Anlæg # 2. Dieselmotoranlæg, regulerkraft. Målerapport Maj 2009

Transkript

1 Anlæg # 2 Dieselmotoranlæg, regulerkraft Målerapport Maj 2009

2 DGC-rapport Anlæg # 2 1/16 Anlæg # 2 Dieselmotor, regulerkraft Jan de Wit Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 2009

3 DGC-rapport Anlæg # 2 2/16 Titel : Anlæg # 2 Rapport kategori : Målerapport Forfatter : Jan de Wit Dato for udgivelse : Copyright : Dansk Gasteknisk Center a/s Sagsnummer : Sagsnavn : Emissionskortlægningsprojekt for decentral kraftvarme 2007 (Miljøprojekt-Energinet.dk)

4 DGC-rapport Anlæg # 2 3/16 Indholdsfortegnelse Side 1 Prøvningsresultater Rekvirent Opgavebeskrivelse Anlægsbeskrivelse Data for motor Udførte målinger Måleresultater Emission Øvrige driftsdata Analyse resultater for UHC, lattergas og aldehyder Bilag 1. Måleværdier, grafisk præsentation 2. Usikkerhedsbudget for emissionsmåling 3. Analyse af uforbrændte kulbrinter og lattergas 4. Analyse for aldehyd

5 DGC-rapport Anlæg # 2 4/16 1 Prøvningsresultater Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den som en del af Energinet.dk emissionskortlægningsprojektet udført energi- og miljømåling på en dieselmotor, der indgår i et regulerkraftanlæg. DGC har udført emissionsmåling af en times varighed ved fuldlastdrift. I Tabel 1 er angivet timemiddelværdier for CO-, NO x - og UHC-emission. Værdierne refererer til tør røggas. Tabel 1 Timemiddelværdi for dieselmotoremission (tør røggas) Gennemsnit, Timemiddelværdi O 2 [ %-vol ] 10,6 ± 0,3 CO 1) [ mg/m 3 n ] 275 ± 44 3) NO x 1)2) UHC 4)1) (Angivet som C-ækvivalent) [ mg/m 3 n ] 4055 ± 194 3) [ mg/m 3 n ] 66 ± 5 3) CO 2 [ %-vol ] 7,4 ± 0,3 1) Omregnet til 5%-vol. O 2 2) NO + NO 2, NO vægtmæssigt regnet som NO 2 3) Inkl. usikkerhed på iltmåling 4) Total kulbrinte I Tabel 2 er angivet UHC sammensætningen i røggassen. Tabel 2 Analyse af UHC i røggas UHC sammensætning [ ppm ] 1) [ %-rel. ] Metan Ethen n.d. - Ethan n.d. - Propen n.d. - Propan n.d. - i-butan n.d. - n-butan n.d. - øvrige C 4 n.d. - i-pentan n.d. - n-pentan n.d. - Total [ ppm ] 25 Total [ ppm CH 4 -ækv. ] 25 1) Nøjagtigheden vurderes til at være: ± 5 % for koncentrationer > 100 ppm, ± 10 % for koncentrationer mellem 10 og 100 ppm og ± 20 % for koncentrationer < 10 ppm. De angivne ppm og % er volumenandele.

6 DGC-rapport Anlæg # 2 5/16 Lattergaskoncentrationen (N 2 O) i røggassen blev målt til 5,98 ± 0,86 ppm (vol). På dette anlæg er der målt aldehyd i røggassen. Der blev udtaget 2 prøver (dobbeltbestemmelse) og måltes følgende: Tabel 3 Analyse af aldehyder i røggas Aldehyd Middelværdi Komponent mg/m 3 n røg 1) Formaldehyd 10,1 Acetaldehyd 4,5 Acrolein - 2) Propanal 0,5 Acetone 1,6 Butanal 1,1 Pentanal 0,1 Hexanal - 2) Benzaldehyd 0,5 1) Tør røggas, korrigeret 5% O2 2) u.d. : Under analyselaboratoriets detektionsgrænse Hørsholm, november 2009 Jan de Wit Leder af forretningsområde Kraftvarme og større kedler Steen D. Andersen Ansvarlig for DGC s emissionsmålinger

7 DGC-rapport Anlæg # 2 6/16 2 Rekvirent Energinet.dk er rekvirent i henhold til Miljø projekt Kortlægning af Emissioner fra Decentral Kraftvarme 2007.

8 DGC-rapport Anlæg # 2 7/16 3 Opgavebeskrivelse Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den som en del af Energinet.dk Miljøprojekt Emissionskortlægningsprojekt for decentral kraftvarme 2007 udført energi- og miljømåling på en dieselmotor. Motoren indgår i et regulerkraftværk. Målingen er udført af Steen D. Andersen, Dansk Gasteknisk Center a/s. Der er ikke udført service eller gennemført justeringer, med henblik på at minimere emissionerne fra anlægget, i forbindelse med målingerne. Anlægget var under målingerne endvidere repræsenteret ved repræsentant for værket/anlægget. Denne prøvningsrapport er kvalitetssikret af Steen D. Andersen, Dansk Gasteknisk Center a/s.

