CN104091223A - 水泥企业碳排放管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水泥企业碳排放管理系统，包括电量监测模块，用于监测并获取水泥生产系统中的电气参数；过程参数计量模块，用于监测并获取水泥生产过程中的温度参数以及产品的质量参数；燃料化验模块，用于化验燃料的含碳量；原料和熟料化验模块，用于化验原材料及水泥熟料的碳酸钙、碳酸镁含量；原材料计量模块，用于获取原材料的消耗量；燃料计量模块，用于获取燃料的消耗量；中间过程计量模块，用于获取中间产品的产量；产品计量模块，用于获取最终产品的产量；数据处理模块，分别与上述各模块连接，用于根据上述各模块获取的数据，计算水泥生产过程中的能源消耗量、产品单位能耗、碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量。

Description

水泥企业碳排放管理系统

技术领域

本发明涉及水泥的管理技术领域具体来说，涉及一种水泥生产过程中的水泥企业碳排放管理系统。

背景技术

常规的水泥行业对于碳排放的管理，主要是采集水泥生产过程中的能源消耗数据，并将数据发送至服务器，按照国家标准的折算系数把能源数据折算成碳排放数据。然而，目前的这种碳排放管理在企业能源管理中只是作为一个辅助管理的作用，其也仅仅是关注了电能消耗而产生的碳间接排放数据和原煤燃烧而产生的碳直接排放数据，不包括水泥生产过程中的各种原料由于高温发生化学变化而分解出的碳排放，即不包括水泥生产过程中的各生产工艺段的碳直接排放。

在水泥生产过程中，大部分的二氧化碳排放是由于原材料高温分解而产生的。因此，现有的碳排放管理由于统计数据不完整，而无法实时准确反映水泥企业的碳活动水平，也无法基于碳排放量对企业生产进行管理，同时还无法为水泥生产企业的碳排放核查和国家推行的碳交易提供实时、真实数据。

针对相关技术中的上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种水泥企业碳排放管理系统，能够提高对水泥生产过程中的碳排放的管理。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种水泥企业碳排放管理系统，该水泥企业碳排放管理系统用于水泥生产系统中的碳排放管理。

该水泥企业碳排放管理系统包括：

第一监测模块，用于监测所述水泥生产系统中的电气参数，并获取所述电气参数；

第二监测模块，用于监测水泥生产过程中的温度参数以及产品的质量参数，并获取所述温度参数和所述质量参数；

第一化验模块，用于化验水泥生产过程中的燃料的含碳量；

第二化验模块，用于化验水泥生产过程中的原材料及水泥熟料的碳酸钙、碳酸镁含量；

第一计量模块，用于获取水泥生产过程中的原材料的消耗量；

第二计量模块，用于获取水泥生产过程中的燃料的消耗量；

第三计量模块，用于获取水泥生产过程中的中间产品的产量；

第四计量模块，用于获取水泥生产过程中的最终产品的产量；

数据处理模块，分别与上述各模块连接，用于根据上述各模块获取的数据，计算水泥生产过程中的能源消耗量、产品单位能耗、碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量。

其中，所述数据处理模块还用于根据计算出能源消耗量、产品单位能耗、碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量生成对应的数据图表。

并且，该水泥企业碳排放管理系统还包括：显示模块，与所述数据处理模块连接，用于显示所述数据处理模块获取或计算出的数据或数据图表。

此外，该水泥企业碳排放管理系统还包括：报警模块，用于与所述数据处理模块连接，用于将所述数据处理模块计算出的碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量与预先配置的默认值进行比较，并用于当所述数据处理模块计算出的各碳排放量高于或低于默认值时，发出报警信号。

可选的，所述第一监测模块包括：与所述水泥生产系统的配电柜连接的电流互感器和电压互感器，以及与所述电流互感器和电压互感器连接的电量监测器。

可选的，所述第二监测模块包括温度监测模块和质量监测模块，其中，温度监测模块，用于采集水泥生产过程中的温度参数；质量监测模块，用于检测水泥生产过程中的中间产品和最终产品的含碳量。

