CN113219932B - 一种火力发电行业碳排放数字化分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种火力发电行业碳排放数字化分析系统，其包括：煤质监测模块，燃烧状况监测模块，标准数据采集模块，所述标准数据采集模块将煤炭信息数据实时动态采集并集中存储到远程服务器；数据分析处理模块，所述数据分析处理模块对远程服务器收集的数据进行计算和分析，获取最佳碳排放优化数据；碳排放优化模块，所述碳排放优化模块接收最佳碳排放优化数据，将所述碳排放优化数据反馈到所述煤质监测模块和燃烧状况监测模块，完成煤炭流转过程的实时展示和调度，满足大数据分析的需要，实现碳排放的优化管理，为碳中和提供助力。
Description
技术领域
本发明属于环保领域，特别是涉及一种火力发电行业碳排放数字化分析系统。
背景技术
火力发电行业发展时间较久，大部分企业技术和系统较为落后，数据处理方式繁琐，计算碳排放时不能保证结果的准确性和有效性，多数是由于碳排放的关键参数没有做到数据的智能化监测、储存与计算，特别是在关键参数的化验分析上，数据共享方式单一，采用手工录入与计算，缺少针对化验流程的智能化系统。
对于具有煤炭资源优势的地区，主要是以燃煤为主的煤电能源产业，煤炭最终会形成CO2与N2O为主的温室气体，以锅炉烟气的形式排出，从而火力发电厂作为最大的温室气体排放点之一。温室气体的排放量主要受装机容量、燃煤品质、机组使用年限及维护质量的影响；而装机容量和机组使用年限及维护质量作为固定因素，往往不容易受到控制，而燃煤品质的合理有效应用成为控制排放的关键。
因此，如何合理、有效的利用燃煤，减少温室气体排放是目前亟需要解决的问题。
发明内容
发明内容
本发明的目的是建立统一的信息传输规范，将不同企业及企业之间的关键煤炭物流信息数据实时动态采集并集中存储到远程数据中心，利用数据挖掘和数字建模技术，完成煤炭流转过程的实时展示和调度，满足大数据分析的需要，实现碳排放的优化管理，为碳中和提供助力。
本发明提供了一种火力发电行业碳排放数字化分析系统，其包括：
煤质监测模块，所述煤质监测模块获取测量检测仪器的数据，将获取的数据传输到标准数据采集模块；
燃烧状况监测模块，所述燃烧状况监测模块是对入炉煤质进行监测；
标准数据采集模块，所述标准数据采集模块将煤炭信息数据实时动态采集并集中存储到远程服务器；
数据分析处理模块，所述数据分析处理模块对远程服务器收集的数据进行计算和分析，获取最佳碳排放优化数据；
碳排放优化模块，所述碳排放优化模块接收最佳碳排放优化数据，将所述碳排放优化数据反馈到所述煤质监测模块和燃烧状况监测模块，所述煤质监测模块和燃烧状况监测模块对煤质存储、燃煤使用比例，合适掺杂比例以及燃烧数据等进行及时调节和改进。
其中，还包括显示模块，所述显示模块对燃煤管理的全流程进行实时可视化动态管理。
其中，所述煤质监测模块对煤仓实现动态管理，对煤仓煤质情况进行实时跟踪。
其中，所述标准数据采集模块采用统一的信息传输规范。
其中，所述标准数据采集模块对煤碳管理中的各个环节点进行信息数据进行采集
本发明的数字化分析系统将煤炭入厂、煤场、入炉的化验数据，结合火电厂中生产的相关数据，形成采购-存放-燃烧的燃煤全周期的闭环管理，并以此为基础构建“机组——排放模型”，“煤质——排放模型”，为后续合理掺配，优化燃烧提供指导，最终实现减少燃煤使用，降低排放总量的目的。
附图说明
图1为本发明的碳排放数字化分析系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，本领域技术人员应当理解，下述的说明只是为了便于对发明进行解释，而不作为对其范围的具体限定。
