CN113063898A - 基于区块链的火电站碳排放监测方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于区块链的火电站碳排放监测方法及***，方法包括：实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度，计算第一碳排放量；实时采集火电机组的含碳燃料的实际消耗量，计算火电机组的第二碳排放量；计算第一碳排放量与第二碳排放量的差值的绝对值是否在预设范围内，若在预设范围内，则将取最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台，若超出预设范围，则取最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台，同时发出碳排放误差过大告警；碳排放监测平台计算火电站所有火电机组的实时碳排放量并上传至区块链网络，各节点火电站之间基于区块链网络实现碳排放配额的点对点交易。实现对火电站碳排放量的准确监测。
Description
技术领域
本发明涉及火电站温室气体在线监测技术领域，更具体地，涉及一种基于区块链的火电站碳排放监测方法及***。
背景技术
目前，中国已于2020年在***大会上明确表示中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和，并且目前全国各地已经出台了多种碳排放相关指标要求。
在这样的背景下，每个高耗能企业，特别是热电厂烟气中的温室气体排放量及折算CO2排放量的在线监测就变的越来越重要。目前火电站火电机组的碳排放监测手段并不完善，大部分火电机组的碳排放量目前是没有在线监测手段的，很多热电厂都是通过煤耗量间接利用碳平衡法或排放因子法计算得出的CO2排放量，这样是无法作为核准热电厂实际碳排放量的。并且目前火电站的碳排放监测手段由于存在燃煤品质不合格、设备老化火电机组燃烧效率低以及蒸汽锅炉热效率低等导致的碳排放监测不准确的问题，进而导致实际碳排放量与监测的碳放排量不符。
同时区块链作为加密货币比特币的底层技术，具有不可篡改数据的优点，因此区块链技术与碳排放量监测及碳交易市场和绿色证书的结合，可以极大提高目前碳交易市场和绿色证书的两大交易体系的可信度和交易效率。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于区块链的火电站碳排放监测方法及***，实现对火电站碳排放量的准确监测，同时基于区块链技术实现碳排放量的精确监控以及碳排放配额的可靠交易。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于区块链的火电站碳排放监测方法，包括：
实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度，并根据所述温室气体的浓度计算所述火电机组的第一碳排放量；
实时采集所述火电机组的含碳燃料的实际消耗量，根据所述含碳燃料的实际消耗量计算所述火电机组的产生温室气体的第二碳排放量；
计算所述第一碳排放量与所述第二碳排放量的差值的绝对值是否在预设范围内，若在所述预设范围内，则将所述第一碳排放量和所述第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台，若超出所述预设范围，则将所述第一碳排放量和所述第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至所述碳排放监测平台，同时发出碳排放误差过大告警；
所述碳排放监测平台计算所述火电站所有火电机组的实时碳排放量并上传至区块链网络，其中每个火电站作为所述区块链网络的节点，各节点之间基于所述区块链网络实现碳排放配额的点对点交易。
可选地，所述实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度包括：
对所述火电机组排放烟气进行实时取样；
通过红外光谱法、气敏电极法、气体滤波监测法、气相色谱法、非色散红外分析法NDIR、可调谐二极管激光吸收光谱法TDLAS中的至少一种方法，获取所述烟气中的温室气体的浓度。