可选的，所述第一计量模块包括以下至少之一：地磅、汽车衡、轨道衡。

可选的，所述第二计量模块包括以下至少之一：电子秤、皮带秤、冲板式计量秤。

可选的，第三计量模块包括以下至少之一：固体流量计、定量电子喂料秤、冲板式计量秤、失重秤、荷重传感器。

可选的，第四计量模块包括以下至少之一：计量秤、皮带秤。

本发明通过数据处理模块根据第一监测模块、第二监测模块、第一化验模块、第二化验模块、第一计量模块、第二计量模块、第三计量模块以及第四计量模块获得数据，自动计算出水泥生产过程中的能源消耗量、产品单位能耗、碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量，从而实现了水泥生产的碳排放的全面监控，为企业的碳排放交易提供数据，从企业碳排放的角度强化了企业的管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的水泥企业碳排放管理系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的电量监测模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了监控水泥产品的碳排放，本发明提供了一种水泥企业碳排放管理系统。在本发明的技术方案中，通过电量监测模块(即第一监测模块)、燃料计量模块(即第二计量模块)监测产品的能源消耗，通过燃料化验模块(即第一化验模块)化验燃料的含碳量；然后通过数据处理模块计算出耗电量的碳间接排放量和燃料燃烧的碳直接排放量。通过原料和熟料化验模块(即第二化验模块)、原材料计量模块(即第一计量模决)、中间过程计量模块(即第三计量模块)、产品计量模块(即第四计量模块)、过程参数计量模块(即第二监测模块)监测生产过程各种原材料的消耗，通过数据处理模块计算出各种原材料在高温分解过程中释放的碳直接排放量。数据处理模块将各种间接排放量和直接排放量进行计算，得出水泥生产的碳排放量，从而全面监控水泥生产的碳排放，为企业的碳排交易提供数据，强化企业碳排放管理。

而为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下通过一实例对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的一种水泥企业碳排放管理系统的结构框图，从图1中可以看出，所述水泥企业碳排放管理系统包括：电量监测模块1，获取各生产工艺段生产系统电气参数，所述电气参数包括电流、电压、功率因数、累计耗电量、有功功率、无功功率；燃料计量模块2，获取原煤进厂量、原煤入磨量、煤粉入窑量参数或水泥窑协同处置废弃物量重量参数；燃料化验模块3，化验燃料的含碳量，该值与燃料消耗量进行计算，算出燃料燃烧的直接排放量；原料和熟料化验模块4，化验原材料及水泥熟料的碳酸钙、碳酸镁含量，该值与原材料进入生产过程量、水泥熟料产量、进行计算，得出水泥生产过程碳直接排放量；原材料计量模块5，获取各种原材料进厂及进入第一个生产环节的数量；产品计量模块6，获取生产系统的最终产品产量；中间过程计量模块7，获取水泥各生产工艺系统的中间产品产量；过程参数模块8，获取燃料燃烧的温度参数和中间产品、最终产品的含碳量参数。

其中，中间过程计量模块7、过程参数计量模块8分别与水泥生产系统的自动控制系统模块12连接，由自动控制系统模块12进行数据的转换与处理。

从图1中还可以看出，所述水泥企业碳排放管理系统包括：数据处理模块9，分别与电量监测模块1、燃料计量模块2、燃料化验模块3、原料和熟料化验模块4、原材料计量模块5、产品计量模块6、自动控制系统模块12连接，并根据获取的电气参数、燃料计量参数、产量计量参数、过程计量参数及过程系统参数计算水泥生产及各生产工艺系的碳排放数据。

从图1中还可以看出，所述水泥企业碳排放管理系统包括：显示模块10，与所述的数据处理模块9连接，显示数据处理模块9获得的电气参数、燃料计量数据、产品产量、生产过程计量数据、过程参数，以及计算出的生产过程能源消耗量、产品单位能耗、碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量。

