NOTAT. 1. Indledning. Udredning af immission og deposition. Viborg Kraftvarmeværk. Kim Brinck BLY, RIBH (Rambøll) Dato VKV-001-3

Transkript

1 NOTAT Projekt Kunde Notat Ny kedelcentral Viborg Kraftvarmeværk Udredning af immission og deposition Til Fra Kopi til Viborg Kraftvarmeværk Kim Brinck BLY, RIBH (Rambøll) 1. Indledning I forbindelse med fornyelse af Viborg kraftvarmeværks kedelcentral på Industrivej 40 i Viborg ønskes etableret nye og større kedler til erstatning af kedelcentralens eksisterende kedler. Etablering af nye kedler på Industrivej skal godkendes i henhold til Miljøbeskyttelsesloven og kedlernes miljøpåvirkninger fra den emitterede røggas skal i denne forbindelse vurderes. Dato VKV Rambøll Olof Palmes Allé 22 DK-8200 Aarhus N I nærværende notat vises hvorvidt den nye kedelcentrals planlagte skorsten er tilstrækkelig høj til at sikre, at det samlede anlægs aktiviteter kan overholde Miljøstyrelsens vejledende immissionsgrænseværdier (B-værdier) i nærmiljøet som de fremgår af anlæggets miljøgodkendelse. Der beregnes endvidere det samlede anlægs deposition af kvælstof (N) i omgivelserne. Depositionen beregnes både før og efter anlægsændringen således, at ændringen kan vurderes. T F Beregningen af om de planlagte skorstensrør har tilstrækkelig højde foretages gennem immissionsberegningerne, der udføres som OML-beregninger i henhold til Miljøstyrelsens luftvejledning. I denne forbindelse skal de beregnede maksimale immissioner være mindre end B-værdierne. I notatet beregnes endelig depositionen af kvælstof i en række lokaliteter rundt om anlægget. Depositionen beregnes både før og efter anlægsændringen for de udvalgte lokaliteter. Ved vurdering af depositionen fra det eksisterende anlæg tages der udgangspunkt i emissionerne, som de er beskrevet i tidligere gennemførte OMLberegninger for det samlede anlæg af DONG Energy i 2006 og WH Rådgivende Ingeniører i Rambøll Danmark A/S CVR-NR Medlem af FRI

2 2. Produktionsenheder Viborg kraftvarmeværk ønsker at etablere tre nye varmeproducerende kedler. Konservativt gennemføres beregner for kedler, hver med en indfyret effekt på 17 MW. Kedlerne vil blive etableret som gasfyrede kedler idet der dog etableres mulighed for også at en kedel kan fyre med gasolie i tilfælde af, at gasleverancen svigter. Anvendelse af olie vil således kun ske i nødstilfælde, hvorfor denne mulighed ikke behandles nærmere i dette notat. Alle kedler placeres i ny tilbygning på Industrivej og røggassen føres op i ny skorsten. Røggassen fra de tre nye kedler køles til ca. 50 C for at maksimere brændselsudnyttelsen. Naturgaskedlerne vil, qua røggassens relative høje vandindhold, hermed blive kondenserende. Virkningsgraden for gaskedlerne er estimeret til 103 %. Udover de tre nye kedler, kan der endvidere foretages produktion på anlæggets gasturbine med en indfyret effekt på op til 130 MW. I de følgende beregninger beregnes miljøpåvirkningerne for følgende to driftssituationer, hver svarende til maksimal varmeproduktion. Hvilken driftssituation, der bringes i anvendelse afhænger af, dagspriser på naturgas og produceret el. 1. Gasturbine + 1 ny gaskedel 2. 3 Nye gaskedler I nedenstående tabel 1 ses røggasdata for de forskellige produktionsenheder. I tabellen medtages endvidere de to gamle gaskedler for sammenlignelighedens skyld. Simuleringsberegninger af driften af de enkelte enheder kan ses i bilag 4. Anlæg Gasturbine 2) Ny gaskedel Gammel gaskedel 3) Aktuel røggas Reference 1) Flow O 2, tør H 2O Temp. Flow [Nm 3 /h] % % C [Nm 3 /h] ,3 6, ,1 12, ,2 16, Tabel 1. Røggasdata for de forskellige kedler og gasturbinen. 1) Referencetilstand er tør røggas med 10 % O 2. 2) Røggasdata for gasturbinen er estimeret på baggrund af oplysninger om indfyret effekt på 130 MW og vand- og iltindhold jævnfør Præstationskontrol Temperatur dog jf. DONGs OML beregning fra ) Røggasdata for de to gamle kedler er estimeret på baggrund af oplysninger om et gasforbrug på op til 622 kg/h og et iltindhold (tørt) på 3,2 %. Temperatur oplyst til ca. 180 C. Ved beregning af de enkelte kilders potentielle kildestyrke i de forskellige driftssituationer tages der udgangspunkt i de respektive kilders emissionsgrænseværdi. Røggassens referencetilstand er i alle tilfælde tør røggas med 10 % O 2. For gasturbinen og de to gamle gaskedler er emissionsgrænseværdien oplyst ved tør røggas, 5 % O 2 og grænseværdien omregnes til 10 % O 2 ved multiplikation med (21-10)/(21-5) = 11 / 16. I tabel 2 ses de enkelte kilders potentielle kildestyrke med tilhørende emissionsgrænseværdi for både de eksisterende kedler og for de nye kedler. 2/8

