CN111707782A - 基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法 - Google Patents
基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111707782A CN111707782A CN202010234809.6A CN202010234809A CN111707782A CN 111707782 A CN111707782 A CN 111707782A CN 202010234809 A CN202010234809 A CN 202010234809A CN 111707782 A CN111707782 A CN 111707782A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- concentration
- oxygen
- content
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 185
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 92
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 68
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 68
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 claims description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 6
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0062—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display
- G01N33/0063—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display using a threshold to release an alarm or displaying means
- G01N33/0065—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the measuring method or the display, e.g. intermittent measurement or digital display using a threshold to release an alarm or displaying means using more than one threshold
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明是基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法，利用排口氧浓度及氧与二氧化碳浓度的关系，计算二氧化碳浓度告警阈值，结合氧气排放浓度对浓度同一时刻二氧化碳排放浓度实测值进行异常检测。该方法利用现场测量的排口烟气氧量数据和燃料物性参数计算二氧化碳排放浓度的上下限值，对实测二氧化碳排放浓度进行异常检测，无需在现场新增测量设备，同时根据历史数据计算系数合理范围，兼顾了煤种波动大对结果造成的影响。
Description
技术领域
本发明涉及火电机组二氧化碳排放浓度监测技术领域，具体的说是基于氧量的火电机组 二氧化碳排放浓度异常检测方法。
背景技术
《京都议定书》规定了6种主要的温室气体：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化 二氮(N2O)、六氟化硫(SF6)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)，在所有的温室气体 中CO2是引起全球气候变化的最主要的温室气体之一。据统计，二氧化碳对全球升温的影响 约为55％，因此控制二氧化碳排放问题受到世界各国的广泛关注。而电力行业由于存在动力 煤燃烧过程，一直是二氧化碳的主要排放源。
碳排放交易市场建立的前提是各个参与到碳排放交易中的企业都要及时准确地上报温室 气体排放数据，温室气体监测数据是一种重要的数据来源，也是保证碳排放报告数据质量的 前提，通过连续排放监测的方式进行自动化的温室气体排放数据收集，可以有效缩短数据流 路线、减少人工干预，为日后的数据整理和核查提供便利。因此必须保证火电机组二氧化碳 排放浓度数据的准确性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法， 能够检测火电机组排气口烟气中二氧化碳的浓度值是否在合理范围之内，进而能够判断火电 机组的运行工况。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法，其特征在于：利用排口氧浓度及 氧与二氧化碳浓度的关系，计算二氧化碳浓度告警阈值，结合氧气排放浓度对浓度同一时刻 二氧化碳排放浓度实测值进行异常检测，具体检测步骤如下：
步骤1，确定排气口氧气与二氧化碳浓度关系；所述的氧气与二氧化碳浓度关系如式(1) 所示：
式中，
分别是烟气中的CO2含量(％)和氧量(％)；λ为系数；
步骤2，由目标机组的排口烟气氧量和二氧化碳排放浓度实测值过往数据计算得到系数λ 的上限λmax和下限λmin；
步骤3，监测排气口烟气中氧含量、二氧化碳含量的实测值，可以计算出此时氧含量下 对应的二氧化碳排放量上、下限；
步骤4，将同一时刻的二氧化碳含量实测值与步骤3中计算得到的二氧化碳排放量上、 下限对比，若超出理论上、下限，则认定为异常数据。