可选地，所述根据所述含碳燃料的实际消耗量计算所述火电机组的产生温室气体的第二碳排放量包括：
根据所述含碳燃料的实际消耗量通过排放因子法计算所述火电机组的产生温室气体的所述第二碳排放量。
可选地，还包括：
实时采集所述火电机组产生的发电量，根据所述发电量计算产生所述发电量所需的第一标准煤消耗量；
根据所述含碳燃料的类型、品质将所述含碳燃料的实际消耗量换算成第二标准煤消耗量；
判断所述第二标准煤消耗量与所述第一标准煤消耗量的差值是否大于预设值，若是则发出燃料消耗过大告警。
可选地，所述实时采集所述火电机组的含碳燃料的实际消耗量包括：
实时获取传输至所述火电机组中进行燃烧的所述含碳燃料的重量，以获取所述含碳燃料的实际消耗量。
本发明还提出一种基于区块链的火电站碳排放监测***，包括：
温室气体浓度监测模块、燃料消耗监测模块、碳排放量计算模块、碳排放量校准模块和碳排放监测平台；
所述温室气体浓度监测模块用于实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度；
所述燃料消耗监测模块用于实时采集所述火电机组的含碳燃料的实际消耗量；
所述碳排放量计算模块用于根据所述温室气体的浓度计算所述火电机组的第一碳排放量，并根据所述含碳燃料的实际消耗量计算所述火电机组的产生温室气体的第二碳排放量；
所述碳排放量校准模块用于：计算所述第一碳排放量与所述第二碳排放量的差值的绝对值是否在预设范围内，若在所述预设范围内，则将所述第一碳排放量和所述第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台，若超出所述预设范围，则将所述第一碳排放量和所述第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至所述碳排放监测平台，同时发出碳排放误差过大告警；
所述碳排放监测平台用于计算所述火电站所有火电机组的实时碳排放量并上传至区块链网络，其中每个火电站作为所述区块链网络的节点，各节点之间基于所述区块链网络实现碳排放配额的点对点交易。
可选地，所述温室气体浓度监测模块包括烟气在线取样设备，所述烟气在线取样设备用于对所述火电机组排放烟气进行实时取样；
所述温室气体浓度监测模块通过所述通过红外光谱法、气敏电极法、气体滤波监测法、气相色谱法、非色散红外分析法NDIR、可调谐二极管激光吸收光谱法TDLAS中的至少一种方法，获取所述烟气中的温室气体的浓度。
可选地，所述碳排放量计算模块根据所述含碳燃料的实际消耗量通过排放因子法计算所述火电机组的产生温室气体的所述第二碳排放量。
可选地，所述燃料消耗监测模块还用于：
实时采集所述火电机组产生的发电量，根据所述发电量计算产生所述发电量所需的第一标准煤消耗量；
根据所述含碳燃料的类型、品质将所述含碳燃料的实际消耗量换算成第二标准煤消耗量；
判断所述第二标准煤消耗量与所述第一标准煤消耗量的差值是否大于预设值，若是则发出燃料消耗过大告警。
可选地，所述燃料消耗监测模块实时获取传输至所述火电机组中进行燃烧的所述含碳燃料的重量，以获取所述含碳燃料的实际消耗量。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过结合温室气体烟气浓度和燃料消耗两种碳排量的计算方式对碳排放量的精确监测，当二者误差过大时表明其中一种方式存在问题，通过告警的方式便于对相关设备进行问题检测或对燃料品质进行质检。
2、基于区块链不可篡改数据的特性，碳排放监测平台计算火电站所有火电机组的实时碳排放量并上传至区块链网络，实现对火电站碳排放量的准确监测，其中每个火电站作为区块链网络的节点，各节点之间的火电站基于区块链网络可实现碳排放配额的点对点交易。
3、通过发电量计算产生发电量所需的第一标准煤消耗量，并根据含碳燃料的类型、品质将含碳燃料的实际消耗量换算成第二标准煤消耗量，判断第二标准煤消耗量与第一标准煤消耗量的差值是否大于预设值，若是则证明火电机组、燃料品质或蒸汽锅炉等存在问题，导致实际燃料消耗过大，通过发出燃料消耗过大告警，便于对设备或燃煤品质进行核查。
