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

emittedfromthermal2020-11-30發(fā)布2020-11-30實(shí)施IⅡ 1 13術(shù)語(yǔ)和定義 14系統(tǒng)的組成 24.1概述 24.2參數(shù)測(cè)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(cè)質(zhì)量保證 68.3運(yùn)行質(zhì)量保證 6附錄A(規(guī)范性附錄)數(shù)據(jù)計(jì)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(cè)技術(shù)要求本標(biāo)準(zhǔn)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(cè)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱CDEMS)中的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、性能指標(biāo)、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(biāo)準(zhǔn)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(cè)。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(cè)可參照?qǐng)?zhí)行。下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)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(yàn)規(guī)程GB/T16157固定污染源排氣中顆粒物測(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法HJ212污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)傳輸標(biāo)準(zhǔn)下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。對(duì)火力發(fā)電企業(yè)固定源煙氣排放的二氧化碳進(jìn)行連續(xù)地、實(shí)時(shí)地自動(dòng)監(jiān)測(cè)，簡(jiǎn)稱CDEM。連續(xù)監(jiān)測(cè)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(jiǎn)稱CDEMS。在溫度273K,壓力為101325Pa條件下不含水汽的煙氣。在特定時(shí)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(guò)煙道或管道斷面面積的1%。參比方法referencemethod用于與CDEMS測(cè)量結(jié)果相比較的國(guó)家或行業(yè)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)方法。定期切換regularswitching為延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)數(shù)，為設(shè)備定期檢修創(chuàng)造良好的檢修時(shí)間，為減少CDEMS由于檢測(cè)模塊或其他設(shè)備故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停運(yùn)而產(chǎn)生監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不全的情況，而對(duì)設(shè)備定期進(jìn)行輪換運(yùn)行。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間systemresponsetime二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)自通入標(biāo)準(zhǔn)氣體的時(shí)刻起，到分析儀示值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)稱值90%的時(shí)刻止，中間的時(shí)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(shí)刻起，將該數(shù)據(jù)通過(guò)有線或無(wú)線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)的時(shí)刻止，中間的時(shí)間間隔。4系統(tǒng)的組成4.1概述CDEMS由參數(shù)測(cè)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(cè)量系統(tǒng)參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)包括：大氣壓力測(cè)量模塊、流速測(cè)量模塊、壓力測(cè)量模塊、溫度測(cè)量模塊、濕度測(cè)量模塊、O?含量測(cè)量模塊、CO?及CO含量測(cè)量模塊、外購(gòu)電量測(cè)量模塊。分別測(cè)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(gòu)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(yuǎn)程通訊系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)控制采樣與測(cè)量的頻率并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計(jì)算煙氣中二氧化碳排放濃度和累計(jì)排放量。遠(yuǎn)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(yuǎn)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(cè)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(yīng)具有產(chǎn)品銘牌，銘牌上應(yīng)標(biāo)有儀器名稱、型號(hào)、生產(chǎn)單位、出廠編號(hào)、制造日期等信息。5.1.2CDEMS儀器表面應(yīng)完好無(wú)損，無(wú)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(zhǔn)確。5.1.3CDEMS主機(jī)面板顯示清晰，涂色牢固，字符、標(biāo)識(shí)易于識(shí)別，不應(yīng)有影響讀數(shù)的缺陷。5.1.4CDEMS外殼或外罩應(yīng)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(duì)濕度：≤85%c)大氣壓：(80～106)kPa;45.3測(cè)量模塊性能指標(biāo)要求5.3.1大氣壓力和壓力測(cè)量模塊壓力精度滿足GB/T10180規(guī)定的壓力測(cè)量采用的壓力表使用精度等級(jí)的要求。