从图1中还可以看出，所述水泥企业碳排放管理系统还包括：报警模块11，在获取的碳排放数据及能源消耗数据高于设定阈值时，发出报警信号。如报警短信及包含报警信息的电子邮件，或者两者的结合。

在上述实施例中，通过电量监测模块1来检测水泥生产过程中，通过用电量监测模块1监测生产设备的电流、电压、功率因数、累计耗电量、有功功率、无功功率，通过燃料计量模块2获取原煤进厂量、原煤入磨量、煤粉入窑量参数或水泥窑协同处置废弃物量重量参数，通过燃料化验模块3化验燃料的含碳量，通过原料和熟料化验模块4化验原材料及水泥熟料的碳酸钙、碳酸镁含量，通过原材料计量模块5获取各种原材料进厂及进入第一个生产环节的数量；通过产品计量模块6获取生产系统的最终产品产量，通过中间过程计量模块7获取水泥各生产工艺系统的中间产品产量；通过过程参数模块8获取燃料燃烧的温度参数和中间产品、最终产品的含碳量参数。并通过数据处理模块9根据电气参数、燃料计量参数、计量参数及过程参数计算出各工艺环节的能源消耗量、最终产品的能源消耗量、各工艺环节碳排放量及最终产品的碳排放量，从而实现了水泥企业碳排放管理系统对水泥生产工艺碳排放的监控。根据获取的单位产品的电能及燃料消耗及原材料加工量，监控生产过程的合理性。

显示模块10将显示数据处理模块获得的电气参数、能源消耗参数、最终产品产量、中间产品产量、系统参数、计算得出的单位产品能耗与单位产品碳排放量、汇总的产品产量、能源消耗总量及碳排放总量。具体的，显示的内容包括全厂、各分厂、各车间、工艺、工序、班组的能源消耗数据、及与之相对应的碳排放数据、碳排放结构。

在实际应用时，显示模块10可以设计成大屏幕展示系统，大屏幕展示系统可以设立于企业会议室、中控室等场所，用于企业碳排放数据和能源消耗数据的信息发布展示。

而在实际应用时，对于报警模块11的信号的传递，则可通过数据传输系统进行传输，所述的数据传输系统包括：数据通信箱、信号线、路由器、光电转换器、光纤、光纤盒、以太网、GPRS模块。具体的，将路由器、光电转换器、光纤盒、GPRS模块固定于数据通信箱内，将路由器、光电转换器、光纤盒串联。将数据集中器的输出端通过以太网与数据通信箱内的路由器相连接。

具体的，也可将电量采集模块与GPRS模块相连接。

具体的，数据处理模块9与自动控制系统模块12通过以太网连接。

图2是本发明实施例所述的电量监测模块的结构示意图，从图2中可以看出，电量电测模块1可以包括：与水泥生产系统的配电柜13的二次电路相连接的电流互感器14和电压互感器15，以及分别与电流互感器14和电压互感器15相连接的电量监测器16，用于读取水泥生产系统的配电柜13的电流与电压信号，通过计算得出该生产设备的耗电量。

为了能够直观的显示获取的碳排放量及能耗，优选的，所述数据处理模块9根据获取的电气参数、原材料计量参数、产品产量计量参数、燃料计量参数、中间过程计量参数、过程参数、计算得到的碳排放量及产品能耗生成对应的图表。具体的：

将上述采集数据分类、分项、分级进行统计、汇总、对比、计算，形成柱形图、饼形图、曲线图、表格等多种表现形式展现级各级管理人员，具体内容如下：

统计内容：用电量、用煤量、原材料进厂量、燃料进厂量、原材料入磨量、原煤入磨量、生料入窑量、煤粉入窑量、熟料产量、辅助材料入水泥磨量、最终水泥产量、水泥出厂量、余热发电量、水泥窑协同处理废物量、碳排放总量、碳直接排放量、碳间接排放量；

