，見示意圖1。4.2參數(shù)測量系統(tǒng)參數(shù)測量系統(tǒng)包括：大氣壓力測量模塊、流速測量模塊、壓力測量模塊、溫度測量模塊、濕度測量模塊、O?含量測量模塊、CO?及CO含量測量模塊、外購電量測量模塊。分別測量大氣壓力、3煙氣流速、煙氣表壓、煙氣溫度、煙氣濕度、煙氣中氧含量、煙氣中CO?及CO含量、外購電量。4.3數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、遠程通訊系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)控制采樣與測量的頻率并存儲數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算煙氣中二氧化碳排放濃度和累計排放量。遠程通訊系統(tǒng)將數(shù)據(jù)和圖文傳輸至數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。遠程通訊系統(tǒng)顯數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心示圖1二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)組成示意圖5系統(tǒng)技術(shù)要求5.1外觀要求5.1.1CDEMS應具有產(chǎn)品銘牌，銘牌上應標有儀器名稱、型號、生產(chǎn)單位、出廠編號、制造日期等信息。5.1.2CDEMS儀器表面應完好無損，無明顯缺陷，各零、部件連接可靠，各操作鍵、按鈕使用靈活，定位準確。5.1.3CDEMS主機面板顯示清晰，涂色牢固，字符、標識易于識別，不應有影響讀數(shù)的缺陷。5.1.4CDEMS外殼或外罩應耐腐蝕、密封性能良好、防塵、防雨。5.2工作條件要求a)室內(nèi)環(huán)境溫度：(15～35)℃;室外環(huán)境溫度(-20～50)℃;b)相對濕度：≤85%c)大氣壓：(80～106)kPa;45.3測量模塊性能指標要求5.3.1大氣壓力和壓力測量模塊壓力精度滿足GB/T10180規(guī)定的壓力測量采用的壓力表使用精度等級的要求。5.3.2流速測量速度相對誤差滿足HJ76規(guī)定的速度測量相對誤差范圍的要求。5.3.3濕度測量濕度測量精度滿足GB/T10180規(guī)定濕度顯示儀表精度的要求。溫度測量精度滿足GB/T10180規(guī)定的溫度顯示儀表精度的要求。5.3.5O?含量測量模塊或CO?含量測量模塊氧氣和二氧化碳測量模塊線性誤差滿足HJ76規(guī)定的氧氣和二氧化碳測量儀器的線性誤差的要求。氧氣和二氧化碳測量模塊相對準確度滿足GB/T10180規(guī)定的CO?、O?的測量相對準確度的要5.4數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)要求5.4.1數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應能保證存儲原始數(shù)據(jù)，能夠自動或根據(jù)指令將所采集的各種信息發(fā)送回控制中5.4.2數(shù)據(jù)查詢和檢索數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應能顯示儀器現(xiàn)場工作狀態(tài)，可設(shè)置條件查詢和顯示歷史數(shù)據(jù)，打印各種圖表，實時顯示二氧化碳排放數(shù)據(jù)和相關(guān)煙氣參數(shù)。能夠每分鐘獲得一個累積排放量，能顯示和打印測試數(shù)據(jù)，由用戶自定義時間段，生成小時、日、月、季報表，報表中給出累計排放量、單位發(fā)電排放、CDEMS應具有數(shù)據(jù)通訊功能，周期地采集各個現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器發(fā)來的各種信息，進行處理、存儲、顯示相應數(shù)據(jù)。提供網(wǎng)絡(luò)接入功能，向數(shù)據(jù)監(jiān)控中心定時傳輸數(shù)據(jù)和圖表，并隨時接受數(shù)據(jù)查傳輸協(xié)議應采用標準化傳輸協(xié)議，滿足HJ212規(guī)定的傳輸協(xié)議要求。6系統(tǒng)安裝要求CDEMS應按照HJ75規(guī)定安裝位置，安裝在能準確可靠地連續(xù)監(jiān)測煙氣中二氧化碳排放狀況的位置上。