3 Koncentration, ref. røggas Kildestyrke Kilde NO X CO Støv 3) 2) NO 2 CO Støv 3) mg/nm 3 mg/nm 3 mg/nm 3 g/s g/s g/s Gasturbine 1) Ny gaskedel Gammel gaskedel ,545 0,244 0,239 6,095 0,564 0, Tabel 2. Kildestyrke for de forskellige produktionsenheder på Viborg Kraftvarmeværk. 1) Grænseværdier oplyst ved tør røggas, 5 % O 2 til henholdsvis 125 mg/nm 3 og 150 mg/nm 3 og omregnet til tør røggas med 10 % O 2. 2) Ved beregning af kildestyrke for NO 2 antages det konservativt, at 50 % af den emitterede NO X er oxideret til NO 2 i de respektive receptorpunkter. Dette håndteres beregningsteknisk ved at lade 50 % af den imiterede NO X være NO 2 allerede i afkastet. 3) Der emitteres ikke støv fra gasturbinen og gaskedlerne. Ved beregning af kildestyrken for NO 2 antages det konservativt for alle emissionskilder, at halvdelen af den maksimalt emitterede NO X, i de aktuelle receptorpunkter, er oxideret til NO 2 jævnfør anbefaling i Miljøstyrelsens Luftvejledning. Til vurdering af skorstensrørenes højde, beregnes følgelig for hver emissionskilde og for hvert af de emitterede stoffer den nødvendige spredning (S) som forholdet mellem kildens kildestyrke og det respektive stofs B-værdi. For hver kilde vil det således gælde, at det af de emitterede stoffer, der har den højeste spredning, vil være det stof, der er mest kritisk med hensyn til den nødvendige skorstenshøjde, og dermed det stof, der er dimensionerende for det pågældende afkasts højde. Ved OML-beregninger vil det derfor være tilstrækkeligt at beregne immissionen for de stoffer med højest spredning, da immissionen for alle andre parametre relativt til B-værdien altid vil være lavere. I tabel 3 vises de enkelte kilders beregnede spredning og emissionsparametrenes B-værdi. Som det fremgår af tabellen, er emissionen af NO X (NO 2 ) dimensionerende for alle kedler og gasturbinen. Det vil derfor være emissionen af NO X, der vil virke dimensionerende på det samlede anlæg, og der foretages følgelig OML-beregninger for denne parameter. B-værdi Spredning, S Kilde NO 2 CO Støv NO 2 CO Støv 1) mg/m 3 mg/m 3 mg/m 3 m 3 /s m 3 /s m 3 /s Gasturbine Ny gaskedel Gammel gaskedel 0,125 0,125 0, ,08 0,08 0, Tabel 3. B-værdier og beregnede spredninger for de forskellige produktionsenheder på Viborg Kraftvarmeværk. 1) Der emitteres ikke støv fra gasturbinen og gaskedlerne. 3. Skorstenshøjde Det eksisterende anlæg er bestykket med to skorstene der anvendes som beskrevet i det følgende. En 50 m høj skorsten anvendes til gasturbinens afkast. Denne skorsten er placeret på anlæggets hovedbygning med en generel bygningshøjde på 30 m. Denne skorsten udgør origo for beregningskoordinatsystemet. 3/8

4 De to eksisterende gaskedlers skorsten er placeret sydvest for gasturbinens skorsten med en højde på 24 m med koordinaterne (-77; -47). For de tre nye kedler planlægges en ny skorsten ved kedelcentralens bygning med en højde på 40 m og skorstenen placeres således vestsydvest for gasturbinens skorsten med koordinaterne (-75; -22). Både den eksisterende og den nye skorsten for kedelcentralen påvirkes af en generelbygningshøjde på 7 m. Disse afkast er endvidere underkastet retningsafhængige bygningseffekter fra akkumuleringstanken og turbinebygning, der begge, med en højde på 30 m, ligger mindre en to bygningshøjder fra skorstene. I tabel 4 ses en oversigt over skorstenenes data og deres dimensioner. Røggas Højde Koordinat Gasturbine Ny gaskedel Gammel gaskedel (0;0) (-75; -22) (-77; -47) Diameter Indre/ydre (3,5 m/3,5 m) (0,8 m/ 1,4 m) (0,5 m / 0,7 m) 1) Tabel 4. Skorstensdata. 1) Anslået dimensioner på baggrund af oplysninger i tidligere udført OML beregning fra WH i Ved kontrolberegning af skorstenene beregnes immissionen i omgivelserne for det samlede anlæg. OML-beregningerne fremgår af bilag 1. I tabel 5 ses de beregnede immissioner for NO 2 henholdsvis før og efter etablering af den nye kedelcentral udtrykt som den maksimale månedlige 99 % percentile immission. Den dimensionerende driftssituation er samtidig drift på tre gaskedler (driftssituation 2 jf. afsnit 2). I tabellen vises endvidere det dimensionerende stofs respektive B-værdi jf. anlæggets miljøgodkendelse. Parameter Enhed Før Efter B-værdi NO 2 µg/m Tabel 5. Resultat af beregning af den maksimale månedlige 99 % percentile immission før og efter etablering af en ny kedelcentral. Som det fremgår af tabel 5, har den eksisterende skorstensløsning for det eksisterende anlæg ikke tilstrækkelig højde til at sikre, at den emitterede røggas, ved samtidig drift på begge de gamle kedler og gasturbinen, fortyndes nok til, at B-værdien ikke overskrides. Ved etablering af tre nye kedler med væsentlig forøget produktionskapacitet og emission af relativ kold røggas (50 C), vil det, når de tre afkast føres op i 40 m højde, sikres, at B- værdien overholdes med god margin. Det skal bemærkes, at den teoretisk minemale skorstenshøjde under driftssituation 2 kan beregnes til 34 m. 4/8