5.3.2流速測(cè)量速度相對(duì)誤差滿足HJ76規(guī)定的速度測(cè)量相對(duì)誤差范圍的要求。5.3.3濕度測(cè)量濕度測(cè)量精度滿足GB/T10180規(guī)定濕度顯示儀表精度的要求。溫度測(cè)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(cè)量模塊或CO?含量測(cè)量模塊氧氣和二氧化碳測(cè)量模塊線性誤差滿足HJ76規(guī)定的氧氣和二氧化碳測(cè)量?jī)x器的線性誤差的要求。氧氣和二氧化碳測(cè)量模塊相對(duì)準(zhǔn)確度滿足GB/T10180規(guī)定的CO?、O?的測(cè)量相對(duì)準(zhǔn)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(chǔ)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)應(yīng)能保證存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)，能夠自動(dòng)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(yīng)能顯示儀器現(xiàn)場(chǎng)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(shí)時(shí)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(gè)累積排放量，能顯示和打印測(cè)試數(shù)據(jù)，由用戶自定義時(shí)間段，生成小時(shí)、日、月、季報(bào)表，報(bào)表中給出累計(jì)排放量、單位發(fā)電排放、CDEMS應(yīng)具有數(shù)據(jù)通訊功能，周期地采集各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器發(fā)來(lái)的各種信息，進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、顯示相應(yīng)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(shí)傳輸數(shù)據(jù)和圖表，并隨時(shí)接受數(shù)據(jù)查傳輸協(xié)議應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)按照HJ75規(guī)定安裝位置，安裝在能準(zhǔn)確可靠地連續(xù)監(jiān)測(cè)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(yīng)位于除塵、脫硫脫硝設(shè)備下游；b)應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段和煙道負(fù)壓；c)測(cè)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(cè)定位置要求可按照GB/T16157規(guī)定的測(cè)定位置要求；d)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)位于或接近煙道斷面的矩心區(qū)；e)在每個(gè)煙道上或總排氣管上安裝監(jiān)測(cè)性能相同的二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)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(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并對(duì)缺失數(shù)據(jù)段進(jìn)行記錄，如果出現(xiàn)10s以上(含10s)數(shù)據(jù)缺失，則自動(dòng)切換備用設(shè)備并通知運(yùn)行人員進(jìn)行檢查。7.1.2數(shù)據(jù)計(jì)算及處理按照附錄A給出的方法進(jìn)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(cè)結(jié)果并將系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上報(bào)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心。報(bào)表中應(yīng)給出累計(jì)排放量、單位發(fā)電排放、單位供熱排放等指標(biāo)。8質(zhì)量保證8.1.1安裝要求安裝位置和現(xiàn)場(chǎng)配套環(huán)境條件應(yīng)符合HJ75的相關(guān)要求。原則上要求一個(gè)固定二氧化碳排放源安裝一套二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。若一個(gè)固定二氧化碳排放源先通過(guò)多個(gè)煙道或管道后進(jìn)入該固定污染源的總排氣管時(shí)，應(yīng)盡可能將二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝在總排氣管上，但要便于用參比方法校準(zhǔn)煙氣流速連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；不應(yīng)只在其中一個(gè)煙道或管道上安裝二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，并將測(cè)定值作為該固定源的排放監(jiān)測(cè)結(jié)果；但允許在每個(gè)煙道或管道上安裝相同的監(jiān)測(cè)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(tái)和爬梯二氧化碳排放煙囪或煙道設(shè)置的采樣平臺(tái)和爬梯應(yīng)符合HJ75的相關(guān)要求，采樣平臺(tái)應(yīng)易于達(dá)到，有足夠的工作空間，安全且便于操作；應(yīng)牢固并有符合要求的安全措施。采樣平臺(tái)設(shè)置在高空時(shí)，應(yīng)有通往平臺(tái)的折梯、旋梯或升降梯。68.1.3系統(tǒng)校準(zhǔn)二氧化碳排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)準(zhǔn)確度達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)按照第6章系統(tǒng)安裝要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，必要時(shí)，可按公式(1)和公式(2)對(duì)二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)；經(jīng)調(diào)節(jié)仍不能準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)，應(yīng)另選擇有代表性的位置安裝二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，重新進(jìn)行檢測(cè)。