9 DGC-rapport Anlæg # 2 8/16 4 Anlægsbeskrivelse Motoren er opstillet på et regulerkraftværk, hvor der i alt er opstillet 9 motor/generatoranlæg. 4.1 Data for motor Dieselmotor: Type: Kendt Idriftsat : 2007 Serienr.: Kendt Aflæst ydelse: 1520 kw e Omdrejningstal: 1500 rpm Timetal: 32 h

10 DGC-rapport Anlæg # 2 9/16 5 Udførte målinger Der er udført en emissionsmåling af en times varighed ved fuldlast drift. Emissionsmålingen er udført som prøvning med DGC's måleudstyr, kalibreret før og kontrolleret efter målingen med medbragte certificerede prøvegasser. Måleresultaterne er registreret på computer ved hjælp af datalogger. Der rapporteres her måleresultater for følgende røggaskomponenter: O 2 CO NO (kortidsmåling) NO x (summen af NO og NO 2 ) UHC (uforbrændt kulbrinter, total sum) CO 2 Som kontrol af last, ydelse mv. er anvendt aflæsning af gasforbrug og elydelse på basis af de på anlægget installerede målere. Der er yderligere udtaget prøver af røggassen for efterfølgende bestemmelse af: UHC-sammensætning Lattergas Aldehyd Røggasudtaget var placeret efter lyddæmper umiddelbart inden afkast.

11 DGC-rapport Anlæg # 2 10/16 6 Måleresultater 6.1 Emission Timemiddelværdier for emissionsmålingerne fremgår af Tabel 4. Alle anførte måleværdier refererer til tør røggas. I rapportens Bilag 1 er de tilhørende måleværdier vist grafisk. Tabel 4 Emissionsmiddelværdier for dieselmotor (tør røggas) Time-middelværdi O 2 [ %-vol ] 10,6 ± 0,3 CO [ ppm ] 143 ± 23 NO x 1) [ ppm ] 1277 ± 47 UHC 2) [ ppm ] 80 ± 5 CO 2 [ %-vol ] 7,4 ± 0,3 1) NO + NO 2 2) Total kulbrinte, metanækvivalent NO udgjorde ca. 92 %-vol. af NO x (korttidsmåling) i det aktuelle målepunkt. Røggastemperaturen ved målepunktet var under målingen ca. 450 C. I Tabel 5 angives emissionsværdierne i mg/m 3 n omregnet til 5 % O 2 reference. Tabel 5 Timemiddelværdi for dieselmotoremission (tør røggas) Gennemsnit, Timemiddelværdi O 2 [ %-vol ] 10,6 ± 0,3 CO 1) [ mg/m 3 n ] 275 ± 44 3) NO x 1)2) UHC 4)1) (Angivet som C-ækvivalent) [ mg/m 3 n ] 4055 ± 194 3) [ mg/m 3 n ] 66 ± 5 3) CO 2 [ %-vol ] 7,4 ± 0,3 1) Omregnet til 5%-vol. O 2 2) NO + NO 2, NO vægtmæssigt regnet som NO 2 3) Inkl. usikkerhed på iltmåling 4) Total kulbrinte Bestemmelse af usikkerhed for målingerne fremgår af Bilag 2.

12 DGC-rapport Anlæg # 2 11/ Øvrige driftsdata I Tabel 6 er anført en række andre data for anlæggets drift under målingen. Tabel 6 Supplerende målinger Temperatur, udendørs 2) [ C ] 2 Relativ fugtighed, udendørs 2) [ % RH ] 95 Barometerstand 2) [ hpa ] 980 Temperatur, motorcelle 2) [ C ] 11 Relativ fugtighed, motorcelle 2) [ % ] 48 Cos ϕ 1) - 0,99 Last 1) [ kw] 1518 Olietryk 1) [ bar ] 5,0 Køletemperatur 1) [ o C] 73 1) Baseret på de på værket installerede målere / SRO-anlæg 2) Aflæst på DGC s medbragte måleinstrumenter

