本文部分內容摘自: 能源與節能期刊2022年第11期

前言 ?

為保障碳市場交易機制的高效運行，必須要提供精準的CO2排放數據。目前，國際上監測燃煤機組碳排放量的主流方法分為核算法和測量法。2013年，中華人民共和國國家發展和改革委員會發布了《中國發電企業溫室氣體排放核算方法與報告指南 (試行)》 ，該指南規定:“電力行業溫室氣體排放量監測采用排放因子法。該方法歸屬于核算法，它是通過原材料使用數據、燃料燃燒活動數據以及各類活動對應的排放因子計算二氧化碳排放總量。”但由于涉及到繁雜的活動數據，以及需要選取各類活動對應的排放因子，排放因子法存在人為干擾多、準確度不高、誤差較大、數據收集方法效率較低、時效性嚴重滯后等問題。

隨著測量技術的發展，使用測量法可以提供更加精準的CO2排放數據，能夠避免排放因子法存在的上述問題，為碳市場交易提供更精準的數據。以歐洲為例，在 22個歐洲國家，大約有 140 臺機組采用了以煙氣在線監測系統 (Continuous Emission Monitoring System CEMS) 為基礎開展的實測法。而當前國內的實際情況是，燃煤機組絕大部分已配備了 CEMS 煙氣在線監測系統，具備使用測量法對CO2,排放量進行監測的基礎。因此，在煙氣在線監測系統的基礎上建立完善的碳排放在線監測系統，對碳市場交易的高效運行具有重大意義。

1、二氧化碳監測裝置

根據《中國發電企業溫室氣體排放核算方法與報告指南 (試行)》，燃煤機組溫室氣體的來源有三大部分:

a) 企業凈購入使用電力產生的CO2排放；

b) 化石燃料燃燒產生的CO2排放；

C) 脫硫過程的CO2排放。企業凈購入使用電力產生的CO2排放，可通過企業凈購入電力的用量以及供電排放因子計算獲得；化石燃料燃燒產生的CO2排放、脫硫過程的CO2排放，都會通過煙囪排放至大氣環境中，可通過在燃煤機組煙囪入口處安裝的二氧化碳監測裝置測量后通過計算得到。

2、M-3000C系列 固定源碳排放連續監測系統設計

M-3000C固定源煙氣碳排放在線監測系統采用先進的近紅外技術，可以連續監測固定污染源中 CO2、CO、CH4 等濃度、煙氣流速、壓力、溫度、氧量等多項相關參數及統計排放率、排放總量等，并能對測量到的數據進行有效處理與上傳。

2.1系統組成

系統主要由取樣子系統、預處理子系統、溫室氣體監測子系統、煙氣參數監測子系統、及數據采集處理與傳輸子系統 5 個子系統組成。

①取樣子系統：樣氣由安裝在廠區上的采樣探頭抽取，由過濾器濾除 5μm 以上的顆粒，為防止樣氣中非溫室氣體等污染物冷凝而影響測量準確度，對樣氣采取加熱處理，由伴熱保溫管導入機柜。取樣子系統包括取樣探頭(型號M-SP-300）與伴熱管線（型號M-HP-180）。

②預處理子系統（型號 M-PS-1600）：樣品氣前處理主要針對排放氣體（樣品氣）中除塵、水進行處理，且使氣體全程保持高溫，不讓其因冷凝而產生損失。先采用進口隔膜泵采樣，使樣品氣通過精密濾芯對樣品氣體除塵過濾，采用0.1um進口合金濾芯，具有耐高溫耐腐蝕；樣品氣接著經過干燥劑除去氣態水，再一次經過 0.1um 原裝進口的精密過濾器，進入紅外分析儀監測分析。

③溫室氣體監測子系統：紅外分析儀可時對多種氣體組分進行高靈敏測量，具備生態設計的分析儀利用光學和電子技術，保證更高的測量精度和穩定性，而且具備較低的維護量。

④煙氣參數監測子系統：煙氣參數監測子系統包括溫壓流一體化監測儀（型號M-VTP-300）、濕度分析儀（型號M-HA-300），監測參數有煙氣溫度、壓力、流量、濕度等。

⑤數據采集處理與傳輸子系統：由工控機（型號M-IPC-2800）、數據處理軟件（型號M-DAS-v2.1）、數據傳輸模塊（M-DTM-3600）組成。

2.2性能特點

●在線監測系統的集成度高，分區明確（電氣區及氣路區，均在一個機柜內集成），電路與氣路獨立分離，消除安全隱患；全自動控制，操作維護方便，預處理中采用三級過濾等；內部管道采用防吸附進口管道，不殘留不影響后續樣品分析。

●擁有專業的反吹控制系統，且反吹控制系統集成在取樣探頭內部，既能有效地進行控制，也能節省平臺空間。

●擁有專業的預處理系統，對樣氣進行有效的除濕、除塵，且預處理過程全程保持高溫，系統配置高溫過濾器、高溫真空泵、高溫電子流量計及高溫管路與接頭，保證進入分析儀的是潔凈且無損失的氣體，為測量精度提供保障。

●擁有專業的 NDIR 多組分氣體分析儀，生態設計、超級緊湊、智能通訊，專為測量燃燒廢氣和不同工業鍋爐及工藝煙氣而設計的，

●高溫采樣探頭 + 吹掃 + 可溫控采樣伴熱管線，保證樣氣安全。

●系統配置遠程通信設備，可以實現遠程控制，使得系統巡檢更加便捷，可以讓用戶坐在辦公室查看系統運行情況。

3、碳排放監測系統軟件

4、應用領域

①火力發電廠：監測燃煤、燃氣等火力發電廠的煙氣排放，確保其符合環保排放標準。

② 工業鍋爐：監測各類工業鍋爐（如石化、化工、鋼鐵、水泥等）的煙氣排放，控制污染物排放。

③廢氣處理設施：監測廢氣處理設施（如脫硫、脫硝等）的運行效果，確保達到預期的環保效果。

④城市供熱系統：監測城市供熱系統（如熱力站、熱電廠等）的煙氣排放，降低大氣污染。

⑤ 垃圾焚燒廠：監測垃圾焚燒過程中產生的煙氣排放，防止有毒有害物質排放。

⑥工業園區：監測工業園區內各企業的煙氣排放，為環保部門提供數據支持。

⑦ 環境監測站：為環境監測站提供實時、準確的大氣污染物排放數據，輔助環保部門制定政策。

⑧ 科研機構：為科研機構提供實驗數據，支持碳排放研究和技術開發。

5、結語

結合二氧化碳監測裝置，提出了一種二氧化碳在線監測系統，為當前的碳排放監測設計提供了一種新的思路。該系統的推廣，既解決了當前排放因子法存在的諸多問題，有助于碳排放監測體系的構建，也是碳市場交易高效運行的重要基礎，是實現國家“雙碳目標的重要舉措之一。