本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明一个实施例的一种基于区块链的火电站碳排放监测方法的步骤图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种基于区块链的火电站碳排放监测***的功能模块框图。
附图标记说明：
1-温室气体浓度监测模块，2-燃料消耗监测模块，3-碳排放量计算模块，4-碳排放量校准模块，5-碳排放监测平台。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明一个实施例的一种基于区块链的火电站碳排放监测方法的步骤图。
如图1所示，一种基于区块链的火电站碳排放监测方法，包括：
步骤S101：实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度，并根据温室气体的浓度计算火电机组的第一碳排放量；
具体地，对火电机组排放烟气进行实时取样；然后通过红外光谱法、气敏电极法、气体滤波监测法、气相色谱法、非色散红外分析法NDIR、可调谐二极管激光吸收光谱法TDLAS中的至少一种方法，获取烟气中的温室气体的浓度。之后根据CO2及其他温室气体的浓度计算每种温室气体的含量，碳排量的单位为吨。
步骤S102：实时采集火电机组的含碳燃料的实际消耗量，根据含碳燃料的实际消耗量计算火电机组的产生温室气体的第二碳排放量；
具体地，根据含碳燃料的实际消耗量通过现有的排放因子法计算火电机组的产生温室气体的第二碳排放量。其中，可以通过实时获取传输至火电机组中进行燃烧的含碳燃料的重量，以获取含碳燃料的实际消耗量。
步骤S103：计算第一碳排放量与第二碳排放量的差值的绝对值是否在预设范围内，若在预设范围内，则将第一碳排放量和第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台，若超出预设范围，则将第一碳排放量和第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台，同时发出碳排放误差过大告警；
具体地，通过结合温室气体烟气浓度和燃料消耗两种碳排量的计算方式对碳排放量的精确监测，当二者误差过大时表明其中一种方式存在问题，通过告警的方式便于对相关设备进行问题检测或对燃料品质进行质检。其中，取二者最大值作为实际碳排放量更为准确(因根据烟气浓度计算出的碳排放量往往低于实际碳排放量，且烟气监测设备故障时也会导致检测结果偏低，因此一般情况下最大值即燃料消耗计算出的碳排放值)，同时也可以提高对火电站的碳排放量要求，实现对碳排放量的严格把控，也能够督促火电站对碳排放量的重视，尽快对相关设备问题(如烟气浓度检测设备故障、火电机组燃烧效率低、蒸汽锅炉热效率低、除硫效率低)或燃煤品质差等问题进行整改，提高设备热效率和检测准确率。
步骤S104：碳排放监测平台计算火电站所有火电机组的实时碳排放量并上传至区块链网络，其中每个火电站作为区块链网络的节点，各节点之间基于区块链网络实现碳排放配额的点对点交易。
具体地，基于区块链不可篡改数据的特性，碳排放监测平台计算火电站所有火电机组的实时碳排放量之和并上传至区块链网络，实现对火电站整体碳排放量的准确监测，其中每个火电站作为区块链网络的节点，各节点之间的火电站能够基于区块链网络实现碳排放配额的点对点交易。
本实施例中，还包括：
步骤S105：实时采集火电机组产生的发电量，根据发电量计算产生发电量所需的第一标准煤消耗量；
根据含碳燃料的类型、品质将含碳燃料的实际消耗量换算成第二标准煤消耗量；
判断第二标准煤消耗量与第一标准煤消耗量的差值是否大于预设值，若是则发出燃料消耗过大告警。
具体地，通过发电量计算产生发电量所需的第一标准煤消耗量，并根据含碳燃料的类型、品质将含碳燃料的实际消耗量换算成第二标准煤消耗量，判断第二标准煤消耗量与第一标准煤消耗量的差值是否大于预设值，若是则证明火电机组、燃料品质或蒸汽锅炉存在问题，导致实际燃料消耗过大，通过发出燃料消耗过大告警，便于对设备故障或燃煤品质进行核查。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种基于区块链的火电站碳排放监测***的功能模块框图。
如图2所示，一种基于区块链的火电站碳排放监测***，包括：
