水泥企业碳核查案例分析

水泥企业碳核查案例分析郝庆军;闫浩春;袁秀霞;刘韬;高飞【摘要】国内水泥行业碳排放核查由于各地核查机构的规范性、专业性存在差异,对核算结果的准确性产生一定影响.围绕某企业的2000t/d和3000t/d生产线碳排放核算实例，详细介绍了较为准确的核算方法，并分析这两条生产线各环节碳排放量过大的原因，提出了针对性的技改措施.【期刊名称】《水泥工程》【年(卷)，期】2016(000)006【总页数】4页(P16-19)【关键词】碳排放;核查边界;烟煤;熟料成分;直接排放;间接排放【作者】郝庆军;闫浩春;袁秀霞;刘韬;高飞【作者单位】中国建材检验认证集团股份有限公司，北京100024;中国建材检验认证集团股份有限公司，北京100024;中国建材检验认证集团股份有限公司，北京100024;中国建材检验认证集团股份有限公司，北京100024;中国建材检验认证集团股份有限公司，北京100024【正文语种】中文【中图分类】TQ172.6目前国内水泥行业碳排放核查除北京、天津、上海、广东、深圳、重庆、湖北试点省市外，其余省份均依据《中国水泥生产企业温室气体核算方法和报告指南》进行核算和报告。由于各地核查机构的规范性、专业性存在差异，对核算结果的准确性产生一定影响。为了应对上述问题，国家质量监督检验检疫总局作为项目组织单位开展了《国际背景下我国重点行业碳排放核查及低碳产品认证认可关键技术研究与示范》的课题研究，中国建材检验认证集团股份有限公司作为子课题承担单位，承担了《我国建材行业碳排放核查关键技术研究与示范》课题。作者在参与该课题的基础上，围绕某水泥企业案例进行分析，以供参考。某市某水泥企业拥有一条2000t/d和一条3000t/d新型干法水泥生产线。核算以案例企业为边界，核算和报告边界内所有生产设施产生的温室气体排放；其中生产设施范围包括直接生产系统、辅助生产系统以及直接为生产服务的附属生产系统，其中辅助生产系统包括动力、供电、供水、检验、机修、库房、运输等，附属生产系统包括生产指挥系统(厂部)和厂区内为生产服务的部门和单位(职工食堂、车间浴室)。2.1边界核查边界为该水泥有限公司2015年所有在市辖区内的固定设施导致的二氧化碳直接排放和间接排放。固定设施二氧化碳直接排放包括固定设施能源活动的二氧化碳排放、工业生产过程排放及废弃物处理二氧化碳排放。二氧化碳间接排放是固定设施电力消耗隐含的电力生产时的二氧化碳排放，不包含企业交通运输等移动设施的电力消耗及市行政辖区夕卜的社会生产活动的电力消耗。2.2活动水平数据的核查2.2.1烟煤净消耗量首先确认企业统计数据获取方法，该企业采用轨道衡对入库用煤连续测量，每日记录。每月根据库存煤的体积进行盘库，通过入库煤与库存量变化确认当月消费量。核查组通过分析企业统计数据获取方法，采用：查轨道衡的校准报告，确认轨道衡计量的准确性；与统计局报表进行核对，确认能源统计台账中烟煤消耗数据与统计局报表中《能源消费、购进与库存》中数据一致；（3） 与企业生产月报表进行核对：核查组抽查了2015年生产月报表，确认生产月报中数据按月累计与年烟煤消耗量一致；（4） 与烟煤采购发票核对：核查组抽查了2015年烟煤采购的发票，确认烟煤采购发票统计数据与年累计采购量一致，即：2015年烟煤消耗量=烟煤采购发票统计量（采购量）+2015年期初库存-2015年年末库存；（5） 与DCS系统中窑、炉送煤风机电流进行交叉核对，发现中控室数据用煤量与2015年吻合；（6） 与统计期内的生料、窑灰、熟料和煤灰中的氧化钙含量通过物料平衡进行交叉核对（见表1），该企业窑灰进入生料均化库，通过均化库底计量设备计量。