8.2檢測(cè)質(zhì)量保證8.2.1二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)在固定源正常排放二氧化碳的條件下進(jìn)行。初檢和復(fù)檢時(shí)，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)監(jiān)督工況，排放單位應(yīng)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)工作的要求調(diào)整工況或凈化設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，在測(cè)試期間保持相對(duì)穩(wěn)定。8.2.2應(yīng)盡可能使用同一臺(tái)采樣器和同一根采樣槍進(jìn)行二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)校準(zhǔn)和準(zhǔn)確度測(cè)試。在測(cè)量前進(jìn)行流量和氣密性等運(yùn)行檢查，保證采樣器功能正常。8.2.3參比測(cè)量法應(yīng)采用國(guó)家或行業(yè)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，可參照《中國(guó)發(fā)電企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南(試行)》、《中國(guó)電網(wǎng)企業(yè)溫室氣體核算方法與報(bào)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(bào)告指南(試行)》等。8.2.4二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行零點(diǎn)和量程校準(zhǔn)時(shí)，原則上要求零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣體與樣品氣體通過(guò)的路徑(如：采樣探頭、采樣管、過(guò)濾器、調(diào)節(jié)器)相同。8.2.5監(jiān)測(cè)期間除進(jìn)行系統(tǒng)零點(diǎn)和量程校準(zhǔn)外，不應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)劃外的維護(hù)、檢修和調(diào)節(jié)。8.3運(yùn)行質(zhì)量保證8.3.1二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要保證運(yùn)行可靠，且維護(hù)簡(jiǎn)單快捷，運(yùn)行期間對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量保證a)用零氣和高濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體或校準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)一次系統(tǒng)的零點(diǎn)和量程，此期間的零點(diǎn)和量程漂移符合HJ75的相關(guān)要求；b)不超過(guò)3個(gè)月維護(hù)一次采樣探頭濾料，不超過(guò)3個(gè)月維護(hù)一次凈化稀釋空氣的除濕、濾塵c)應(yīng)使用在有效期內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。8.3.2當(dāng)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(cè)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(guò)報(bào)警裝置通知運(yùn)行人員。企業(yè)需按照企業(yè)運(yùn)行設(shè)備定期試驗(yàn)和切換管理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期切換運(yùn)行。7(規(guī)范性附錄)數(shù)據(jù)計(jì)算及處理A.1煙氣流量的計(jì)算A.1.1實(shí)際工況濕煙氣流量計(jì)算實(shí)際工況下的濕煙氣流量Vs按式(A.1)計(jì)算：vs——測(cè)定斷面的濕排氣平均流速，單位為米每秒(m/s)A.1.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣流量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣流量Vsn按式(A.2)計(jì)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?jǐn)?shù)表示(%)。A.2二氧化碳排放速率和排放量計(jì)算二氧化碳排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要通過(guò)檢測(cè)煙氣的流量(單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的體積)和CO?的體積濃度來(lái)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(lái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)量之間的折算。A.2.2二氧化碳排放速率計(jì)算按式(A.3)計(jì)算煙氣壓力：P?——環(huán)境壓力，單位為帕(Pa);按式(A.4)計(jì)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(jì)算，可選取120s(如能提供準(zhǔn)確可信數(shù)據(jù)則以實(shí)際時(shí)間為準(zhǔn)),單位為秒(s);ψ——煙氣濕度，用百分?jǐn)?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?jǐn)?shù)，用百分?jǐn)?shù)表示(%);0co?——煙道中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)，用百分?jǐn)?shù)表示(%);k——系數(shù)，若無(wú)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(jì)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(shí)(kg/h)。A.2.3外購(gòu)電力二氧化碳排放量計(jì)算E——外購(gòu)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(gòu)入電量，單位為兆瓦時(shí)(MWh);A.2.4火力發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放總量計(jì)算發(fā)電企業(yè)可按式(A.7)、(A.8)、(A.9)、(A.10)計(jì)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(shí)二氧化碳排放量，單位為千克(kg);E?——該天中第i小時(shí)外購(gòu)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…