Anlæg # 12. Gasmotor, Caterpillar G Målerapport November 2009

Transkript

1 Anlæg # 12 Gasmotor, Caterpillar G 3612 Målerapport November 2009

2 DGC-rapport Anlæg # 12 1/15 Anlæg # 12 Gasmotor, Caterpillar G 3612 Danny Lovett Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 2009

3 DGC-rapport Anlæg # 12 2/15 Titel : Anlæg 12 Rapport kategori : Målerapport Forfatter : Danny Lovett Dato for udgivelse : Copyright : Dansk Gasteknisk Center a/s Sagsnummer : Sagsnavn : Emissionskortlægningsprojekt for decentral kraftvarme 2007 (Miljøprojekt-Energinet.dk)

4 DGC-rapport Anlæg # 12 3/15 Indholdsfortegnelse Side 1 Prøvningsresultater Rekvirent Opgavebeskrivelse Anlægsbeskrivelse Data for gasmotor Udførte målinger Måleresultater Emission Øvrige driftsdata Analyseresultater Bilag 1. Måleværdier, grafisk præsentation 2. Usikkerhedsbudget for emissionsmåling 3. Analyse af uforbrændte kulbrinter og analyse for lattergas (N 2 O)

5 DGC-rapport Anlæg # 12 4/15 1 Prøvningsresultater Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den som en del af Energinet.dk emissionskortlægningsprojektet udført miljømåling på en Caterpillar G 3612 gasmotor. Der er udført emissionsmåling af en times varighed ved fuldlastdrift. I Tabel 1 er angivet timemiddelværdi for CO-, NO x - og UHC-emission. Værdierne refererer til tør røggas. Røggasudtaget for emissionsmålingen var placeret mellem LT-veksler og skorstenen. Tabel 1 Timemiddelværdi for gasmotor (tør røggas) Gennemsnit, Timemiddelværdier O 2 [ %-vol ] 11,5 ± 0,3 CO 1) [ mg/m 3 n ] 127 ± 7 3) NO x 1)2) UHC 4)1) (Angivet som C-ækvivalent) [ mg/m 3 n ] 359 ± 20 3) [ mg/m 3 n ] 1973 ± 91 3) CO 2 [ %-vol ] 5,4 ± 0,2 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 Den er der udtaget prøver med henblik på bestemmelse af UHCsammensætningen i røggassen. Tabel 2 viser resultaterne.

6 DGC-rapport Anlæg # 12 5/15 Tabel 2 Analyse af UHC i røggas UHC sammensætning [ ppm ] 1) [ %-rel. ] Metan ,7 Ethen 7,0 0,5 Ethan 90 5,9 Propen n.d. - Propan 33 2,2 i-butan 3,8 0,2 n-butan 5,8 0,4 øvrige C 4 0,23 0,01 i-pentan 1,2 0,1 n-pentan 0,78 0,1 Total [ ppm ] Total [ ppm CH 4 -ækv. ] ) Nøjagtigheden vurderes til at være: ± 5 % for koncentrationer > 100 ppm, ± 10 % for koncentrationer mellem 10 og 100 ppm og ± 20 % for koncentrationer < 10 ppm. Lattergas (N 2 O) koncentrationen i røggassen blev målt til 0,55 ± 0,05 ppm. Hørsholm, november 2009 Danny Lovett Maskinmester Emissionsmålinger Steen Andersen Ansvarlig for DGC s emissionsmålinger

7 DGC-rapport Anlæg # 12 6/15 2 Rekvirent Energinet.dk er rekvirent iht. Miljø projekt Kortlægning af Emissioner fra Decentral Kraftvarme 2007

8 DGC-rapport Anlæg # 12 7/15 3 Opgavebeskrivelse Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den som en del af Energinet.dk Miljøprojekt Emissionskortlægningsprojekt for decentral kraftvarme 2007 udført miljømåling på en Caterpillar G 3612 gasmotor. Den er der udtaget prøver af røggassen fra motoren med henblik på bestemmelse af UHC-sammensætningen samt lattergasemissionen. Målingen er udført af Danny Lovett, 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. Under målingerne var anlægget repræsenteret ved driftspersonalet. Denne prøvningsrapport er kvalitetssikret af Steen Andersen, Dansk Gasteknisk Center a/s.

9 DGC-rapport Anlæg # 12 8/15 4 Anlægsbeskrivelse Gasmotor, Caterpillar G3612, er opstillet i motorcelle. I tilstødende kedelhal var høj- og lavtemperaturveksler placeret. 4.1 Data for gasmotor Gasmotor: Type: Caterpillar G 3612 Serienr.: Kendt Nominel ydelse: 2875 kw e Omdrejningstal: 1000 rpm Tændingstidpunkt (basis): 18,7 FTDP Driftstimetal: timer

10 DGC-rapport Anlæg # 12 9/15 5 Udførte målinger Der er udført emissionsmåling af en times varighed. 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 kulbrinte) CO 2 Der er yderligere foretaget følgende analyser af røggassen til bestemmelse af: UHC-sammensætning Lattergasemmision Røggasudtaget er placeret mellem LT-veksler og skorstenen.