2.2.2烟煤的低位发热值。该企业低位发热值采用《核算指南》附录一附表1中一般烟煤（水泥企业）缺省值，数据准确。若企业采用实测值，需依据《水泥企业质量管理规程》要求对煤粉进行工业分析，检验频次要求1次/24h，瞬时或连续取样，每月统计1次。2.2.3烟煤的单位热值含碳量。该企业单位热值含碳量采用《核算指南》附录一附表1中一般烟煤（水泥企业）缺省值。目前国内水泥生产企业多不具备自测一般烟煤单位热值含碳量的条件，填报中均采用缺省值。2.2.4烟煤的碳氧化率。该企业单位碳氧化率采用《核算指南》附录一附表1中一般烟煤（水泥企业）缺省值。目前国内水泥生产企业多不具备自测一般烟煤单位热值含碳量的条件，填报中均采用缺省值。2.2.5水泥熟料产量首先确认企业统计数据获取方法，该企业熟料产量通过汽车衡测量，以及生产盘库。核查组通过分析企业统计数据获取方法，采用以下核查方法：（1） 通过与统计局报表进行核对，确认生产月报表中熟料生产量与统计局报表中《工业产销总值及主要产品产量》中数据一致。（2） 与企业生料生产及熟料生产量进行生产分析，企业生料消耗量与熟料生产量计算得到料耗比约为1.54，而企业入窑生料量烧失量约为0.35，根据生产分析确认熟料生产量数据基本准确。（3） 与熟料出入库记录核对：2015年熟料生产量（入库量）=2015年熟料出库量+2015年期末库存量-2015年期初库存量=1437795+83215-95118=1425892t，与熟料生产量一致。（4） 与统计期内的生料、窑灰、熟料和煤灰中的氧化钙含量通过物料平衡进行交叉核对，参见表1。（5） 与水泥产量、水泥/熟料比等信息进行交叉核对，数据一致；（6） 与DCS系统中窑尾斗提电流以及熟料拉链机电流进行交叉核对，发现中控室数据反映熟料产量与2015年吻合。2.2.6熟料成分首先确认企业数据获取方法，该企业采选取出窑熟料全分析的加权平均结果。核查组通过分析企业数据获取方法采用以下核查方法：①与统计期内的生料、窑灰、熟料和煤灰中的氧化钙含量通过物料平衡进行交叉核对，参见表1。②水泥企业应依据《水泥企业质量管理规程》要求对出窑熟料进行全分析，检验频次要求1次/24h，瞬时或连续取样，每月统计1次。2.2.7净购入电力产生的排放首先确认企业统计数据获取方法，该企业电力消耗采用电表测量、能源统计台账数据。核查组通过分析企业统计数据获取方法，采用以下核查方法：（1）通过与统计局报表进行核对：确认能源统计台账中电力消耗量量与统计局报表中《能源购进、消费与库存》中数据一致。（2）通过与电力公司结算凭证进行核对：企业填报数据与核算结果差异为0.3%,主要来源电力公司结算周期与统计周期不一致，核查组认为电力消耗量数据准确可靠。2.3碳排放计算2.3.1直接排放（1）化石燃料燃烧产生的直接排放。化石燃料燃烧二氧化碳排放量计算公式为：（1） 式中，E一化石燃料燃烧二氧化碳排放量，t；Ai-化石燃料燃烧活动水平数据，是所燃烧的第i种化石燃料的热量，TJ;Fi—第i种燃料的排放因子，单位为t/TJ;i—化石燃料类型；I—化石燃料类型的数量。其中：（2） 式中，Ai—核算报告年企业（单位）第i种化石燃料消费量的热量，TJ;RLi—核算和报告年第i种化石燃料的消费量，固体和液体燃料的单位为t,气体燃料单位（标况下）为万m3;RZi—核算和报告年第i种燃料的平均低位发热量，固体和液体燃料的单位为GJ/t,气体燃料的单位（标况下）为GJ/万m3;10-3—单位换算系数；（3） 式中，Fi—燃料i的排放因子，t/TJ;Ci—燃料i的单位热值含碳量，t/TJ;ai—为燃料i的碳氧化率；p—二氧化碳与碳的分子量之比，为一常数，44/12。