具體安裝要求如下：5a)應位于除塵、脫硫脫硝設(shè)備下游；b)應優(yōu)先選擇在垂直管段和煙道負壓；c)測定位置盡可能選擇在氣流穩(wěn)定的斷面，避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。具體測定位置要求可按照GB/T16157規(guī)定的測定位置要求；d)測量點應位于或接近煙道斷面的矩心區(qū)；e)在每個煙道上或總排氣管上安裝監(jiān)測性能相同的二氧化碳排放在線監(jiān)測設(shè)備。7系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和輸出7.1數(shù)據(jù)采集7.1.1按用戶定義的數(shù)據(jù)頻率進行數(shù)據(jù)收集，并對缺失數(shù)據(jù)段進行記錄，如果出現(xiàn)10s以上(含10s)數(shù)據(jù)缺失，則自動切換備用設(shè)備并通知運行人員進行檢查。7.1.2數(shù)據(jù)計算及處理按照附錄A給出的方法進行。7.2數(shù)據(jù)輸出參照表B.1、表B.2、表B.3的形式記錄監(jiān)測結(jié)果并將系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)上報數(shù)據(jù)監(jiān)測中心。報表中應給出累計排放量、單位發(fā)電排放、單位供熱排放等指標。8質(zhì)量保證8.1.1安裝要求安裝位置和現(xiàn)場配套環(huán)境條件應符合HJ75的相關(guān)要求。原則上要求一個固定二氧化碳排放源安裝一套二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)。若一個固定二氧化碳排放源先通過多個煙道或管道后進入該固定污染源的總排氣管時，應盡可能將二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝在總排氣管上，但要便于用參比方法校準煙氣流速連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)；不應只在其中一個煙道或管道上安裝二氧化碳排放在線監(jiān)測設(shè)備，并將測定值作為該固定源的排放監(jiān)測結(jié)果；但允許在每個煙道或管道上安裝相同的監(jiān)測設(shè)備。8.1.2二氧化碳排放煙囪或煙道設(shè)置的采樣平臺和爬梯二氧化碳排放煙囪或煙道設(shè)置的采樣平臺和爬梯應符合HJ75的相關(guān)要求，采樣平臺應易于達到，有足夠的工作空間，安全且便于操作；應牢固并有符合要求的安全措施。采樣平臺設(shè)置在高空時，應有通往平臺的折梯、旋梯或升降梯。68.1.3系統(tǒng)校準二氧化碳排放監(jiān)測系統(tǒng)準確度達不到要求時，應按照第6章系統(tǒng)安裝要求對系統(tǒng)進行全面檢查，必要時，可按公式(1)和公式(2)對二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行調(diào)節(jié)；經(jīng)調(diào)節(jié)仍不能準確測量時，應另選擇有代表性的位置安裝二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)，重新進行檢測。8.2檢測質(zhì)量保證8.2.1二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)應在固定源正常排放二氧化碳的條件下進行。初檢和復檢時，應有專人負責監(jiān)督工況，排放單位應根據(jù)相關(guān)標準工作的要求調(diào)整工況或凈化設(shè)備的運行參數(shù)，在測試期間保持相對穩(wěn)定。8.2.2應盡可能使用同一臺采樣器和同一根采樣槍進行二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)校準和準確度測試。在測量前進行流量和氣密性等運行檢查，保證采樣器功能正常。8.2.3參比測量法應采用國家或行業(yè)發(fā)布的標準分析方法，可參照《中國發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》、《中國電網(wǎng)企業(yè)溫室氣體核算方法與報告指南(試行)》、《廣東省火力發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放信息報告指南(試行)》等。