5 4. N-Depositionsberegning I det følgende beregnes depositionen af kvælstof (N) i nærtliggende naturområder beskyttet efter naturbeskyttelseslovens 3 og for Natura 2000 områder henregnende til Lovns Bredning m.v. De relevante områder ses i bilag 2 og N-depositionen beregnes med udgangspunkt i de aktuelle koncentrationer, der optræder i disse områder. Da der fra Viborg Kraftvarmeværks anlæg kun emitteres stoffer, der giver anledning til tørdepositon af kvælstof, regnes der følgelig kun med tørdeposition af NO og NO 2. Omregning af NO X deposition til kvælstofdeposition foretages med multiplikation med forholdet mellem molmassen for NO 2 (enhed for NO X ) og N. 4.1 Tørdeposition Der eksisterer p.t. intet standardiseret beregningsprincip eller metode for bestemmelse af depositionen (flux) af forureningskomponenter fra røggas til landarealer og til vådområder. Ved henvendelse til DMU vedrørende depositionsberegninger er vi blevet anbefalet at estime den årlige deposition på baggrund af OML-beregningernes årsmiddelkoncentration for de aktuelle områder og forureningskomponenter. Beregning af stoffluxen foretages med følgende formel Φ = C V d -1 hvor Φ er stoffluxen i ng m -2 s C er årsmiddelkoncentrationen i ng/m 3 V d er depositionshastigheden i m/s Stoffluxen omregnes efterfølgende til deposition med enheden [g ha -1 år -1 ] ved multiplikation faktoren 315,36 [g m -2 s ng -1 ha -1 år -1 ]. Årsmiddelkoncentrationen bestemmes ud fra OML-beregninger baseret på røggasdata som tidligere beskrevet i nærværende notat. OML-beregningerne er gengivet i bilag 3. Tabeller over skønsmæssig fastsættelse af depositionshastigheden for de enkelte stoffer findes i rapporten: "Havforskning fra Miljøstyrelsen Nr. 35; Processer for tørdeposition" fra Rapporten er forfattet af Danmarks Miljøundersøgelser og Forskningscenter Risø og ifølge Helle Vibeke Andersen og Per Løfstrøm (begge DMU) er de anslående depositionshastigheder i rapporten de bedste værdier, der p.t. kan fremskaffes til depositionsberegning. Ved fastsættelse af depositionshastigheder for NO og NO 2 tages der konservativt udgangspunkt i deposition over land, da depositionen over vand er ca gange lavere end over land. Depositionshastigheder for NO og NO 2 fremgår af tabel 6, og det ses således, hvordan depositionshastigheden for NO 2 er mere end 4 gange højere end for NO. N depositionen bestemmes således fortrinsvist af NO Eksisterende deposition I tabel 6 ses den beregnede deposition af N, for det eksisterende anlæg i de nærtliggende naturområder. 5/8

