一种IGCC电厂碳排放强度的计算方法技术

本发明专利技术属于碳排放量计算技术领域，具体涉及一种IGCC电厂碳排放强度的计算方法，包括：对IGCC电厂碳排放的排放源进行界定；并由所界定的所述排放源确定其氧气来源所对应的空气流量和含氧量；确定所述排放源充分反应所需的过量空气系数，用所述过量空气系数修正所述空气流量，并获得实际空气流量；基于干扰因素确定修正系数；基于实际空气流量、含氧量及修正系数构建计算模型，并基于所述计算模型计算所述排放源的碳排放量。本发明专利技术所提供的计算方法所需检测数值较少，运算简单，可有效提高对碳排放数据的计算效率。排放数据的计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种IGCC电厂碳排放强度的计算方法


[0001]本专利技术属于碳排放量计算
，具体涉及一种IGCC电厂碳排放强度的计算方法。

技术介绍

[0002]20世纪90年代以来，以全球气候变暖为特征的全球气候系统变化日益得到国际社会的广泛关注。国际社会的主流观点认为，全球变暖是自工业化革命以来人类大量排放的温室气体日益积累所导致的温室效应日益增加的结果。经过研究，在六种温室气体(CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6)中，CO2对地球温度升高的作用大约占50％以上，发电行业又是碳排放的主要来源之一。
[0003]IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)整体煤气化联合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气
‑
蒸汽联合循环发电部分。与传统煤电技术相比，IGCC将煤气化和燃气
‑
蒸汽联合循环发电技术集成具有发电效率高、污染物排放低等优势，是目前国际上被验证的、能够工业化的、最具发展前景的清洁高效低碳的煤电技术。
[0004]为了更好方便地实现电厂碳排放量的统计，需要一种方便、快捷的碳排放量计算方法。
[0005]中国专利号CN106442852A公布了一种从输出端计算燃煤电厂二氧化碳排放的计量方法，该方法包括以下步骤：S1.获取从燃煤电厂的燃煤锅炉排放的烟气中的二氧化碳的体积分数，S2.检测燃煤锅炉的排烟温度，S3.根据燃煤锅炉排放的烟气中的二氧化碳的体积分数和燃煤锅炉的排烟温度，运用公式计算发电机组单位发电量的二氧化碳排放量，其中表示二氧化碳排放量t/m3；T
py
表示排烟温度，℃；表示烟气中二氧化碳体积分数，％。此方法同样可以运用到IGCC电厂中。
[0006]中国公开号CN106650068A的专利技术专利公布了一种预测电厂碳排放的计算方法，该方法包括以下步骤：S1.建立数学模型，得出燃料特性系数β的关系式，S2.计算电厂燃烧的煤的燃料特性系数β的值，S3.计算烟气中二氧化碳的百分比含量，S4.计算烟气的排放总量，S5.计算二氧化碳的排放总量，此专利技术利用MATLAB软件进行多元逐步线性回归拟合出的燃料特性系数β的线性方程和根据检测到的烟气中的氧气和二氧化硫浓度来计算二氧化碳排放量。此方法同样可以应用到IGCC电厂中进行碳排放的计算。
[0007]现有技术中的IGCC电厂运行过程中的碳排放计算方法存在以下问题：(1)计算过程中需要检测较多的数值，而且需要对某一组分中的含量成分进行检测，需要安装较多的测量仪器，过程较为复杂，成本相对较高；(2)有些计算过程用到了拟合，拟合过程需要大量的数据进行支撑，花费时间较多，且拟合结果只能用于某一煤种的计算，不能保证拟合结果具有通用性。
[0008]因此，对于IGCC电厂，亟需设计一种计算方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0009]为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种检测数值少，运算简单的IGCC电厂碳排放强度的计算方法。
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种IGCC电厂碳排放强度的计算方法，包括：
[0011]对IGCC电厂碳排放的排放源进行界定；
[0012]并由所界定的所述排放源确定其氧气来源所对应的空气流量和含氧量；
[0013]确定所述排放源充分反应所需的过量空气系数，用所述过量空气系数修正所述空气流量，并获得实际空气流量；
[0014]基于干扰因素确定修正系数；