统计时间：按年、半年、季度、月、周、日、小时对上述统计内容进行统计；

统计工序分类、资源综合利用原料前期处理、原料输送、生料制备、煤粉制备、熟料烧成、水泥粉磨、水泥装运、余热发电、水泥窑协同处理城市固废工艺(包括飞灰水洗工艺和污泥焚烧工艺)

统计班组：按水泥企业现有的运行管理方式对生产班组进行管理，可以对班组数量及工作时间进行自由设定。

计算结果：全厂、各生产工艺、工序的二氧化碳间接排放量和直接排放量；全厂、各生产工艺、工序的能源消耗量及产品单耗、单位产品碳排放量；全厂、各车间、工艺、工序碳直接排放量的同比、环比；全厂、各车间、工艺、工序碳间接排放量的同比、环比；全厂、各车间、工艺、工序碳排放总量的同比、环比；全厂、各车间、工艺、工序能源消耗量的同比、环比。

在实际应用时，管理人员也可根据图表显示的数据，对数据处理模块7的数据库进行编辑、修改、删除、增加。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过数据处理模块根据第一监测模块、第二监测模块、第一化验模块、第二化验模块、第一计量模块、第二计量模块、第三计量模块以及第四计量模块获得数据，自动计算出水泥生产过程中的能源消耗量、产品单位能耗、碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量，从而实现了水泥生产的碳排放的全面监控，为企业的碳排放交易提供数据，从企业碳排放的角度强化了企业的管理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，用于水泥生产系统中的碳排放管理，并且，所述水泥企业碳排放管理系统包括：

第一监测模块，用于监测所述水泥生产系统中的电气参数，并获取所述电气参数；

第二监测模块，用于监测水泥生产过程中的温度参数以及产品的质量参数，并获取所述温度参数和所述质量参数；

第一化验模块，用于化验水泥生产过程中的燃料的含碳量；

第二化验模块，用于化验水泥生产过程中的原材料及水泥熟料的碳酸钙、碳酸镁含量；

第一计量模块，用于获取水泥生产过程中的原材料的消耗量；

第二计量模块，用于获取水泥生产过程中的燃料的消耗量；

第三计量模块，用于获取水泥生产过程中的中间产品的产量；

第四计量模块，用于获取水泥生产过程中的最终产品的产量；

数据处理模块，分别与上述各模块连接，用于根据上述各模块获取的数据，计算水泥生产过程中的能源消耗量、产品单位能耗、碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量。

2.根据权利要求1所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，所述数据处理模块还用于根据计算出能源消耗量、产品单位能耗、碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量生成对应的数据图表。

3.根据权利要求2所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，还包括：

显示模块，与所述数据处理模块连接，用于显示所述数据模块获取或计算出的数据或数据图表。

4.根据权利要求1所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，还包括：

报警模块，用于与所述数据处理模块连接，用于将所述数据处理模块计算出的碳直接排放量、碳间接排放量及各生产工艺段的碳排放量与预先配置的默认值进行比较，并用于当所述数据处理模块计算出的各碳排放量高于或低于默认值时，发出报警信号。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，所述第一监测模块包括：与所述水泥生产系统的配电柜连接的电流互感器和电压互感器，以及与所述电流互感器和电压互感器连接的电量监测器。

6.根据权利要求1至4中所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，所述第二监测模块包括温度监测模块和质量监测模块，其中，

温度监测模块，用于采集水泥生产过程中的温度参数；

质量监测模块，用于检测水泥生产过程中的中间产品和最终产品的含碳量。

7.根据权利要求1至4中所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，所述第一计量模块包括以下至少之一：

地磅、汽车衡、轨道衡。

8.根据权利要求1至4中所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，所述第二计量模块包括以下至少之一：

电子秤、皮带秤、冲板式计量秤。

9.根据权利要求1至4中所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，第三计量模块包括以下至少之一：

固体流量计、定量电子喂料秤、冲板式计量秤、失重秤、荷重传感器。

10.根据权利要求1至4中所述的水泥企业碳排放管理系统，其特征在于，第四计量模块包括以下至少之一：

计量秤、皮带秤。