6 Den maksimale deposition i 3 områderne optræder nær anlægget 750 m mod øst, hvor den eksisterende N-deposition ved fuld last på gasturbinen og de to eksisterende gaskedler kan beregnes til ca. 0,2 kg ha -1 år -1. For de øvrige 3 områder varierer N-depositionen omkring 0,4 kg ha -1 år -1. For det nærmeste Natura 2000 område i Lovns Bredning kan den eksisterende N-deposition beregnes til 0,06 kg ha -1 år -1. Årsmiddel- Depositions- Flux Deposition N-Deposition Parameter koncentration hastighed [µg/m 3 ] [mm/s] [ng*m -2 *s -1 ] [g*ha -1 *y -1 ] [g*ha -1 *y -1 ] Nærområde; 200 m, NO 4,20E-01 0,98 0, NO 2 4,20E-01 4,4 1, N I alt; Nærområde; 200 m, Nærområde; 750 m, 90 NO 8,66E-01 0,98 0, NO 2 8,66E-01 4,4 3, N I alt; Nærområde; 750 m, Nærområde; 1000 m, 90 NO 6,83E-01 0, NO 2 6,83E-01 4,4 3, N I alt; Nærområde; 750 m, Fjernområder; 5,3 8,6 km 90 NO 1,16E-01 0,98 0, NO 2 1,16E-01 4,4 0, N I alt; Fjernområder; 5,3 8,6 km Tabel 6. Deposition af N fra eksisterende anlæg ved fuld last på alle kedler og gasturbinen. 4.3 Fremtidig deposition I tabel 7 ses den beregnede maksimale deposition af N, for det fremtidige anlæg efter idriftssættelse af de nye varmeproducerende kedler med ny selvstændig skorsten. Den maksimale deposition beregnes ved konservativt at anvende de højeste årsmiddelkoncentrationer for enten driftssituation 1 (fuld last på gasturbine + 1 ny gaskedel) og driftssituation 2 (fuld last på tre ny gaskedler). Anlæggets forskellige driftsmønstre er nærmere beskrevet i notatets afsnit 2. Den maksimale deposition i 3 områderne optræder nær anlægget 200 m mod vest, hvor den fremtidige N-deposition ved fuld last på tre nye gaskedler kan beregnes til ca. 0,4 kg ha -1 år -1. For de øvrige 3 områder varierer N-depositionen mellem 0,2-0,3 kg ha -1 år -1, hvilket indtræffer ved fuld last på gasturbinen og en ny gaskedel. For det nærmeste Natura 2000 område i Lovns Bredning kan den fremtidige N-deposition beregnes til 0,04 kg ha -1 år - 1, hvilket sker i driftssituation 1 med fuld last på gasturbine + 1 ny gaskedel. 6/8

7 Årsmiddel- Depositions- Flux Deposition N-Deposition Parameter koncentration hastighed [µg/m 3 ] [mm/s] [ng*m -2 *s -1 ] [g*ha -1 *y -1 ] [g*ha -1 *y -1 ] Nærområde; 200 m, NO 7,33E-01 0,98 0, NO 2 7,33E-01 4,4 3, N I alt; Nærområde; 200 m, Nærområde; 750 m, 90 NO 5,37E-01 0,98 0, NO 2 5,37E-01 4,4 2, N I alt; Nærområde; 750 m, Nærområde; 1000 m, 90 NO 4,49E-01 0,98 0, NO 2 4,49E-01 4,4 2, N I alt; Nærområde; 750 m, Fjernområder; 5,3 8,6 km 90 NO 8,07E-02 0,98 0, NO 2 8,07E-02 4,4 0, N I alt; Fjernområder; 5,3 8,6 km Tabel 7. Deposition af N fra fremtidigt anlæg ved fuld last på alle kedler og gasturbinen. 4.4 Perspektivering af deposition Til perspektivering af den ændrede påvirkning af de relevante Natura 2000 områder og områder beskyttet efter naturbeskyttelseslovens 3 gennem N-depositionen, er områdernes tålegrænser herfor undersøgt nærmere, og den beregnede N-deposition er perspektiveret i forhold hertil. Det skal til nedenstående perspektivering bemærkes, at der er tale om meget konservative betragtninger idet det forudsættes, at de beskrevne driftssituationer med fuld last på anlæggets kedler vedblivende foretages årets timer, hvilket ingelunde er tilfældet områder Med hensyn til vurdering af tålegrænser for de områder, der er beskyttet efter naturbeskyttelseslovens 3 vurderes det generelt, at der for de udpegede 3 områder gælder, at der ikke er risiko for, at der vil kunne påvises tilstandsændring i de enkelte områder så længe, en ændret N-deposition i områderne udgør under 1 kg N pr. ha pr. år. For 3 området 200 vest for anlægget ses en stigning i depositionen på ca. 0,2 kg/(ha*år) og for de to områder 750 m og m øst for anlægget ses et fald i depositionen på 0,1-0,2 kg/(ha*år). Ændringerne af N-depositionen i 3 områderne må, som det fremgår af ovenstående, derfor betegnes som værende uden større risiko for, at der kan påvises tilstandsændringer i de pågældende områder Natura 2000 områder For Natura 2000 området ved Lovns Bredning gælder der i henhold til områdets basisanalyse med tillæg (begge udaterede), at der optræder mange terrestriske naturtyper med tålegrænser fra kg N/(ha*år) f.eks. for Elle- og askeskov, Bøg på muld og skovbevokset tørvemose, men også naturtyper med lavere tålegrænse på kg N/(ha*år) f.eks. Hæn- 7/8