所述的步骤2中通过在过往数据中选取符合排放标准的烟气中氧含量、二氧化碳含量实 测数据组，每组烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据为同一排气口同一时刻测得，分别计 算出λ1、λ2、λ3···λN；分别计算出λ1、λ2、λ3···λN的平均值μ和标准差σ，计算公式如下：
式中，N为根据排口烟气氧量和二氧化碳排放浓度实测值计算得到的λ的总个数
进一步，计算系数λ的上限λmax和下限λmin，具体计算公式如下：
λmax＝μ+3·σ； (4)
λmin＝μ-3·σ。 (5)
所述的步骤2中选取的所有符合排放标准的烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据组的 时间跨度不低于6个月，有效的烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据组数量不低于20组。
该种基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法能够产生的有益效果为：利用 现场测量的排口烟气氧量数据和燃料物性参数计算二氧化碳排放浓度的上下限值，对实测二 氧化碳排放浓度进行异常检测，无需在现场新增测量设备，同时根据历史数据计算系数合理 范围，兼顾了煤种波动大对结果造成的影响。
附图说明
图1为本发明基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法中的第一时间段内实 测二氧化碳排放浓度图。
图2为本发明基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法中的第二时间段内实 测二氧化碳排放浓度图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述。
基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法，其特征在于：利用排口氧浓度及 氧与二氧化碳浓度的关系，计算二氧化碳浓度告警阈值，结合氧气排放浓度对浓度同一时刻 二氧化碳排放浓度实测值进行异常检测，具体检测步骤如下：
步骤1，确定排气口氧气与二氧化碳浓度关系；所述的氧气与二氧化碳浓度关系如式(1) 所示：
式中，
分别是烟气中的CO2含量(％)和氧量(％)；λ为系数；
步骤2，由目标机组的排口烟气氧量和二氧化碳排放浓度实测值过往数据计算得到系数λ 的上限λmax和下限λmin；
通过在过往数据中选取符合排放标准的烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据组，每组 烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据为同一排气口同一时刻测得，分别计算出λ1、λ2、 λ3···λN；分别计算出λ1、λ2、λ3···λN的平均值μ和标准差σ，计算公式如下：
式中，N为根据排口烟气氧量和二氧化碳排放浓度实测值计算得到的λ的总个数
进一步，计算系数λ的上限λmax和下限λmin，具体计算公式如下：
λmax＝μ+3·σ； (4)
λmin＝μ-3·σ。 (5)
本实施例中，选取的所有符合排放标准的烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据组的时 间跨度不低于6个月，有效的烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据组数量不低于20组。
步骤3，监测排气口烟气中氧含量、二氧化碳含量的实测值，可以计算出此时氧含量下 对应的二氧化碳排放量上、下限；
步骤4，将同一时刻的二氧化碳含量实测值与步骤3中计算得到的二氧化碳排放量上、 下限对比，若超出理论上、下限，则认定为异常数据。
以某1000MW火电机组为例来进一步验证该种基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异 常检测方法具体步骤如下：
根据《HJ 75-2017固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测技术规范》附录C第C.4节“烟气中氧量和CO2的测定和计算”中的烟气中O2—CO2测定和计算方法，烟气连 续排放监测装置(CEMS)系统采集的排口烟气氧量和二氧化碳排放浓度关系如下式所示：
式中，
分别是烟气中的CO2含量(％)和氧量(％)；λ为系数；
系数λ由燃料物性决定，由于我国燃煤机组往往具有媒质变化较大的特点，因此需要利 用历史数据倒推出λ的合理范围。取对象机组2019年1月1日至2019年7月1日过去六个月的排口烟气氧量和二氧化碳排放浓度实测值数据组30组，分别计算λ1、λ2、λ3···λ30，最终计算得到系数λ的上限λmax为21和下限λmin为18；
取机组2019年11月27日8点至9点实测氧量和二氧化碳数据，采样周期为10秒，根据氧量测量数据和系数λ上下限计算出的二氧化碳排放浓度上下限及实测二氧化碳排放浓度 数据如图1所示。可以看出这段时间机组实测二氧化碳浓度在上下限之间，说明这段时间二 氧化碳排放浓度数据正常。
取机组2018年7月10日3点30至4点30实测氧量和二氧化碳数据，采样周期为60秒，根据氧量实测数据和系数λ上下限计算出的二氧化碳排放浓度上下限及实测二氧化碳排 放浓度数据如图2所示。可以看出这段时间机组实测二氧化碳浓度存在异常点。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于 本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法，其特征在于：利用排口氧浓度及氧与二氧化碳浓度的关系，计算二氧化碳浓度告警阈值，结合氧气排放浓度对浓度同一时刻二氧化碳排放浓度实测值进行异常检测，具体检测步骤如下：
步骤1，确定排气口氧气与二氧化碳浓度关系；所述的氧气与二氧化碳浓度关系如式(1)所示：
式中，
分别是烟气中的CO2含量(％)和氧量(％)；λ为系数；
步骤2，由目标机组的排口烟气氧量和二氧化碳排放浓度实测值过往数据计算得到系数λ的上限λmax和下限λmin；