温室气体浓度监测模块1、燃料消耗监测模块2、碳排放量计算模块3、碳排放量校准模块4和碳排放监测平台5；
温室气体浓度监测模块1用于实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度；
燃料消耗监测模块2用于实时采集火电机组的含碳燃料的实际消耗量；
碳排放量计算模块3用于根据温室气体的浓度计算火电机组的第一碳排放量，并根据含碳燃料的实际消耗量计算火电机组的产生温室气体的第二碳排放量；
碳排放量校准模块4用于：计算第一碳排放量与第二碳排放量的差值的绝对值是否在预设范围内，若在预设范围内，则将第一碳排放量和第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台5，若超出预设范围，则将第一碳排放量和第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台5，同时发出碳排放误差过大告警；
碳排放监测平台5用于计算火电站所有火电机组的实时碳排放量并上传至区块链网络，其中每个火电站作为区块链网络的节点，各节点之间基于区块链网络实现碳排放配额的点对点交易。
本实施例中，温室气体浓度监测模块1包括烟气在线取样设备，烟气在线取样设备用于对火电机组排放烟气进行实时取样；
温室气体浓度监测模块1通过通过红外光谱法、气敏电极法、气体滤波监测法、气相色谱法、非色散红外分析法NDIR、可调谐二极管激光吸收光谱法TDLAS中的至少一种方法，获取烟气中的温室气体的浓度。
本实施例中，碳排放量计算模块3根据含碳燃料的实际消耗量通过排放因子法计算火电机组的产生温室气体的第二碳排放量。
本实施例中，燃料消耗监测模块2还用于：
实时采集火电机组产生的发电量，根据发电量计算产生发电量所需的第一标准煤消耗量；
根据含碳燃料的类型、品质将含碳燃料的实际消耗量换算成第二标准煤消耗量；
判断第二标准煤消耗量与第一标准煤消耗量的差值是否大于预设值，若是则发出燃料消耗过大告警。
本实施例中，燃料消耗监测模块2实时获取传输至火电机组中进行燃烧的含碳燃料的重量，以获取含碳燃料的实际消耗量。
综上，本发明通过结合温室气体烟气浓度和燃料消耗两种碳排量的计算方式对碳排放量进行监测，当二者误差过大时表明其中一种方式存在问题，通过告警的方式便于对相关设备进行问题检测或对燃料品质进行质检；同时，利用区块链不可篡改数据的特性，实现对火电站碳排放量的准确监测，以及各节点之间的火电站可实现碳排放配额的点对点交易，还通过根据发电量计算产生发电量所需的标准煤消耗量，并根据含碳燃料的类型、品质将含碳燃料的实际消耗量换算成标准煤消耗量，判断二者差值可以判断出证明火电机组、燃料品质或蒸汽锅炉是否存在问题，若是则通过发出燃料消耗过大告警，便于对设备故障或燃煤品质进行核查。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种基于区块链的火电站碳排放监测方法，其特征在于，包括：
实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度，并根据所述温室气体的浓度计算所述火电机组的第一碳排放量；
实时采集所述火电机组的含碳燃料的实际消耗量，根据所述含碳燃料的实际消耗量计算所述火电机组的产生温室气体的第二碳排放量；
计算所述第一碳排放量与所述第二碳排放量的差值的绝对值是否在预设范围内，若在所述预设范围内，则将所述第一碳排放量和所述第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台，若超出所述预设范围，则将所述第一碳排放量和所述第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至所述碳排放监测平台，同时发出碳排放误差过大告警；
所述碳排放监测平台计算所述火电站所有火电机组的实时碳排放量并上传至区块链网络，其中每个火电站作为所述区块链网络的节点，各节点之间基于所述区块链网络实现碳排放配额的点对点交易。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的火电站碳排放监测方法，其特征在于，所述实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度包括：