本发明从燃煤量和燃煤质的精准有效的测量着手，对于燃煤量的计量，在各个必要的工序节点加装各种衡器装置，做到对入厂、存煤量、入炉量的准确计量；将化验室的规模参数、流程节点、数据类型、设备接口、操作范围数字化，实现可靠、准确的数字化信息交互，对碳排放关键参量进行分析，形成数据库，建立数字化分析系统，实现节能减排，降本增效。
对网络基础层进行设计，在保证硬件配置高效化的同时，将业务数据采集、传输规范化，灵活应用虚拟化技术来将火电厂化验所有业务数据上传到云网络内对实体物理机进行虚拟化，减少硬件配置的同时实现更多资源信息的存储与应用，减少各火电厂在化验室方面的硬件投入，实现一处投入，多处使用。
本发明的碳排放关键参量数字化分析系统，包括：
煤质监测模块，所述煤质监测模块对煤场进行三维动态管控及查询，实时获取不同区域的不同企业的煤场储量、分布、煤质情况；所述煤质监测模块对原煤仓实现动态管理，对原煤仓煤质情况进行实时跟踪，所述煤质监测模块中包括红外扫描成像组件和X-荧光光谱分析仪，所述红外扫描成像组件能够对煤炭的数量和堆积量进行全面的扫描以获取煤炭的仓位数据，所述X-荧光光谱分析仪对煤质成分进行分析，获取煤质数据；进一步还包括碳硫仪、ICP分析仪、量热仪、定硫仪、电子天平、工业分析自动测定仪、水份自动测定仪等测量检测仪器，所述煤质监测模块获取所述测量检测仪器的数据，将获取的数据传输到所述标准数据采集模块；
燃烧状况监测模块，所述燃烧状况监测模块是对入炉煤质进行监测，并有效预测控制，做到预测前根据锅炉要求指定上煤区域，并对上煤和锅炉燃烧全过程跟踪，根据数据实时分析反映机组运行情况；同时根据数据采集形成指标报表用以对入炉煤进行总结分析，所述燃烧状况监测模块为锅炉燃烧提供了有效的保证，对控制机组的状态进行监控，获取非停信息(非正常停产、维修等情况)、降低标煤单价、提高机组经济效益有重要意义。同时利用调运过程产生的基础数据为前期数据依托，采集厂内生产实时系统中的数据和输煤过程控制中的数据进行数据建模及大数据处理，形成最佳寻优推荐数据。
标准数据采集模块，所述标准数据采集模块采用统一的信息传输规范，将不同企业及企业之间的关键煤炭信息数据实时动态采集并集中存储到远程服务器；在火电厂燃料管理过程中堆、存、取、耗、烧等各个流程，设置若干节点传感器，所述各个流程中的若干节点传感器形成物联网，所述节点传感器优选包括射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感组件，数据信息以条形码或二维码进行管理，实现单向加密，并通过标准接口与仪器设备交互，所述物联网络的数据连接到标准数据采集模块，所述标准数据采集模块对煤场管理中的各个环节点进行信息数据进行采集，实现煤场的动态管理，闭环管理，使煤场管理精细化，并提供有效地管控和优化手段。
数据分析处理模块，所述数据分析处理模块对远程服务器收集的数据进行计算和分析，利用数据挖掘和数字建模技术，将数据进行图表化；所述数据分析处理模块根据远程服务器收集的数据进行计算，获得最佳的燃煤使用方式，降低碳排放量，获取最佳碳排放优化数据。
碳排放优化模块，所述碳排放优化模块是衔接煤场存储环节与锅炉燃烧等诸多环节的重要支持，所述碳排放优化模块接收最佳碳排放优化数据，将所述碳排放优化数据反馈到所述煤质监测模块和所述燃烧状况监测模块，所述煤质监测模块和所述燃烧状况监测模块对煤质存储、燃煤使用比例，合适掺杂比例以及燃烧数据等进行及时调节和改进。所述碳排放优化模块在掌握基本燃煤数据的同时，可以对具体的实际生产进行及时指导和优化。