步骤3，监测排气口烟气中氧含量、二氧化碳含量的实测值，可以计算出此时氧含量下对应的二氧化碳排放量上、下限；
步骤4，将同一时刻的二氧化碳含量实测值与步骤3中计算得到的二氧化碳排放量上、下限对比，若超出理论上、下限，则认定为异常数据。
2.如权利要求1所述的基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法，其特征在于：所述的步骤2中通过在过往数据中选取符合排放标准的烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据组，每组烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据为同一排气口同一时刻测得，分别计算出λ1、λ2、λ3···λN；分别计算出λ1、λ2、λ3···λN的平均值μ和标准差σ，计算公式如下：
式中，N为根据排口烟气氧量和二氧化碳排放浓度实测值计算得到的λ的总个数
进一步，计算系数λ的上限λmax和下限λmin，具体计算公式如下：
λmax＝μ+3·σ； (4)
λmin＝μ-3·σ。 (5)
3.如权利要求2所述的基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法，其特征在于：所述的步骤2中选取的所有符合排放标准的烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据组的时间跨度不低于6个月，有效的烟气中氧含量、二氧化碳含量实测数据组数量不低于20组。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010234809.6A CN111707782A (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010234809.6A CN111707782A (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111707782A true CN111707782A (zh) | 2020-09-25 |
Family
ID=72536414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010234809.6A Pending CN111707782A (zh) | 2020-03-30 | 2020-03-30 | 基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111707782A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118091052A (zh) * | 2024-04-24 | 2024-05-28 | 江西江投能源技术研究有限公司 | 一种基于cems的二氧化碳在线监测方法及系统 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102339288A (zh) * | 2010-07-21 | 2012-02-01 | 中国移动通信集团辽宁有限公司 | 数据仓库异常数据的检测方法及装置 |
| CN106442857A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-22 | 杭州经略科技服务有限公司 | 一种基于氧含量测定的二氧化碳排放检测方法及检测装置 |
| CN106650068A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-10 | 华南理工大学 | 一种预测燃煤电厂碳排放量的计算方法 |
| CN109443423A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-03-08 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种基于积差分析的燃气机组碳排放数据关联度检验方法 |
| CN109557869A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-02 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种火电机组碳排放在线监测管理系统 |
| CN109991153A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 长野科学株式会社 | 温度特性评价方法 |
| CN110134913A (zh) * | 2018-02-08 | 2019-08-16 | 松下知识产权经营株式会社 | 数据分析方法、数据分析装置以及记录介质 |
| CN110287827A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-27 | 南京睿永智运维工程科技有限公司 | 一种基于数据关联性的桥梁应变数据异常值识别方法 |
-
2020
- 2020-03-30 CN CN202010234809.6A patent/CN111707782A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102339288A (zh) * | 2010-07-21 | 2012-02-01 | 中国移动通信集团辽宁有限公司 | 数据仓库异常数据的检测方法及装置 |
| CN106442857A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-02-22 | 杭州经略科技服务有限公司 | 一种基于氧含量测定的二氧化碳排放检测方法及检测装置 |
| CN106650068A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-10 | 华南理工大学 | 一种预测燃煤电厂碳排放量的计算方法 |