8 gesæk og tørlavning samt en enkelt nedbrudt højmode med tålegrænse på kun 5-10 N/(ha*år). For mange af naturtyperne gælder, at områdernes øvre tålegrænseinterval er overskredet, hvorfor reduktion i belastningen er ønskværdig. Den maksimale deposition fra anlægget er beregnet til at falde med 0,02 kg N/(ha*år) til ca. 0,04 kg N/(ha*år) som følge af etablering af den nye kedelcentral. Anlægget yder således en meget lille påvirkning på de pågældende naturområders belastning, og der vil med den nye kedelcentral ske et fald i bidraget fra Viborg Kraftvarmeværk. 5. Sammenfatning Viborg kraftvarmeværks kedelcentral har i dag to kedler, der ønskes udskiftet med nye og større kedler. I forbindelse med miljøgodkendelse af udskiftningen beregnes miljøpåvirkninger fra den emitterede røggas. Den nye kedelcentral vil efter ombygningen være bestykket med tre nye varmeproducerende kedler. Konservativt er der gennemført beregner for kedler, hver med en indfyret effekt på 17 MW. Røggassen fra alle tre kedler køles til ca. 50 C for at maksimere brændselsudnyttelsen, og røggasserne udledes via en ny skorsten med en planlagt højde på 40 m. Udover de tre nye kedler, kan der endvidere foretages produktion på anlæggets gasturbine med en indfyret effekt på op til 130 MW. Beregninger viser, at det maksimale koncentrationsbidrag (maksimale månedlige 99 % percentile immission) af NO 2 (skorstenens dimensionerende stof) er væsentlig mindre end B- værdien, hvorfor den planlagte skorsten har tilstrækkelig højde til at sikre omgivelserne mod utilsigtede miljøpåvirkninger fra den emitterede røggas. Miljøpåvirkning gennem kvælstofdeposition i nærtliggende naturområder er vurderet. Beregningerne viser, at den maksimale deposition optræder nær anlægget, hvor nogle 3 områder vil opleve en stigende deposition medens andre vil opleve et fald. Ændringerne af N-depositionen i 3 områderne må dog betegnes som værende uden nævneværdig betydning for de pågældende naturområder. For Natura 2000 området ved Lovns Bredning ses, at den maksimale deposition fra anlægget er meget lav og med den nye kedelcentral forventes depositionen at falde yderligere. Anlægsændringen medfører således en reduceret påvirkning på Natura 2000 områderne. 8/8

9 BILAG 1 Udskrift af OML-beregning; Immissionsberegning

10 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 1 Danmarks Miljøundersøgelser Licens til Rambøll, Teknikkerbyen, Virum Kommentarer til beregningen: Immissionsberegning af NOX (NO2)for Viborg Kraftvarmeværk. Beregning før og efter etablering af tre nye kedler. Beregning suppleres uden drift kedler med olie som brændsel. Beregninger: FØR: GT + 2 gamle gaskedler EFTER: GT + 1 ny gaskedel 3xGas: 3 nye gaskedler Kildestyrke: Gasturbine (Før/Efter): Nm3/h/3600*86*50% = 2,545 g/s Ny gaskedel (Efter): Nm3/h/3600*65*50% = 0,244 g/s Gl gaskedel (Før): Nm3/h/3600*125*50% = 0,239 g/s Terrenhøjder: 0-7 m, største hælning: 3 Receptorer: Generelt 5 m. erhvervsbyggeri: 10 m (200m; ) B-Værdi: 125 µg/m3 Teoretisk minimumshøjde for skorsten til 3 nye kedler er 34 Meteorologiske spredningsberegninger er udført for følgende periode (lokal standard tid): Start af beregningen = kl. 1 Slut på beregningen (incl.) = kl. 24 Meteorologiske data er fra: Kastrup Koordinatsystem. Der er anvendt et x,y-koordinatsystem med x-akse mod øst (90 grader) og y-akse mod nord (0 grader). Enheden er meter. Systemet er fælles for receptorer og kilder. Origo kan fastlægges frit, fx. i skorstensfoden for den mest dominerende kilde eller som i UTM-systemet. Receptordata. Ruhedslængde, z0 = m Største terrænhældning = 3 grader Receptorerne er beliggende med 10 graders interval i 13 koncentriske cirkler med centrum x,y: 0., 0. og radierne (m): Terrænhøjder er ikke alle ens. Receptorhøjder er ikke alle ens.

11 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 2 Danmarks Miljøundersøgelser Terrænhøjder [m] Retning Afstand (m) (grader)

12 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 3 Danmarks Miljøundersøgelser Receptorhøjder [m] Retning Afstand (m) (grader)

13 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 4 Danmarks Miljøundersøgelser Forkortelser benyttet for kildeparametrene: Nr...: ID...: X...: Y...: Z...: HS...: T...: VOL...: DSO...: DSI...: HB...: Qi...: Internt kildenummer Tekst til identificering af kilde X-koordinat for kilde [m] Y-koordinat for kilde [m] Terrænkote for skorstensfod [m] Skorstenshøjde over terræn [m] Temperatur af røggas [Kelvin]/[Celsius] Volumenmængde af røggas [normal m3/sek] Ydre diameter af skorstenstop [m] Indre diameter af skorstenstop [m] Generel beregningsmæssig bygningshøjde [m] Emission af stof nr. 'i' [gram/sek] Punktkilder Kildedata: FØR EFTER 3xGas Nr ID X Y Z HS T(C) VOL DSI DSO HB Q1 Q2 Q3 1 GT NyGas GlGas GlGas NyGas NyGas Tidsvariationer i emissionen fra punktkilder. Emissionerne fra de enkelte punktkilder er konstant. Afledte kildeparametre: Kilde nr. Vertikal røggashastighed Buoyancy flux (termisk løft) m/s (omtrentlig) m4/s Retningsafhængige bygningsdata (kun retninger med bygningshjøde større end nul er medtaget). Kilde nr. 2: Retning Højde[m] Afstand[m] Kilde nr. 3: Retning Højde[m] Afstand[m] Kilde nr. 4: Retning Højde[m] Afstand[m] Kilde nr. 5: Retning Højde[m] Afstand[m]