对所述火电机组排放烟气进行实时取样；
通过红外光谱法、气敏电极法、气体滤波监测法、气相色谱法、非色散红外分析法NDIR、可调谐二极管激光吸收光谱法TDLAS中的至少一种方法，获取所述烟气中的温室气体的浓度。
3.根据权利要求1所述的基于区块链的火电站碳排放监测方法，其特征在于，所述根据所述含碳燃料的实际消耗量计算所述火电机组的产生温室气体的第二碳排放量包括：
根据所述含碳燃料的实际消耗量通过排放因子法计算所述火电机组的产生温室气体的所述第二碳排放量。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的火电站碳排放监测方法，其特征在于，还包括：
实时采集所述火电机组产生的发电量，根据所述发电量计算产生所述发电量所需的第一标准煤消耗量；
根据所述含碳燃料的类型、品质将所述含碳燃料的实际消耗量换算成第二标准煤消耗量；
判断所述第二标准煤消耗量与所述第一标准煤消耗量的差值是否大于预设值，若是则发出燃料消耗过大告警。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的火电站碳排放监测方法，其特征在于，所述实时采集所述火电机组的含碳燃料的实际消耗量包括：
实时获取传输至所述火电机组中进行燃烧的所述含碳燃料的重量，以获取所述含碳燃料的实际消耗量。
6.一种基于区块链的火电站碳排放监测***，其特征在于，包括：
温室气体浓度监测模块、燃料消耗监测模块、碳排放量计算模块、碳排放量校准模块和碳排放监测平台；
所述温室气体浓度监测模块用于实时监测火电站各火电机组的烟气所含温室气体的浓度；
所述燃料消耗监测模块用于实时采集所述火电机组的含碳燃料的实际消耗量；
所述碳排放量计算模块用于根据所述温室气体的浓度计算所述火电机组的第一碳排放量，并根据所述含碳燃料的实际消耗量计算所述火电机组的产生温室气体的第二碳排放量；
所述碳排放量校准模块用于：计算所述第一碳排放量与所述第二碳排放量的差值的绝对值是否在预设范围内，若在所述预设范围内，则将所述第一碳排放量和所述第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至碳排放监测平台，若超出所述预设范围，则将所述第一碳排放量和所述第二排放量中的最大值作为实际碳排放量并上传至所述碳排放监测平台，同时发出碳排放误差过大告警；
所述碳排放监测平台用于计算所述火电站所有火电机组的实时碳排放量并上传至区块链网络，其中每个火电站作为所述区块链网络的节点，各节点之间基于所述区块链网络实现碳排放配额的点对点交易。
7.根据权利要求6所述的基于区块链的火电站碳排放监测***，其特征在于，所述温室气体浓度监测模块包括烟气在线取样设备，所述烟气在线取样设备用于对所述火电机组排放烟气进行实时取样；
所述温室气体浓度监测模块通过所述通过红外光谱法、气敏电极法、气体滤波监测法、气相色谱法、非色散红外分析法NDIR、可调谐二极管激光吸收光谱法TDLAS中的至少一种方法，获取所述烟气中的温室气体的浓度。
8.根据权利要求6所述的基于区块链的火电站碳排放监测***，其特征在于，所述碳排放量计算模块根据所述含碳燃料的实际消耗量通过排放因子法计算所述火电机组的产生温室气体的所述第二碳排放量。
9.根据权利要求8所述的基于区块链的火电站碳排放监测***，其特征在于，所述燃料消耗监测模块还用于：
实时采集所述火电机组产生的发电量，根据所述发电量计算产生所述发电量所需的第一标准煤消耗量；
根据所述含碳燃料的类型、品质将所述含碳燃料的实际消耗量换算成第二标准煤消耗量；
判断所述第二标准煤消耗量与所述第一标准煤消耗量的差值是否大于预设值，若是则发出燃料消耗过大告警。
10.根据权利要求6所述的基于区块链的火电站碳排放监测***，其特征在于，所述燃料消耗监测模块实时获取传输至所述火电机组中进行燃烧的所述含碳燃料的重量，以获取所述含碳燃料的实际消耗量。
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