13 DGC-rapport Anlæg # 2 12/ Analyse resultater for UHC, lattergas og aldehyder. I Tabel 7 er givet analyse resultater af UHC i røggas. Analyserne er foretaget af DGC på gaskromatograf. UHC sammensætning [ ppm ] 1) [ %-rel. ] Metan Ethen n.d. - Ethan n.d. - Propen n.d. - Propan n.d. - i-butan n.d. - n-butan n.d. - øvrige C 4 n.d. - i-pentan n.d. - n-pentan n.d. - Total [ ppm ] 25 Total [ ppm CH 4 -ækv. ] 25 1) Nøjagtigheden vurderes til at være: ± 5 % for koncentrationer > 100 ppm, ± 10 % for koncentrationer mellem 10 og 100 ppm og ± 20 % for koncentrationer < 10 ppm. De angivne ppm og % er volumenandele. Lattergaskoncentrationen (N 2 O)i røggassen blev målt til 5,98 ± 0,86 ppm (vol). På dette anlæg er der målt aldehyd i røggassen. Der blev udtaget 2 prøver og måltes følgende: Tabel 8 Analyse af aldehyder i røggas Aldehyd Prøve 1 Prøve 2 Middelværdi Komponent mg/m 3 n 1) mg/m 3 n 1) mg/m 3 n 1) Formaldehyd 9,3 10,9 10,1 Acetaldehyd 4,4 4,7 4,5 Acrolein u.d 2) u.d 2) - 2) Propanal 0,5 0,6 0,5 Acetone 1,6 1,7 1,6 Butanal 1,2 1,1 1,1 Pentanal 0,1 0,1 0,1 Hexanal u.d. 2) u.d. 2) - 2) Benzaldehyd 0,5 0,6 0,5 1) Tør røggas, korrigeret 5% O 2 2) Under analyselaboratoriets detektionsgrænse

14 DGC-rapport Anlæg # 2 13/16 Måleværdier, grafisk præsentation BILAG 1 Anlæg 2, , Dieselmotor, regulerkraft O CO, NO & NOx [ppm] NO x NO O2 [%-vol] CO 0 11:06 11:16 11:26 11:36 11:46 11:56 12:06 12:16 Tidspunkt 8.5 Anlæg 2, , Dieselmotor, regulerkraft O UHC [ppm] UHC O2 [%-vol] :06 11:16 11:26 11:36 11:46 11:56 12:06 12:16 Tidspunkt 8.5

15 DGC-rapport Anlæg # 2 14/16 Usikkerhedsberegninger for emissionsmålinger BILAG 2 Anlæg 2 / time Dieselmotor, regulerkraft USIKKERHEDSBUDGET VED EMISSIONSMÅLING : Værdi: Bidrag: Korrigeret værdi: Temperatur ved kalibrering: t cal C 20 O2-måling (Servomex 572): vol.% 10.6 Grund-usikkerhed: ± 0.2 % abs. 1.9 Temperatur: ± ( * t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 0.2 % abs. 1.9 Samlet usikkerhed: ±vol.% 0.3 O2-effekt ved omregning: ± (1- (20.95-O2 mid.)/(20.95-o2min.))*100 ± % rel. 3.1 CO-måling (Servomex 4900): ppm mg/m 3 n ved 5%O2 Måleområde, fs *): ppm 2002 ± 0.5 % fs 7.0 Temperatur: ± (0.3* t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 14.0 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed ekskl usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg/m 3 n ved 5%O2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg/m 3 n ved 5%O2 *) Måleområdet er sat til koncentrationen i den anvendte spangas NOx-måling (Eco Physics CLD 62): ppm 1259 Måleområde, fs: ppm 1250 Grund-usikkerhed: ± 1 % fs 1.0 Temperatur: ± 2% rel. t rum C Liniaritet: ± 2% fs 2.0 NO NO ppm 1154 NO2 konvertering: *NO2ppm ±0.05*NO2ppm abs. NO2 ppm Tværfølsomhed CO2: - 0.1*CO2% ± 0.1 % rel Tværfølsomhed H2O: - 0.5*( *td)% ± 0.5 % rel. td C Tværfølsomhed NH3: +0.6*NH3ppm ± 0.2*NH3ppm % abs. NH3 ppm Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 NOx korrigeret: ppm mg/m 3 n ved 5%O2 Samlet usikkerhed ekskl usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg/m 3 n ved 5%O2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg/m 3 n ved 5%O2 UHC-måling (M&A Thermo FID): ppm mg C/m 3 n ved 5%O2 Måleområde, fs: ppm 250 Grund-usikkerhed: ± 1 % fs (min.± 1 ppm) 3.1 Temperatur: ± 2 % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 3.1 Repeterbarhed: ± 1 % fs 3.1 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed ekskl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg C/m 3 n ved 5%O2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg C/m 3 n ved 5%O2 UHC i % af indfyret % af indf Usikkerhed på UHC i % af indfyret ±% relativt 6.79 Usikkerhed på UHC i % af indfyret ±%-point 0.01 CO2-måling (Hartmann & Braun, URAS 14): vol.% 7.4 Måleområde, fs: vol.% 15 Grund-usikkerhed: ± 0.5 % fs 1.0 Temperatur: ± (0.3* t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 2.0 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed: ±vol.% 0.3

16 DGC-rapport Anlæg # 2 15/16 BILAG 3 Herunder er angivet analyseresultater af UHC (uforbrændte kulbrinter), lattergas (N 2 O) og kuldioxid CO 2 i røggas. Analyserne er foretaget af DGC på gaschromatograf.

17 DGC-rapport Anlæg # 2 16/16 BILAG 4 Analyse for aldehyd