14 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 5 Danmarks Miljøundersøgelser Kilde nr. 5: Retning Højde[m] Afstand[m] Kilde nr. 6: Retning Højde[m] Afstand[m]

15 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 6 Danmarks Miljøundersøgelser Side til advarsler. ***************** ADVARSEL **************** ADVARSEL FRA OML-MULTI: Mindst en receptor er placeret tæt på en bygning i dennes indflydelsesområde. Fundet første gang for receptor nr. 1 og en bygning beskrevet i forbindelse med kilde nr. 1. Resultater fra sådanne receptorer er behæftet med betydelig usikkerhed.

16 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 7 Danmarks Miljøundersøgelser FØR Periode: Maksima af månedlige 99%-fraktiler (µg/m3) Retning Afstand (m) (grader) Maksimum= i afstand 100 m og retning 240 grader i måned 2.

17 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 8 Danmarks Miljøundersøgelser EFTER Periode: Maksima af månedlige 99%-fraktiler (µg/m3) Retning Afstand (m) (grader) Maksimum= i afstand 200 m og retning 270 grader i måned 10.

18 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:42 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 9 Danmarks Miljøundersøgelser 3xGas Periode: Maksima af månedlige 99%-fraktiler (µg/m3) Retning Afstand (m) (grader) Maksimum= i afstand 100 m og retning 260 grader i måned 2.

19 BILAG 2 Kortudsnit af depositionsområder

20

21

22 BILAG 3 Udskrift af OML-beregning; Depositionsberegning

23 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:52 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 1 Danmarks Miljøundersøgelser Licens til Rambøll, Teknikkerbyen, Virum Kommentarer til beregningen: Depositionsberegning af N (NO og NO2)for Viborg Kraftvarmeværk. Beregning før og efter etablering af tre nye kedler. Beregning med to forskellige "efter-situationer". EFT_1: Gasturbine + 1 gaskedel. EFT_2: 3 gaskedler. Kildestyrke: Gasturbine (Før/Efter): Nm3/h/3600*86*50% = 2,545 g/s Ny gaskedel (Efter): Nm3/h/3600*65*50% = 0,244 g/s Gl gaskedel (Før): Nm3/h/3600*125*50% = 0,239 g/s Terrenhøjder: 0 m Receptorer: Generelt 1,5 m. Meteorologiske spredningsberegninger er udført for følgende periode (lokal standard tid): Start af beregningen = kl. 1 Slut på beregningen (incl.) = kl. 24 Meteorologiske data er fra: Kastrup Koordinatsystem. Der er anvendt et x,y-koordinatsystem med x-akse mod øst (90 grader) og y-akse mod nord (0 grader). Enheden er meter. Systemet er fælles for receptorer og kilder. Origo kan fastlægges frit, fx. i skorstensfoden for den mest dominerende kilde eller som i UTM-systemet. Receptordata. Ruhedslængde, z0 = m Største terrænhældning = 3 grader Receptorerne er beliggende med 10 graders interval i 5 koncentriske cirkler med centrum x,y: 0., 0. og radierne (m): Alle terrænhøjder = 0.0 m. Alle receptorhøjder = 1.5 m.

24 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:52 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 2 Danmarks Miljøundersøgelser Forkortelser benyttet for kildeparametrene: Nr...: ID...: X...: Y...: Z...: HS...: T...: VOL...: DSO...: DSI...: HB...: Qi...: Internt kildenummer Tekst til identificering af kilde X-koordinat for kilde [m] Y-koordinat for kilde [m] Terrænkote for skorstensfod [m] Skorstenshøjde over terræn [m] Temperatur af røggas [Kelvin]/[Celsius] Volumenmængde af røggas [normal m3/sek] Ydre diameter af skorstenstop [m] Indre diameter af skorstenstop [m] Generel beregningsmæssig bygningshøjde [m] Emission af stof nr. 'i' [gram/sek] Punktkilder Kildedata: FØR EFT_1 EFT_2 Nr ID X Y Z HS T(C) VOL DSI DSO HB Q1 Q2 Q3 1 GT NyGas NyGas GlGas GlGas NyGas Tidsvariationer i emissionen fra punktkilder. Emissionerne fra de enkelte punktkilder er konstant. Afledte kildeparametre: Kilde nr. Vertikal røggashastighed Buoyancy flux (termisk løft) m/s (omtrentlig) m4/s Retningsafhængige bygningsdata (kun retninger med bygningshjøde større end nul er medtaget). Kilde nr. 2: Retning Højde[m] Afstand[m] Kilde nr. 3: Retning Højde[m] Afstand[m] Kilde nr. 4: Retning Højde[m] Afstand[m]

25 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:52 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 3 Danmarks Miljøundersøgelser Kilde nr. 5: Retning Højde[m] Afstand[m] Kilde nr. 6: Retning Højde[m] Afstand[m]

26 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:52 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 4 Danmarks Miljøundersøgelser Side til advarsler.