显示模块，所述显示模块将所述数据分析模块的图表进行显示，实现煤炭流转过程的实时展示，满足大数据分析和实时监控的需要。所述显示模块可对燃煤管理的全流程进行实时可视化动态管理。
本发明以火电厂化验设备为基础，建立适用于火电厂的数字接口，将数据自动进行传输、计算、上报，做到化验数据全过程不落地，避免人为干预因素。对样品化验数据及设备可进行实时、高效的数字化管控，以保证化验数据的客观、真实、准确与安全，为质检管理者提供数据支持，提升整个质检管理的能力与水平。
本发明的数字化分析系统内可以进一步包括用户管理模块，在所述用户管理模块中可收录供应商信息，将供应商按地区分类，将不同企业及企业之间的关键煤炭物流信息数据实时动态采集并集中存储，通过基础的化验数据，将该地区内的燃煤数据按照区域、时间段划分，经过时间积累形成区域煤质数据库，为大范围内的煤质研究提供数据支撑。
本发明的数字化分析系统将煤炭入厂、煤场、入炉的化验数据，结合火电厂中生产的相关数据，形成采购-存放-燃烧的燃煤全周期的闭环管理，并以此为基础构建“机组——排放模型”，“煤质——排放模型”，为后续合理掺配，优化燃烧提供指导，最终实现减少燃煤使用，降低排放总量的目的。通过统一的信息传输规范，将不同企业及企业之间的关键煤炭物流信息数据实时动态采集并集中存储到远程数据中心，利用数据挖掘和数字建模技术，完成煤炭流转过程的实时展示，满足大数据分析的需要。样品管理、产品检测以及化验数据的自动化流程，实现数据的自动化传输、计算、上报，做到化验数据全程不落地，保证数据的准确定、安全性、易用性，提高检验、检测工作效率。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种火力发电行业碳排放数字化分析系统，其包括：
煤质监测模块，所述煤质监测模块对煤场进行三维动态管控及查询，实时获取不同区域的不同企业的煤场储量、分布、煤质情况；所述煤质监测模块中包括红外扫描成像组件和X-荧光光谱分析仪，所述红外扫描成像组件能够对煤炭的数量和堆积量进行全面的扫描以获取煤炭的仓位数据，所述X-荧光光谱分析仪对煤质成分进行分析，获取煤质数据；所述煤质监测模块获取测量检测仪器的数据，将获取的数据传输到标准数据采集模块；
燃烧状况监测模块，所述燃烧状况监测模块是对入炉煤质进行监测；
标准数据采集模块，所述标准数据采集模块将采用统一的信息传输规范，将不同企业及企业之间的关键煤炭信息数据实时动态采集并集中存储到远程服务器；
数据分析处理模块，所述数据分析处理模块对远程服务器收集的数据进行计算和分析，获取最佳碳排放优化数据；
碳排放优化模块，所述碳排放优化模块接收最佳碳排放优化数据，将所述碳排放优化数据反馈到所述煤质监测模块和燃烧状况监测模块，所述煤质监测模块和燃烧状况监测模块对煤质存储、燃煤使用比例、合适掺杂比例以及燃烧数据进行及时调节和改进。
2.如权利要求1所述的火力发电行业碳排放数字化分析系统，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块对燃煤管理的全流程进行实时可视化动态管理。
3.如权利要求1所述的火力发电行业碳排放数字化分析系统，其特征在于：所述煤质监测模块对煤仓实现动态管理，对煤仓煤质情况进行实时跟踪。
4.如权利要求1所述的火力发电行业碳排放数字化分析系统，其特征在于：所述标准数据采集模块对煤碳管理中的各个环节点进行信息数据进行采集。
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