[实用新型]一种带温度补偿的电厂烟气二氧化碳排放监测系统

说明书

本实用新型公开了一种带温度补偿的电厂烟气二氧化碳排放监测系统，包括烟气监测系统、数据处理系统和二氧化碳激光控制测量模块，烟气监测系统用于监测烟气参数，数据处理系统用于处理烟气监测系统和二氧化碳激光控制测量模块测得的数据；二氧化碳激光控制测量模块包括激光控制器、激光器、激光准直器、光电探测器和数据采集器。本实用新型充分考虑烟气温度对二氧化碳浓度测量的影响，并进行相应的温度补偿，进而提高了实际二氧化碳浓度测量的准确性。温度补偿功能减小了根据二氧化碳吸收谱线计算吸收率积分值和谱线强度时，计算结果的偏差对二氧化碳浓度测量结果的影响。

技术领域

本实用新型属于碳排放监测技术领域，具体涉及一种带温度补偿的电厂烟气二氧化碳排放监测系统。

背景技术

全球气候问题越来越引起人们的高度关注，以低能耗、低排放、低污染为特征的“低碳经济”成为全球政治经济博弈的热点。我国电力供应主要以火电为主，这也决定了电力行业的二氧化碳排放量比较大。

近期，我国在推行实现“30/60”双碳目标方面不断推行新举措、新行动。2021年7月正式上线碳排放权交易市场。发电行业作为碳排放权交易市场首批启动行业，被列入重点排放单位的企业超过了2000家，这也对火电厂的二氧化碳排放监测提出了更高的要求。

燃煤、燃气电厂的二氧化碳排放监测主要采用排放因子法，此技术较为成熟、完善。但我国燃煤电厂普遍存在掺烧的情况，并且装机容量、工艺技术、碳含量实测条件等因素也会对排放因子法产生较大影响，国家提供的缺省值难以适用于所有电厂，其代表性一直存在争论。目前，在线监测技术(CEMS)快速发展，且大部分电厂满足配备CEMS的条件。因此，有必要提出二氧化碳排放在线监测法，以准确计量二氧化碳排放量，助力碳排放权交易市场的健康发展。由于电厂烟气的温度对二氧化碳浓度测量的精度有着显著影响，有必要考虑温度补偿对测量得到的二氧化碳浓度的修正。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的装机容量、工艺技术、碳含量实测条件对排放因子法产生较大影响，排放因子法不适用于所有电厂的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种带温度补偿的电厂烟气二氧化碳排放监测系统。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种带温度补偿的电厂烟气二氧化碳排放监测系统，包括：烟气监测系统、数据处理系统和二氧化碳激光控制测量模块，烟气监测系统用于监测烟气参数，数据处理系统用于处理烟气监测系统和二氧化碳激光控制测量模块测得的数据；二氧化碳激光控制测量模块包括激光控制器、激光器、激光准直器、光电探测器和数据采集器，激光控制器用于控制激光器的温度和输入电流；激光器设置在激光控制器的下游，用于发射出激光；激光准直器设置在激光器的下游，用于使激光变为平行光；光电探测器设置在激光准直器的下游，用于将激光信号转化为电压信号或电流信号；数据采集卡设置在光电探测器的下游，用于采集电压信号或电流信号。

本实用新型的烟气监测系统和二氧化碳激光控制测量模块能够同时在线监测烟气中二氧化碳浓度和烟气流量，进而实现在线实时监测烟气中二氧化碳排放量的目的。本实用新型的激光准直器将激光器发出的光变为平行光，使得通过烟气的光束达到最大能量密度，提高了检测灵敏度。本实用新型的激光控制器通过改变激光器的输入电流实现波长的快速调谐和波长调制；通过控制激光器的温度使得激光器的温度在设定的温度范围内，以保障激光器的正常工作。

进一步地，烟气参数包括烟气温度、烟气压力和烟气流量。

进一步地，平行光入射到烟气中，烟气中的二氧化碳对平行光进行选择性吸收。

进一步地，激光器为法珀激光器、分布反馈式半导体激光器、分布布拉格反射激光器、垂直腔表面发射激光器或外腔调谐半导体激光器中的一种。

进一步地，数据处理系统基于预先标定好的二氧化碳浓度与二氧化碳吸收谱线的对应关系，根据测量得到的二氧化碳吸收谱线，进行温度补偿后计算出实际烟气中的二氧化碳浓度。