27 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:52 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 5 Danmarks Miljøundersøgelser FØR Periode: Middelværdier (µg/m3) Retning Afstand (m) (grader) E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E Maksimum= 3.23E+00 i afstand 200 m og retning 250 grader.

28 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:52 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 6 Danmarks Miljøundersøgelser EFT_1 Periode: Middelværdier (µg/m3) Retning Afstand (m) (grader) E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E Maksimum= 5.37E-01 i afstand 750 m og retning 80 grader.

29 Udskrevet: 2013/07/05 kl. 19:52 Dato: 2013/07/05 OML-Multi PC-version /5.03 Side 7 Danmarks Miljøundersøgelser EFT_2 Periode: Middelværdier (µg/m3) Retning Afstand (m) (grader) E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E Maksimum= 7.33E-01 i afstand 200 m og retning 270 grader.

30 BILAG 4 Forbrændingssimulering

31 Viborg Kraftvarmeværk Rambøll/Kimb Simuleret drift af gamle naturgaskedler 3. juni 2013 Brændværdi & gassammensætning MW Masse CV MJ pr. iso- n- GAS kg/kmol kg/kmol gas MJ/kg kmol gas C1 89,95% 16,0 14,4 50,1 722,9 C2 5,71% 30,1 1,7 46,9 80,5 C3 2,19% 44,1 1,0 46,2 44,6 C4 0,37% 0,54% 0,91% 58,1 0,5 45,8 24,2 C5 0,13% 0,08% 0,21% 72,1 0,2 45,5 6,9 C6+ 0,06% 86,2 0,1 45,0 2,3 C7+ 0,00% 100,2 0,0 45,0 0,0 CO2 0,66% 44 0,3 0 0,0 N2 0,31% 28 0,1 0 0,0 H2O 0,00% 18 0,0 0 0,0 SUM 100,0% 18,22 kg/kmol 881,5 MJ/kmol gas Massefylde (oplyst af Energinet.dk) 0,816 kg/nm3 Gennemsnits CV Gennemsnits CV 39,461 MJ/Nm3 48,376 MJ/kg Forbrændingsluft Tør Våd O2 21% 21% N2 79% 78% H2O 0% 1,0% (1 % svarer til dugpunkt på 7 C) SUM 100% 100% Forbrændingsberegning Luftoverskudstal 1,16 Forbrug Røggas pr mol gas Forbrug Røggas fra gas Røggas fra luft O2 CO2 H2O O2 CO2 H2O N2 O2 H2O N2 C ,80 0,900 1,799 0,288 0,100 7,850 C2 3, ,20 0,114 0,171 0,032 0,011 0,872 C ,11 0,066 0,088 0,018 0,006 0,478 C4 6, ,06 0,036 0,046 0,009 0,003 0,258 C ,02 0,011 0,013 0,003 0,001 0,073 C6+ 9, ,01 0,004 0,004 0,001 0,000 0,025 C ,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 CO2 1 0,007 N2 0,003 H2O 1 0,000 O2 1 SUM 2,190 1,137 2,120 0,003 0,350 0,122 9,557 MW Samlet røggasproduktion pr mol gas, aktuel tilstand Gassammensætning Røggasmængde H2O 16,9% 13,29 mol 369,3 g 27,8 g/mol O2 2,64% (våd) 0,298 Nm3/mol gas O2 3,17% (tør) Energiberegning I Indfyret effekt 8,4 MW Prod: 8,4 MW Virkningsgrad 1 Gasforbrug 625 kg gas pr time 34,3 kmol pr. time Røggasmængde Nm3/t, aktuel Røggasproduktion 455,9 kmol pr. time Nm3/t, tør, aktuel O kg/hr Nm3/t, tør, 3 % O2 Vand 76,9 kmol pr. time Nm3/t, tør, 10 % O kg/hr Omregning til andet vandindhold (kondensering) Vandindhold 16,9% (efter kondensering) Udkondenseret vand 0 Nm3/t, vandgas Røggasmængde Nm3/t, aktuel 0 kg/h