11 DGC-rapport Anlæg # 12 10/15 6 Måleresultater 6.1 Emission Timemiddelværdier for emissionsmålingerne fremgår af Tabel 3. Alle anførte måleværdier refererer til tør røggas. I rapportens Bilag 1 er måleværdierne vist grafisk. Tabel 3 Emissionsmiddelværdier for gasmotor (tør røggas) Time-middelværdi O 2 [ %-vol ] 11,5 ± 0,3 CO [ ppm ] 60 ± 3 NO x 1) [ ppm ] 103 ± 5 UHC 2) [ ppm ] 2188 ± 76 CO 2 [ %-vol ] 5,4 ± 0,2 1) NO + NO 2 2) Total kulbrinte, metanækvivalent NO udgjorde ca. 73 %-vol. af NO x (korttidsmåling) i det aktuelle målepunkt. Røggastemperaturen ved målepunktet var under målingen ca. 47 C. I Tabel 4 angives emissionsværdierne i mg/m 3 n. Tabel 4 Timemiddelværdi for gasmotor (tør røggas) Gennemsnit, Timemiddelværdier O 2 [ %-vol ] 11,5 ± 0,3 CO 1) [ mg/m 3 n ] 127 ± 7 3) NO x 1)2) UHC 4)1) (Angivet som C-ækvivalent) [ mg/m 3 n ] 359 ± 20 3) [ mg/m 3 n ] 1973 ± 91 3) CO 2 [ %-vol ] 5,4 ± 0,2 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 # 12 11/ Øvrige driftsdata I Tabel 5 er anført en række andre data for anlæggets drift under målingen. Tabel 5 Supplerende målinger Temperatur, udendørs 2) [ C ] 10 Relativ fugtighed, udendørs 2) [ % RH ] 98 Barometerstand 2) [ hpa ] 1004 Temperatur, Motorcelle 2) [ C ] 23 Relativ fugtighed, indsugning 2) [ % RH ] 45 Cos ϕ 1) - 1,0 P el 1) Motordata: [ kw ] 2885 Returtemperatur 1) [ C ] 32 Kølevandstemperatur 1) [ C ] 96 Temperatur efter turbolader 1) [ C ] 449 Smøreolietemperatur 1) [ C ] 78 Smøreolietryk 1) [ bar ] 5,3 Ladelufttemperatur 1) [ C ] 46 Ladelufttryk 1) [ bar ] 2,5 Forbrændingshastighed, gns. 1) [ ms ] 3,90 1) Baseret på de på værket installerede målere / SRO-anlæg 2) Aflæst på DGC s medbragte måleinstrumenter

13 DGC-rapport Anlæg # 12 12/ Analyseresultater I Tabel 6 er givet analyseresultater for UHC i røggas. Analyserne er foretaget af DGC på gaskromatograf. Tabel 6 Analyse af UHC i røggas UHC sammensætning [ ppm ] 1) [ %-rel. ] Metan ,7 Ethen 7,0 0,5 Ethan 90 5,9 Propen n.d. - Propan 33 2,2 i-butan 3,8 0,2 n-butan 5,8 0,4 øvrige C 4 0,23 0,01 i-pentan 1,2 0,1 n-pentan 0,78 0,1 Total [ ppm ] Total [ ppm CH 4 -ækv. ] ) Nøjagtigheden vurderes til at være: ± 5 % for koncentrationer > 100 ppm, ± 10 % for koncentrationer mellem 10 og 100 ppm og ± 20 % for koncentrationer < 10 ppm. Lattergas (N 2 O) koncentrationen i røggassen blev målt til 0,55 ± 0,05 ppm Vedudtagning af UHC-prøver blev der målt 1911 mg/m 3 n (5%-vol. O 2 ) og 11,6 %-vol. O 2.

14 DGC-rapport Anlæg # 12 13/15 Måleværdier, grafisk præsentation BILAG 1 Anlæg 12, , 1. time, Cat G3612 m CO, NO & NOx [ppm] NO x CO O 2 NO O2 [%-vol] :50 09:55 10:00 10:05 10:10 10:15 10:20 10:25 10:30 10:35 10:40 10:45 10:50 Tidspunkt Anlæg 12, , 1. time, Cat G3612 m UHC UHC [ppm] O2 [%-vol] O :50 09:55 10:00 10:05 10:10 10:15 10:20 10:25 10:30 10:35 10:40 10:45 10:50 Tidspunkt

15 DGC-rapport Anlæg # 12 14/15 BILAG 2 Anlæg 12 / time Cat G3612 m2 USIKKERHEDSBUDGET VED EMISSIONSMÅLING : Værdi: Bidrag: Korrigeret værdi: Temperatur ved kalibrering: t cal C 28 O2-måling (Servomex 570A): vol.% 11.5 Grund-usikkerhed: ± 0.2 % abs. 1.7 Temperatur: ± ( * t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 0.2 % abs. 1.7 Samlet usikkerhed: ±vol.% 0.3 O2-effekt ved omregning: ± (1- (20.95-O2 mid.)/(20.95-o2min.))*100 ± % rel. 3.1 CO-måling (Hartmann & Braun, URAS 14): ppm mg/m 3 n ved 5%O2 Måleområde, fs *): ppm 241 ± 0.5 % fs 2.0 Temperatur: ± (0.3* t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 4.0 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 (Thermo Environmental Corp. 42CHL): ppm 101 Måleområde, fs: ppm 250 Grund-usikkerhed: ± 1 % fs 2.5 Temperatur: ± 2% rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 2.5 NO NO ppm 73 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 2500 Grund-usikkerhed: ± 1 % fs (min.± 1 ppm) 1.1 Temperatur: ± 2 % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 1.1 Repeterbarhed: ± 1 % fs 1.1 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 4.51 Usikkerhed på UHC i % af indfyret ±%-point 0.18 CO2-måling (Hartmann & Braun, URAS 14): vol.% 5.4 Måleområde, fs: vol.% 15 Grund-usikkerhed: ± 0.5 % fs 1.4 Temperatur: ± (0.3* t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 2.8 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed: ±vol.% 0.2

16 DGC-rapport Anlæg # 12 15/15 BILAG 3 I tabellen herunder er angivet analyseresultater af UHC (uforbrændte kulbrinter) og lattergas (N 2 O) i røggas. Analyserne er foretaget af DGC på gaskromatograf.