[0015]基于实际空气流量、含氧量及修正系数构建计算模型，并基于所述计算模型计算所述排放源的碳排放量。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]1)本专利技术所提供的IGCC电厂碳排放强度的计算方法计算过程简单，只需测量空气流量以及计算出IGCC电厂中的过量空气系数便可利用本模型对IGCC电厂碳排放进行计算。测量数据较少，能够有效节省测量数据所需的人力物力和时间成本，方便快捷；
[0018]2)本专利技术所提供的IGCC电厂碳排放强度的计算方法可计算不同参数的IGCC电厂碳排放，对电厂运行过程中使用的煤种无特殊要求，即可用于不同参数、不同煤种的机组的计算过程，无需给出不同机组单独的计算模型，通用性较强；
[0019]3)同时，本专利技术所提供的IGCC电厂碳排放强度的计算方法利用电厂消耗的空气量间接计算IGCC电厂运行过程中的碳排放量，避免了对原料以及气体生产量的检测，降低相关数据的检测难度，使计算过程更加简单。
具体实施方式
[0020]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
[0021]一种IGCC电厂碳排放强度的计算方法，包括：
[0022]对IGCC电厂碳排放的排放源进行界定；
[0023]并由所界定的所述排放源确定其氧气来源所对应的空气流量和含氧量；
[0024]确定所述排放源充分反应所需的过量空气系数，用所述过量空气系数修正所述空气流量，并获得实际空气流量；
[0025]基于干扰因素确定修正系数；
[0026]基于实际空气流量、含氧量及修正系数构建计算模型，并基于所述计算模型计算所述排放源的碳排放量。
[0027]其中，所述排放源的界定为确定系统煤炭化学反应所产生的碳排放，即需要在确定IGCC电厂电碳排放量时从总碳排放量中剔除基于非煤炭化学反应相关的其他排放源，所述其他排放源主要包括外部购入的电力、外部购入的热力、人员活动、机组运行等过程产生的碳排放。虽然在核算IGCC电厂碳排放量时应当包括煤炭化学反应和其他排放源，但是由于煤炭化学反应所产生的二氧化碳排放是主要的碳排放源，而其他排放源所排放的二氧化碳占比较小，因此在本专利技术所提供的IGCC电厂碳排放强度的计算方法中仅计算基于煤炭化
学反应所产生的二氧化碳。
[0028]具体的，本专利技术所提供的IGCC电厂碳排放强度的计算方法按如下步骤进行公式推导：
[0029]S1、界定IGCC电厂碳排放中煤炭化学反应作为排放源，并确定该排放源的主要过程为：
[0030]C+H2O
→
CO+H2[0031]2H2+O2→
2H2O
[0032]2CO+O2→
2CO2[0033]从反应式中可以看出氧气消耗的摩尔量与二氧化碳生成的摩尔量相同，因此可推导公式(1)：
[0034][0035]其中，为系统运行过程中二氧化碳生成量，单位t/h；为系统运行过程中所需的氧气量，单位t/h；为二氧化碳的摩尔质量，单位为g/mol；为氧气的摩尔质量，单位为g/mol。
[0036]S2、公式(1)中氧气消耗的来源为由压缩机引入系统的空气，而所述由压缩机引入系统的空气主要供煤气化炉和燃气轮机燃烧室所消耗，即所述由压缩机引入系统的空气由煤气化炉消耗的空气量和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGCC电厂碳排放强度的计算方法，其特征在于，包括：对IGCC电厂碳排放的排放源进行界定；并由所界定的所述排放源确定其氧气来源所对应的空气流量和含氧量；确定所述排放源充分反应所需的过量空气系数，用所述过量空气系数修正所述空气流量，并获得实际空气流量；基于干扰因素确定修正系数；基于实际空气流量、含氧量及修正系数构建计算模型，并基于所述计算模型计算所述排放源的碳排放量。2.根据权利要求1所述计算方法，其特征在于，所述排放源的界定为确定系统煤炭化学反应所产生的碳排放。3.根据权利要求1所述计算方法，其特征在于，所述氧气来源为由压缩机引入系统的空气。4.根据权利要求3所述计算方法，其特征在于，所述由压缩机引入系统的空气由煤气化炉消耗的空气量和燃气轮机燃烧室消耗的空气量所确定。5.根据权利要求1所述计算方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹艺超，胡臻达，刘林，林伟伟，杨丝雨，张敏，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：