（2）过程排放。水泥生产过程二氧化碳排放主要来自熟料生产过程，即碳酸钙高温分解产生二氧化碳的过程。由于该水泥有限公司采用替代原料制备水泥熟料，生产过程二氧化碳排放按（4）式计算。式中，Ecl—水泥生产过程二氧化碳排放量，t;Pel—熟料产量，t;Fcl—单位熟料二氧化碳排放量，t/t;Re—生料石灰石中CaO的质量分数；Rm—生料石灰石中MgO的质量分数，%;0.785—CO2与CaO的分子量之比；1.092—CO2与MgO的分子量之比；rL—生料中石灰石含量，%;Lr—生料烧失量，％。2.3.2间接排放该企业计算电力消耗隐含的二氧化碳间接排放的公式为：其中，Ed一二氧化碳排放量，t；D—企业的电力消耗量，MWh；fg一间接排放系数；2015年的排放报告使用固定值，0.604t/MWh；2.3.3排放量的累加直接排放量和间接排放量核对见表2,3。经核查该排放单位直接排放由两部分，—部分为一般烟煤、柴油、液化石油气消耗产生；一部分为过程排放。由表2,3可见，该和间接排放量合并计算直接排放及间接排放，历史的排放数值见表4。3.12000t/d生产线3.1.1系统总体性能通过中控数据显示，出预热器系统废气温度偏高，废气温度达359C，导致废气带走热偏大；(2)与中控操作人员沟通得知，日常测量出冷却机熟料温度接近170C，温度偏高，导致熟料带走热偏大。3.1.2预热器(1)核查期间查看中控数据，预热器系统的总阻力损失为6310Pa，系统压损均偏高，与旋风筒的结构有关，建议对旋风筒进行技改。查看中控数据、以及与中控操作人员现场沟通发现，窑尾烟室氧含量均偏高，建议厂方检查窑尾密封是否损坏漏风，如果密封正常，说明窑内通风偏大，建议厂方通过调整三次风阀门开度，将窑尾烟室氧含量控制在2%左右。同时预热器出口氧含量为4.1%，说明预热器系统漏风偏大，建议厂方加强窑尾系统的密封堵漏工作。3.1.3分解炉查看中控数据以及与中控操作人员现场沟通发现入窑物料分解率在85.01%，偏低。且分解炉出口温度与C5出口温度均存在〃倒挂”现象，说明分解炉运行并不是十分理想，建议厂方通过降低入窑煤粉水分和提高煤粉细度等方法改善煤粉在分解炉内的燃烧。3.1.4冷却机查看中控数据、以及与中控操作人员现场沟通发现分别为163°C和167°C，熟料冷却效果较差，建议厂方通过合理配置篦冷机各风机鼓风量，同时通过调整篦速保证厚料层操作来降低篦冷机出口熟料温度。3.23000t/d生产线3.2.1系统总体性能通过中控数据可知出预热器系统废气温度偏高(达366C)，导致废气带走热偏大；(2)通过中控数据显示可知窑头冷却机废气及入AQC锅炉废气温度偏高，两者显示温度分别为423C和465C，导致废气带走热偏大；窑尾系统漏风偏大，分解炉出口氧含量为2.35%，而预热器系统出口氧含量为5.20%，漏风较多；3.2.2预热器(1)核查期间查看中控数据，预热器系统的总阻力损失为6210Pa，系统压损均偏高，与旋风筒的结构有关，建议对旋风筒进行技改。查看中控数据、以及与中控操作人员现场沟通发现，在两种运行状况下，窑尾烟室氧含量均偏高，烟室氧含量高达4.80%，建议厂方通过调整三次风阀门开度，将窑尾烟室氧含量控制在2%左右。此外建议厂方加强系统的密封堵漏工作。3.2.3分解炉查看中控数据、以及与中控操作人员现场沟通发现入窑分解率均在90%以上，说明该分解炉在3464t/d高产条件下，能稳定入窑物料分解率，运行效果良好，这为回转窑减轻负荷和处置废弃物提供了非常好的基础。3.2.4冷却机查看中控数据、以及与中控操作人员现场沟通，发现篦冷机的热回