8.2.4二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)進行零點和量程校準時，原則上要求零氣和標準氣體與樣品氣體通過的路徑(如：采樣探頭、采樣管、過濾器、調(diào)節(jié)器)相同。8.2.5監(jiān)測期間除進行系統(tǒng)零點和量程校準外，不應對系統(tǒng)進行計劃外的維護、檢修和調(diào)節(jié)。8.3運行質(zhì)量保證8.3.1二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)需要保證運行可靠，且維護簡單快捷，運行期間對系統(tǒng)質(zhì)量保證a)用零氣和高濃度標準氣體或校準裝置校準一次系統(tǒng)的零點和量程，此期間的零點和量程漂移符合HJ75的相關(guān)要求；b)不超過3個月維護一次采樣探頭濾料，不超過3個月維護一次凈化稀釋空氣的除濕、濾塵c)應使用在有效期內(nèi)的標準物質(zhì)。8.3.2當出現(xiàn)10s及以上的數(shù)據(jù)缺失后，判斷二氧化碳排放檢測系統(tǒng)發(fā)生系統(tǒng)性缺陷，并切換備用設(shè)備繼續(xù)數(shù)據(jù)采集，并通過報警裝置通知運行人員。企業(yè)需按照企業(yè)運行設(shè)備定期試驗和切換管理標準對設(shè)備進行定期切換運行。7(規(guī)范性附錄)數(shù)據(jù)計算及處理A.1煙氣流量的計算A.1.1實際工況濕煙氣流量計算實際工況下的濕煙氣流量Vs按式(A.1)計算：vs——測定斷面的濕排氣平均流速，單位為米每秒(m/s)A.1.2標準狀態(tài)下干煙氣流量計算標準狀態(tài)下干煙氣流量Vsn按式(A.2)計算：Tct——煙氣溫度，單位為攝氏度(℃);Pt——煙氣壓力，單位為帕(Pa);ψ——煙氣中含濕量，用百分數(shù)表示(%)。A.2二氧化碳排放速率和排放量計算二氧化碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)主要通過檢測煙氣的流量(單位時間內(nèi)流過的體積)和CO?的體積濃度來得到CO?排放率和排放量。煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣含濕量用來進行標準量之間的折算。A.2.2二氧化碳排放速率計算按式(A.3)計算煙氣壓力：P?——環(huán)境壓力，單位為帕(Pa);按式(A.4)計算數(shù)據(jù)缺失段二氧化碳排放量：8L——數(shù)據(jù)缺失段二氧化碳排放量，單位為千克(為方便計算，可選取120s(如能提供準確可信數(shù)據(jù)則以實際時間為準),單位為秒(s);ψ——煙氣濕度，用百分數(shù)表示(%);T——煙氣溫度，單位為攝氏度(℃);0co——煙道中一氧化碳體積分數(shù)，用百分數(shù)表示(%);0co?——煙道中二氧化碳的體積分數(shù)，用百分數(shù)表示(%);k——系數(shù)，若無缺失數(shù)據(jù)，則為0,若有缺失數(shù)據(jù)，則為1。按式(A.5)計算二氧化碳排放速率：Mco?——二氧化碳排放速率，單位為千克每小時(kg/h)。A.2.3外購電力二氧化碳排放量計算E——外購電力產(chǎn)生的二氧化碳排放量，單位為噸(t);AD——發(fā)電企業(yè)外購入電量，單位為兆瓦時(MWh);A.2.4火力發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放總量計算發(fā)電企業(yè)可按式(A.7)、(A.8)、(A.9)、(A.10)計算每天、每月、每季、每年的總二氧化碳排Ga——二氧化碳日排放量，單位為噸(t);Mco?h?——該天中第i小時二氧化碳排放量，單位為千克(kg);E?——該天中第i小時外購電力二氧化碳排放量，單位為噸(t);Gm——二氧化碳月排放量，單位為噸(t);Mco?d?——該月中第i天的二氧化碳排放量，單位為噸(t);G?-—二氧化碳季排放量，單位為噸(t);Mco?d{——該季中第i天的二氧化碳排放量，單位為噸(t);Gy-—二氧化碳年排放量，單位為噸(t);9…