32 Viborg Kraftvarmeværk Rambøll/Kimb Simuleret drift af gasturbine 3. juni 2013 Brændværdi & gassammensætning MW Masse CV MJ pr. iso- n- GAS kg/kmol kg/kmol gas MJ/kg kmol gas C1 89,95% 16,0 14,4 50,1 722,9 C2 5,71% 30,1 1,7 46,9 80,5 C3 2,19% 44,1 1,0 46,2 44,6 C4 0,37% 0,54% 0,91% 58,1 0,5 45,8 24,2 C5 0,13% 0,08% 0,21% 72,1 0,2 45,5 6,9 C6+ 0,06% 86,2 0,1 45,0 2,3 C7+ 0,00% 100,2 0,0 45,0 0,0 CO2 0,66% 44 0,3 0 0,0 N2 0,31% 28 0,1 0 0,0 H2O 0,00% 18 0,0 0 0,0 SUM 100,0% 18,22 kg/kmol 881,5 MJ/kmol gas Massefylde (oplyst af Energinet.dk) 0,816 kg/nm3 Gennemsnits CV Gennemsnits CV 39,461 MJ/Nm3 48,376 MJ/kg Forbrændingsluft Tør Våd O2 21% 21% N2 79% 78% H2O 0% 1,0% (1 % svarer til dugpunkt på 7 C) SUM 100% 100% Forbrændingsberegning Luftoverskudstal 3,40 Forbrug Røggas pr mol gas Forbrug Røggas fra gas Røggas fra luft O2 CO2 H2O O2 CO2 H2O N2 O2 H2O N2 C ,80 0,900 1,799 4,318 0,294 23,010 C2 3, ,20 0,114 0,171 0,480 0,033 2,556 C ,11 0,066 0,088 0,263 0,018 1,401 C4 6, ,06 0,036 0,046 0,142 0,010 0,757 C ,02 0,011 0,013 0,040 0,003 0,215 C6+ 9, ,01 0,004 0,004 0,014 0,001 0,073 C ,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 CO2 1 0,007 N2 0,003 H2O 1 0,000 O2 1 SUM 2,190 1,137 2,120 0,003 5,256 0,358 28,011 MW Samlet røggasproduktion pr mol gas, aktuel tilstand Gassammensætning Røggasmængde H2O 6,7% 36,89 mol 1047,2 g 28,4 g/mol O2 14,25% (våd) 0,827 Nm3/mol gas O2 15,28% (tør) Energiberegning I Indfyret effekt 130,0 MW Prod: 130 MW Virkningsgrad 1 Gasforbrug kg gas pr time 530,9 kmol pr. time Røggasmængde Nm3/t, aktuel Røggasproduktion ,1 kmol pr. time Nm3/t, tør, aktuel O kg/hr Nm3/t, tør, 3 % O2 Vand 1315,7 kmol pr. time Nm3/t, tør, 10 % O kg/hr Omregning til andet vandindhold (kondensering) Vandindhold 6,7% (efter kondensering) Udkondenseret vand 0 Nm3/t, vandgas Røggasmængde Nm3/t, aktuel 0 kg/h

33 Viborg Kraftvarmeværk Rambøll/Kimb Simuleret drift af nye naturgaskedler 3. juni 2013 Brændværdi & gassammensætning MW Masse CV MJ pr. iso- n- GAS kg/kmol kg/kmol gas MJ/kg kmol gas C1 89,95% 16,0 14,4 50,1 722,9 C2 5,71% 30,1 1,7 46,9 80,5 C3 2,19% 44,1 1,0 46,2 44,6 C4 0,37% 0,54% 0,91% 58,1 0,5 45,8 24,2 C5 0,13% 0,08% 0,21% 72,1 0,2 45,5 6,9 C6+ 0,06% 86,2 0,1 45,0 2,3 C7+ 0,00% 100,2 0,0 45,0 0,0 CO2 0,66% 44 0,3 0 0,0 N2 0,31% 28 0,1 0 0,0 H2O 0,00% 18 0,0 0 0,0 SUM 100,0% 18,22 kg/kmol 881,5 MJ/kmol gas Massefylde (oplyst af Energinet.dk) 0,816 kg/nm3 Gennemsnits CV Gennemsnits CV 39,461 MJ/Nm3 48,376 MJ/kg Forbrændingsluft Tør Våd O2 21% 21% N2 79% 78% H2O 0% 1,0% (1 % svarer til dugpunkt på 7 C) SUM 100% 100% Forbrændingsberegning Luftoverskudstal 1,10 Forbrug Røggas pr mol gas Forbrug Røggas fra gas Røggas fra luft O2 CO2 H2O O2 CO2 H2O N2 O2 H2O N2 C ,80 0,900 1,799 0,180 0,095 7,444 C2 3, ,20 0,114 0,171 0,020 0,011 0,827 C ,11 0,066 0,088 0,011 0,006 0,453 C4 6, ,06 0,036 0,046 0,006 0,003 0,245 C ,02 0,011 0,013 0,002 0,001 0,070 C6+ 9, ,01 0,004 0,004 0,001 0,000 0,024 C ,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 CO2 1 0,007 N2 0,003 H2O 1 0,000 O2 1 SUM 2,190 1,137 2,120 0,003 0,219 0,116 9,062 MW Samlet røggasproduktion pr mol gas, aktuel tilstand Gassammensætning Røggasmængde H2O 17,7% 12,66 mol 351,1 g 27,7 g/mol O2 1,73% (våd) 0,284 Nm3/mol gas 1,24 kg/nm3 O2 2,10% (tør) Energiberegning I Indfyret effekt 16,5 MW Prod: 17 MW Virkningsgrad 1,03 Gasforbrug kg gas pr time 67,4 kmol pr. time Røggasmængde Nm3/t, aktuel Røggasproduktion 853,1 kmol pr. time Nm3/t, tør, aktuel O kg/hr Nm3/t, tør, 3 % O2 Vand 150,7 kmol pr. time Nm3/t, tør, 10 % O kg/hr Omregning til andet vandindhold (kondensering) Vandindhold 12,5% (efter kondensering) Udkondenseret vand 1129 Nm3/t, vandgas Røggasmængde Nm3/t, aktuel 907 kg/h