| CN109991153A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 长野科学株式会社 | 温度特性评价方法 |
| CN110134913A (zh) * | 2018-02-08 | 2019-08-16 | 松下知识产权经营株式会社 | 数据分析方法、数据分析装置以及记录介质 |
| CN109443423A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-03-08 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种基于积差分析的燃气机组碳排放数据关联度检验方法 |
| CN109557869A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-02 | 江苏方天电力技术有限公司 | 一种火电机组碳排放在线监测管理系统 |
| CN110287827A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-27 | 南京睿永智运维工程科技有限公司 | 一种基于数据关联性的桥梁应变数据异常值识别方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| MENG LI等: "Abnormal Data Screening Method of Thermal Power Based on BP Neural Network Algorithm", 《 DESTECH TRANSACTIONS ON COMPUTER SCIENCE AND ENGINEERING MSOTA 》 * |
| 刘焕章等: "电站锅炉温室气体排放量的计算", 《热能动力工程》 * |
| 张金环: "烟气中一氧化碳含量计算公式的探讨", 《煤气与热力》 * |
| 贺跃光等: "城市地铁安全监测数据分析与处理", 《工程勘察》 * |
| 郑涛等: "废气污染源自动监测异常数据诊断与处理方法研究", 《资源节约与环保》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118091052A (zh) * | 2024-04-24 | 2024-05-28 | 江西江投能源技术研究有限公司 | 一种基于cems的二氧化碳在线监测方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102565274B (zh) | 一种电厂scr脱硝系统中催化剂活性的修正方法 | |
| CN109443423B (zh) | 一种基于积差分析的燃气机组碳排放数据关联度检验方法 | |
| CN105971738B (zh) | 一种燃气轮机组烟气流量在线监测的方法 | |
| CN104215546B (zh) | 一种电站锅炉空气预热器堵灰监测系统及其工作方法 | |
| CN111931132B (zh) | 一种基于标准差和绝对离差中位数的烟气nox浓度异常值处理方法 | |
| CN110866857A (zh) | 一种水泥厂温室气体排放监测系统及方法 | |
| CN109190967B (zh) | 一种用于火力发电机组的碳排放量核算方法和系统 | |
| CN112540158B (zh) | 石灰石湿法脱硫强制氧化空气利用率的测试方法 | |
| CN111707782A (zh) | 基于氧量的火电机组二氧化碳排放浓度异常检测方法 | |
| CN105866338B (zh) | 一种新型scr脱硝装置效率计算方法 | |
| CN111540412B (zh) | 一种基于最小二乘法的scr反应器入口烟气软测量方法 | |
| CN113740090A (zh) | 一种用于火电厂的空预器防堵方法及系统 | |
| CN118191237A (zh) | 多能源的烟叶烘烤系统的碳排放检测和统计系统 | |
| CN117669858A (zh) | 一种燃煤电厂协同减污降碳的量化分析方法 | |
| WO2012004457A1 (en) | Method and arrangement for controlling collection of smoke gas samples | |
| CN108872487B (zh) | 大气污染源多污染物在线自动监测装置 | |
| CN108572146B (zh) | 烟气污染物自动监测方法以及监测系统 | |
| CN115015488A (zh) | 一种火力发电机组碳排放在线自动核算系统及方法 | |
| CN105528515A (zh) | 燃煤电站锅炉烟气污染物排放的环保经济性评价分析方法 | |
| CN109489766B (zh) | 一种火力发电机组燃料燃烧碳氧化因子在线计量方法 | |
| CN114166990B (zh) | 基于NOx浓度时域特征分析的脱硝喷氨均匀性检测方法 | |
| Arakawa et al. | Long Term Evaluation of Advanced PCC System for Coal-fired Power Plant | |
| CN117471036B (zh) | 一种基于水泥回转窑的窑内气体采集分析管理系统 | |
| Monteiro et al. | Aerosol and Volatile Emissions Control in An Amine-Based CO2 Capture Plant | |
| CN118091052B (zh) | 一种基于cems的二氧化碳在线监测方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200925 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |