Emission fra større gasfyrede kedler. Projektrapport Juli 2003

Transkript

1 Emission fra større gasfyrede kedler Projektrapport Juli 23

2 Emission fra større gasfyrede kedler Jan de Wit Steen D. Andersen Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 23

3 Titel : Emission fra større gasfyrede kedler Rapport kategori : Projektrapport Forfatter : Jan de Wit, Steen D. Andersen Dato for udgivelse : Copyright : Dansk Gasteknisk Center a/s Sagsnummer : ; H:\724\26\Rapport\rapport_final.doc Sagsnavn : Emission fra større gasfyrede kedler ISBN : For ydelser af enhver art udført af Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) gælder: at DGC er ansvarlig i henhold til Almindelige bestemmelser for teknisk rådgivning & bistand (ABR 89), som er vedtaget for opgaven, med mindre andet aftales skriftligt. at erstatningsansvaret for fejl, forsømmelser eller skader over for rekvirenten eller tredjemand gælder pr. ansvarspådragende fejl eller forsømmelse. Ansvaret er dog altid begrænset til maksimum 1 % af det vederlag, som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte overstige DGC s hæftelse. at DGC skal - uden begrænsning - omlevere egne ydelser i forbindelse med fejl, mangler og forsømmelser i DGC s materiale. Dette gælder dog ikke længere end 5 år fra opgavens udførelse. at rekvirenten er ansvarlig for, at de iht. lov gældende sikkerheds- og arbejdsmiljøregler hos rekvirenten kan overholdes af DGC i forbindelse med opgavens udførelse. Såfremt DGC må standse, afbryde og/eller udsætte en opgave, fordi disse regler ikke kan overholdes, må rekvirenten bære DGC s eventuelle ekstraomkostninger i forbindelse hermed. Marts 2

4 DGC-rapport 1 Indholdsfortegnelse Side 1 Forord Sammenfatning og konklusion Installeret kedeleffekt i Danmark Kedler i DK Estimat for den samlede opstillede kedeleffekt Kedler, kortlægning Kedeltyper Stikprøveundersøgelser, kedeltyper Blokvarmecentraler Fjernvarmecentraler Kaskadekoblede kedler Emission Generelt Tidligere målinger Litteraturangivelser Tidligere DGC-målinger Eksempler på nyere målinger på danske kedelanlæg Oliefyrede kedler Gasfyrede kedler Miljøkrav, kedelanlæg Emissionskrav Sammenligning af miljøkrav og målinger Sammenligning med ældre DGC-målinger Sammenligning med indhentede brændertilbud (1993) for større gasfyret dampkedelanlæg Sammenligning med nyeste målinger (udført 22/23) Kombibrændere Referencer... 28

5 DGC-rapport 2 Bilag Bilag 1: Bilag 2: Bilag 3: Bilag 4: Bilag 5: Bilag 6: Bilag 7: Bilag 8: Spørgeskema Stikprøveundersøgelse, mindre varmecentraler (primært blokvarme) Stikprøveundersøgelse, fjernvarmecentraler Kedler (større gasfyrede) på det danske marked Kedelbestand i DK Måling på 9.3 MW gasfyret kedel Måling på 3.7 MW ældre gasfyret kedel Måling på 8 MW gasfyret vendeflammekedel

6 DGC-rapport 3 1 Forord Denne projekt rapport er udarbejdet af DGC på vegne af Gasselskabernes Fagudvalg for Gasinstallationer (FAU GI). Carsten Nielsen, DONG, har som gasselskabsrepræsentant aktivt fulgt projektet. Projektet har, med hensyn til stikprøvevis kortlægning af kedelbestanden på varmecentraler, nydt udstrakt hjælpsomhed fra ansatte på en række fjernvarme- eller kraftvarmeværker (spørgeskemaundersøgelse) samt medarbejdere fra NESA. Der skal også rettes en tak til Centralkommunernes Transmissionsselskab (CTR) for at have bidraget til at belyse kedeleffekt for spids- og reservelastcentraler. Anlægsejerne på de kedelanlæg, hvor der er målt i forbindelse med projektet, takkes ligeledes for at have stillet anlæggene til rådighed samt for positivt samarbejde omkring målingernes udførelse. Projektmedarbejdere hos DGC: Jan de Wit, Henrik Andersen, Steen D. Andersen og Lone Mønsted Schmidt. Kvalitetssikring er foretaget af Lotte Sarbæk Salling, DGC. Hørsholm, juli 23 Jan de Wit Projektleder Afd. for Energiteknik og Sikkerhed Bjarne Spiegelhauer Afdelingschef Afd. for Energiteknik og Sikkerhed

7 DGC-rapport 4 2 Sammenfatning og konklusion Oplæg Projekt har haft som formål: 1. Ved stikprøver at skabe et overblik over den gasfyrede kedelbestand, der er opstillet på blok- og fjernvarmecentraler. 2. For udvalgte kedel/brænderkonstellationer at foretage emissionsmåling for at få et overblik over emissionen fra mellemstore og større kedler. Der udvælges både nyere og ældre kedler. Der indgår også enkelte kedler på andre brændsler. Ovenstående skal anvendes for at give et bedre overblik over kedelbestanden i Danmark samt emissionsforhold fra samme. De fundne data er vurderet i henhold til den i år 21 udsendte Luftvejledning fra Miljøstyrelsen /2/. Heri stilles nu krav til emission fra energianlæg, herunder også kedelanlæg > 12 kw (indfyret effekt). Konklusion Kortlægningsarbejdet er foregået ved anvendelse af spørgeskemaer til en række fjernvarme- og blokvarmecentraler. For fjernvarmecentralernes vedkommende er modtaget besvarelser for i alt 18 kedler. I besvarelserne findes, udover oplysninger om kedlerne (ydelse, fabrikat, type, alder samt årlig benyttelsestid), også oplysninger om brænderfabrikat og andet relevant udstyr, se Bilag 3. Besvarelserne viser i hovedtræk, at der optræder ganske mange kedelfabrikater (>13) og et næsten tilsvarende antal forskellige brænderleverandører til samme. Kedlerne er overvejende kanalrøgrørskedler, enkelte heraf såkaldte vendeflammekedler. De spænder årstalsmæssigt fra med en gennemsnitsalder på 16 år. På mange af kedlerne er monteret brændere af nyere dato, end kedlens alder angiver. For blokvarmecentralernes vedkommende er modtaget besvarelser for i alt 26 kedler, se Bilag 2. Besvarelserne viser i hovedtræk, at der optræder flere kedelfabrikater (>5) og ligeledes flere forskellige brænderleverandører. Blandt kedlerne er 6 støbejernskedler og 4 såkaldte vendeflammekedler;

8 DGC-rapport 5 øvrige er kanalrøgrørskedler. De fleste af brænderne arbejder som 2- eller 3- trins brændere, og visse er fuldmodulerende. De i projektet fundne emissioner svarer ganske godt til, hvad Miljøstyrelsen netop har anført som state of art med hensyn til såvel eksisterende som nye anlæg i Luftvejledningen /2/. Langt de fleste installationer vil kunne honorere kravene for eksisterende anlæg, og der findes også lav-no x brændere på markedet, som vil kunne honorere kravene til nye anlæg. Herunder er anført typiske emissionsværdier for større naturgasfyrede kedel/brænderanlæg. Gasbrændere > 12 kw NO x CO UHC mg/mj mg/mj mg/mj Alm. blæseluftbrænder 3-55 < 3 < 3 Lav-NO x brændersystemer <3 <3 Det synes på samme vis med kombibrændere (naturgas samt let-olie) også muligt at kunne honorere kravene for eksisterende anlæg. I materialet for nærværende rapport indgår også data fra en enkelt ældre såkaldt specialgaskedel med atmosfærisk brænder. Det enkeltstående resultat, der her indgår, viser, at denne ikke vil kunne honorere kravene i henhold til Luftvejledningen. Leverandøren af pågældende kedeltype oplyser, at disse de senere år er solgt med ændrede brændere (pre-mix). Fabrikantoplysninger vedrørende emissionsniveauerne for disse ændrede kedler/brændere viser, at disse ikke har problemer i relation til Luftvejeledningens grænseværdi for nye eller eksisterende anlæg. Det fremgår af det indsamlede og/eller målte datamateriale, at det er væsentligt at have korrekt indtrimmet brænder med hensyn til luftoverskud i hele det aktuelle lastområde. Visse brændere havde en høj emission ved meget lav last. Dette kan skyldes, at ovenstående ikke er opfyldt, eller at anlægget arbejder med så lav last, at ordentlig opblanding gas/luft ikke er mulig. I sidste tilfælde bør anlæggets nedre ydelse revurderes.

9 DGC-rapport 6 3 Installeret kedeleffekt i Danmark 3.1 Kedler i DK Danmark er, som det fremgår af Tabel 1, i meget vidt omfang et fjernvarmeforsynet land. Ud af i alt ca. 2.5 mio. boliger er ca. 1.5 mio. opvarmet med fjernvarme. Denne fjernvarme er i meget væsentligt omfang et resultat af kraftvarmeproduktion; 8-85 % af den på årsbasis leverede fjernvarme p.t. er produceret som kraftvarme. Denne produktion foregår på en række af de centrale kraftværker og på de flere hundrede decentrale kraftvarmeværker, der oftest leverer til fjernvarmenet, hvor varmen tidligere blev produceret alene på kedler. For i alt ca. 8 af disse decentrale gasfyrede kraftvarmeværker gælder, at fjernvarmenettet er nyt og etableret i tilknytning til opførelsen af kraftvarmeværket (såkaldte Barmarksværker). Tabel 1 Opvarmningsform for danske boliger (21). Antal boliger Fjernvarme Direkte oliefyring 475. Direkte gasfyring 325. Elopvarmet 14. Andet 5. Total Decentral kraftvarmeforsyning dimensioneres ofte til (varmemæssigt) at kunne klare ca. 6 % af et givent forsyningsområdes maksimale effektbehov. Dette betyder, at kraftvarmeanlægget på årsbasis vil være i stand til at levere ca. 9 % af den nødvendige varmeforsyning til området. I årets koldeste perioder vil der skulle ske forsyning fra reservespidslastkedler. Sidstnævnte udgøres i mange tilfælde af de oprindelige kedler til forsyning af fjernvarmenettet, måske fraregnet en eller to kedler, der har måttet vige af pladsmæssige krav. I de centrale kraftvarmeområder er også opstillet betydelig reserve/spidslast kedeleffekt. Disse kedler kan i vidt omfang også udgøres af kedelcentraler, der tidligere forsynede selvstændige fjernvarmenet, som nu er kommet til at indgå i større sammenhængende centrale fjernvarmesystemer. Baseret på oplysninger fra sådanne større centrale net skønner DGC, at der her er etab-

10 DGC-rapport 7 leret kedelbackup svarende fra ca. 35 % til over 1 % af nødvendig varmeeffekt på de koldeste dage. De anlæg, hvorpå der arbejdes med lav kedelbackup, er typisk fjernvarmesystemer, hvor der leveres varme fra flere af hinanden uafhængige centrale kraftvarmeværker. Kedelstørrelserne, der falder inden for dette projekts rammer, rummer også kedelstørrelser og typer til fx installation på institutioner, mindre virksomheder og eksempelvis til forsyning af mindre lukkede net inden for samme matrikelnummer (blokvarme). 3.2 Estimat for den samlede opstillede kedeleffekt Nedenstående er et estimat over kedelbestand til opvarmningsformål inkl. dampproduktion i industrien. Estimatet omfatter kedler med alle brændsler. Beregningen tager udgangspunkt i statistisk materiale /16/ og /17/ over energiforbrug til opvarmningsformål i DK inden for sektorerne: Husholdning, handel & service samt en skønsmæssigt ansat andel af energiforbruget i produktionssektoren. En væsentlig del af den danske opvarmning er som nævnt baseret på fjernvarme produceret i forbindelse med elproduktion på centrale kraftværker (kraftvarme). Det påregnes dog også her, at der i de centrale fjernvarmeforsynede områder i pæn udstrækning forefindes kedelkapacitet som reservelast (spids/reservelast kedelcentraler). Ud fra det årlige energiforbrug er foretaget graddagebetinget omregning til såkaldt dimensionerende varmeforbrug/behov, det vil sige effektbehov ved - 12 C udetemperatur. Dette effektbehov til opvarmning og procesformål udgør da ca. 27. MW. Ovenstående fører, idet der også indregnes en vis overkapacitet (35 %), til et estimat for kedelbestanden (basiskedler samt spids- og reservelast) til en installeret effekt på omtrent 36. MW. Kedeleffekt til mindre gas- eller olieopvarmede ejendomme (parcelhuse samt række-, kæde- og dobbelthuse) udgør skønsmæssigt ca. 1. MW heraf. Data vedrørende boligbestand og opvarmningsform er fra /16/. I stedet for at anvende en eller to større kedler, anvendes undertiden såkaldt kaskadekobling af 2-1 mindre, oftest væghængte, kedler. De førende leve-

11 DGC-rapport 8 randører oplyser tal for sådanne, der angiver, at der p.t. i alt findes 25-3 af sådanne anlæg i Danmark. For nærmere information vedrørende estimatet henvises til Bilag 5.

12 DGC-rapport 9 4 Kedler, kortlægning 4.1 Kedeltyper Kedeltyper, olie- og gasfyring Kedler til større olie- eller gasfyrede varmecentraler kan enten være støbejerns- eller pladejernskedler. Kedler over ca. 5 kw vil oftest være kanalrøgrørskedler. Figur 1 Forskellige kedeltyper (kanalrøgrørskedel og vendeflammekedel) til større olie- og/eller gasfyrede varmecentraler. Kedlerne består oftest af et vandkølet fyrrum, hvor forbrændingen finder sted. Røgen afgiver herefter yderligere varme ved passage af et antal rørslag/rørtræk. For støbejernskedler er disse rørslag integreret i de støbte kedelelementer. I røgrørskedler løber røgen efter fyrrummet ind til flere efterfølgende rør-

13 DGC-rapport 1 bundter. Disse er typisk påsvejset (kan dog være valset) rørpladerne i kedlens vendekamre. Der er kedelvand på ydersiden af røgrørene. Røgens udgangstemperatur fra kedlen bestemmes af den aktuelle indfyrede effekt samt det antal rørslag, den passerer. På visse kedler kan man afspærre ( by-passe ) rørslag og dermed tilpasse røgtemperaturen. På en række kedler vil man ved at lægge såkaldte retarderer/turbolatorer i rørslag kunne øge varmeovergangen og dermed sænke røgtemperaturen. Prisen for dette er et større trykfald gennem kedel. Kanalrøgrørskedler - eller korte røgrørskedler - findes normalt med fra 2 og op til 5 træk. Mange træk giver en stor varmeoverførende flade i kedlens konvektionspart, hvilket medvirker til at formindske røggastabet. På nogle kedeltyper kan der ved lav last udskydes træk, således at kedlen ikke kommer i kondenserende drift med korrosionsproblemer til følge. Kanalrøgrørskedler er oftest udført med vandkøling af kedlens for- og bagplader samt isolering af alle de udvendige overflader. Herunder er vist to udførelser af kanalrøgrørskedler. Figur 2 Cylindrisk kanalrøgrørskedel.

14 DGC-rapport 11 Figur 3 Kassekedel af kanalrøgrørskonstruktion, ældre kedelkonstruktion. Vendeflammekedler har ligesom kanalrøgrørskedler en firkantet eller cylinderformet fyrboks, men er tillige udstyret med et røgslag, udført som vandkammerrøgslag eller -røgrør, der vender flammen, se Figur 1. Her er varmeoverføringen - stråling og konvektion - meget stor, hvorfor der skal sørges for en effektiv vandcirkulation. Vandkammerrøgslag udføres i stålplade eller støbegods; kedler med røgrør udføres kun i stålplade. Der kan opnås lige så høje virkningsgrader ved vendeflammekedler som ved kanalrøgrørskedler med 2 og 3 træk. Støbejernskedler består af støbte elementer, der spændes sammen og danner hele kedelenheden: selve kedlen inklusive støbegodset mellem kedlens røggas- og vandsider. Støbejern er et korrosionsbestandigt materiale, hvorfor kedeldrift kan foregå ved lav røgtemperatur (kondenserende drift). Støbejernskedler anvendes bl.a. til mindre kedelanlæg og til større anlæg opbygget til kaskadedrift.

15 DGC-rapport 12 Figur 4 Støbejernskedel installeret i blokvarmecentral. Vandrørskedler anvendes primært til produktion af damp og højtryksdamp. I disse kedler befinder vandet sig i rør. Rørene opvarmes af flammen og røggassen (stråling og konvektion). Figur 5 Gasfyret (vandrørs-)dampkedel til produktion af procesdamp. Der er også udviklet mellemstore specialgaskedler, eksempelvis som vist i efterfølgende figur. Denne kedel har atmosfærisk gasbrænder, og røggas

16 DGC-rapport 13 passerer uden på vandkølede ribberør. Vandindholdet i kedlen er lille og vægten ligeså, hvilket eksempelvis muliggør placering på loft og lignende Figur 6 Specialgaskedel /9/. De fleste mindre gaskedler er i dag udført som vandrørskedler, ofte forsynet med ribber. Brænderen kan være en specialbrænder, fx en kugleformet overflade- eller fiberbrænder. Mange mindre kedler har indbygget udetemperaturstyring. 4.2 Stikprøveundersøgelser, kedeltyper Der er i projektet udført stikprøveundersøgelser vedrørende forekomst af kedeltyper og andet udstyr inden for henholdsvis blokvarmecentraler og fjernvarmecentraler. Hertil er anvendt et standardiseret enslydende spørgeskema (Bilag 1)l. DGC har til dette kortlægningsarbejde fået god hjælp fra i alt ca. 2 fjernvarmeværker (i alt 18 kedler) og fra NESA Varme med hensyn til afdækning af kedeltyper på i alt ca. 13 gasforsynede blokvarmecentraler i Københavnsområdet.

17 DGC-rapport Blokvarmecentraler Der er foretaget besøg på 13 gasfyrede blokvarmcentraler beliggende i Københavnsområdet, den komplette oversigt over besvarelser vedrørende disse findes som Bilag 2. Der indgår i alt 26 kedler i registreringen med en (fuldlast-)effekt fra kw. Kedlerne spænder aldersmæssigt jævnt fra 1973 til 2. Af kedeltyper er kanalrøgrørskedler dominerende (i alt 16). Der er dog registreret enkelte vendeflammekedler (4) og 6 støbejernskedler. Af kedelfabrikater er følgende registreret: Viesmann (1) Vølund/Danstoker (8) Tasso (3) De Dietrich (3) Parca Norhammer (2) Ingen af kedlerne er forsynet med afspærringsmulighed for røgslag eller anvender retardere/strips til yderligere sænkning af røggastemperaturen. Ingen af kedlerne i undersøgelsen er udstyret med iltstyring/ilttrim. Blandt brænderne til ovenstående dominerer Weishaupt som fabrikat (23), herudover er anvendt Riello-brændere på 3 af kedlerne. Ingen af kedlerne/brænderne fungerer som on/off. De fleste brændere er 2- og 3-trins (17), og de øvrige er trinløst modulerende (9). De blokvarmecentraler, der indgår i undersøgelsen, er centraler, der typisk er etableret af boligforeninger eller lignende, og hvor der efterfølgende er blevet installeret kraftvarmforsyning i tilknytning hertil. Kedlernes benyttelsestid er derfor ikke voldsom høj; gennemsnittet er ca. 5 timer årligt, spændende fra -15 timer på de enkelte kedler Fjernvarmecentraler Der er modtaget besvarelser på spørgeskema vedrørende kedelbestykning (se Bilag 3) fra i alt 3 fjernvarmeværker. Den komplette oversigt over besvarelser vedrørende disse findes som Bilag 3.

18 DGC-rapport 15 Der er anført besvarelser for i alt 18 kedler med en (fuldlast-)effekt fra 5 kw til 26 MW. Kedlerne spænder aldersmæssigt fra 1959 til 21, med en gennemsnitsalder på 16 år. Kanalrøgrørskedler er klart den mest dominerende kedeltype (i alt 11). Der er dog registreret enkelte vendeflammekedler (4) og enkelte, hvor typen ikke er anført. Af kedelfabrikater er følgende registreret: Danstoker (66) Vølund/DS (4) Vølund (6) Hollensen (1) Eurotherm (6) Falkenborg (6) Aalborg Boilers (3) DSV (2) Tuboy (2) ECO (1) HETO (1) Jyden (1) Et begrænset antal af kedlerne (4) er forsynet med afspærringsmulighed for rørslag. En del (19) anvender retardere/strips til yderligere sænkning af røggastemperaturen. Ganske mange af kedlerne (54) er udstyret med ekstra røgkøler. I alt 32 af kedlerne på de fjernvarmeværker, der har besvaret spørgeskemaet, er udstyret med iltstyring/ilttrim. Kedlernes årlige benyttelsestid spænder fra og op til 82 timer, gennemsnittet er ca. 75 timer årligt. Herunder er angivet de brændere, der anvendes, på de nævnte kedler: Weishaupt (35) Sacke (17) EuroTherm (11) Ray (11) Zantingh (1) Puripher (7)

19 DGC-rapport 16 KB (7) Aalborg (3) ELCO (2) DSV (2) MAN (2) Monarch (1) De fleste af brænderne er registreret som fuldmodulerende (12). Nogle få brændere er angivet som 2/3-trins (4), og en enkelt som on/off. For en enkelt kedel er der ikke anført information om brændertype. De registrerede kedler omfatter både kedler til naturgas, kombikedler/brændere til gas samt olie og kedler, hvorpå der alene anvendes olie som brændsel. En enkelt kedel er registreret med biogas Kaskadekoblede kedler I stedet for anvendelse af en eller to større kedler anvendes undertiden såkaldt kaskadekobling af 2-1 mindre, oftest væghængte, kedler. DGC har forespurgt til forekomsten blandt de førende leverandører af lette, mindre gaskedler i Danmark. Baseret på leverandørernes oplysninger skønnes det, at der p.t. er opført ca af sådanne anlæg i Danmark.

20 DGC-rapport 17 5 Emission 5.1 Generelt Røggassens indhold af forskellige komponenter (røggasemission) kan deles op i brændselsafhængige og procesafhængige komponenter. Emission af komponenterne CO 2, H 2 O samt SO 2 er eksempelvis alene brændselsafhængige. Det vil sige, at man ved kendskab til brændselstype og -forbrug på rimelig enkel vis kan regne sig frem til emission. Andre røggaskomponenter er såkaldt procesafhængige, såsom eksempelvis CO, NO x mv. Koncentrationen af disse komponenter er afhængige af forbrændingsprincip og de aktuelle omstændigheder (luftoverskud, opblanding, temperaturer mv.). Fastlæggelse af emission kræver derfor i denne forbindelse en måling i røggassen. Det vil her være sådan, at en lang række faktorer kan spille ind (oftest samtidig) og faktisk trække i hver sin retning, hvad angår indflydelse på en given komponent. Generelt gælder det, at jo varmere og mere intensiv forbrænding, desto mere NO x dannes der. Dog skal der også være overskydende ilt til stede, hvilket der jo også er, da der arbejdes med et vist luftoverskud. Temperaturen af de omgivende flader spiller som nævnt ind. På kedler er de omgivende flader oftest i vidt omfang vandkølede. Kedeloverfladen ind mod fyrrummet kan dog godt have en temperatur, der ligger væsentligt over vandtemperaturen, hvis kedlen har belægning enten på vand- eller røgside eller begge. Kulilte eller kulmonoxid (CO) emission er som regel et udtryk for, at brænderen ikke helt fungere så godt som ønskeligt. Høj CO-koncentration anvendes i flere sammenhænge som en generel indikator for forbrændingens kvalitet. For gaskedler er i Gasreglementet /19/ er - af person- og sikkerhedsgrunde - anført en højeste grænse på 1 ppm (=,1 %) i røggassen under specificerede omstændigheder. Gældende praksis er dog ofte, at montører/servicepersonale ikke forlader et anlæg, hvor der under de aktuelle omstændigheder er over 5 ppm CO i røggassen. Der er nu udviklet en indreguleringsmetode /25/, hvor man med hensyntagen til emission samt de aktuelle klimatiske omstædigheder ved indreguleringen sikrer sig, at brænderen ikke under normalt forekommende klimatiske ændringer bringes til at overstige nævnte grænseværdi.

21 DGC-rapport 18 Begrænsning af NO x -emission kan findes ved anvendelse af lav-no x brændere. Princippet i disse kan enten være, at de udnytter trinvis forbrænding (staged combustion) eller røggasrecirkulation (intern eller ekstern recirkulation). For mindre brændere har overflade lav-no x brændere fundet anvendelse. Intet tyder dog på snarligt gennembrud for større brændere med dette princip. Emission kan opgives i forskellige enheder. I denne rapport er de målte værdier efterfølgende omregnet til mg/mj (mg pr. indfyret MJ brændsel). Ved anvendelse af denne enhed er emissionsværdierne sammenlignelige uanset brændsel og ilt-% i røggassen. 5.2 Tidligere målinger Litteraturangivelser I /9/ er angivet emission for kedelanlæg indrettet til og fyret med en række forskellige brændsler. Reference /9/ er fra 1991, men de tilgrundliggende emissisonsdata er fra en udgivelse publiceret i For kedel/brænderanlæg fra denne periode er tallene givetvis repræsentative endnu. For anlæg, der er etableret senere, er forventeligt sket en udvikling mod lavere emission. Tabel 2 Emission for kedelanlæg baseret på forskellige brændsler (fra /9/, 1991). For alle angivelser gælder, at disse er før evt. rensning. Brændsel NO x CO UHC (mg/mj) (mg/mj) (mg/mj) Gasfyring Olie (gas olie) Olie (svær olie) Træ <1 Halm <1 Kul <1 Den efterfølgende figur (Figur 7) stammer fra et arbejde udført i 1993 /1/. Figuren viser NO x -emissioner fra et antal kedler opstillet i Østrig. Det er DGC s vurdering, at figuren i en vis udstrækning også kan være repræsentativ for ældre danske kedler.

22 DGC-rapport 19 Figur 7 NO x -emission afbilledet som funktion af kedlernes alder. I forbindelse med samme (/1/) projektarbejde blev en række brænderleverandører anmodet om at fremkomme med tilbud på brændere til et svensk naturgasfyret dampkedelanlæg, hvor man af hensyn til den svenske NO x - beskatning for større kedelanlæg ønskede at begrænse NO x -emissionen. De tilbudte løsningsforslag gik dels på modificering af de eksisterende brændere, alternativt nye lav-no x brændere og dels større ombygning med ekstern røggasrecirkulation eller dampinjektion. Der blev modtaget information fra i alt 9 forskellige leverandører, hvoraf de 6 gav pristilbud for leverancen. Den garanterede NO x -emission ved naturgasforbrænding lå mellem 24 og 6 mg/mj. Budgetprisen (1993) for installation (eller ombygning) på den aktuelle svenske 25 MW kedel var mellem 8. og 19. SEK, det vil sige SEK pr. MW indfyret. Flere af brænderne fandtes også i udgaver til lette og sværere olietyper. Her ligger den garanterede NO x -emission for mange af brænderne typisk en faktor højere. I Tabel 3 og 4 er angivet typiske emissionsdata for målinger udført på flisog halmfyrede kedler. Emission fra sådanne fastbrændselsfyrede anlæg vil oftest variere mere end for eksempelvis olie- eller gasfyrede anlæg. Angivelser i nævnte referencer er derfor udtrykt med såvel gennemsnitsværdier

23 DGC-rapport 2 som med et interval for typisk emission. Der kan dog godt forekomme emission, der ligger uden for de angivne typiske variationer. Tabel 3 Emission målt på et antal flisfyrede kedelanlæg iht. /23./ Enhed Typisk værdi Typisk variation NO x mg/mj SO x mg/mj Støv, rens. v. multicyklon mg/m 3 n Støv, røggaskondensering mg/m 3 n Emissionen af CO (kulmonoxid) kan variere noget for flisfyrede anlæg. Ofte er der i Miljøgodkendelsen anvendt en grænseværdi for CO på,5 % (svarende til 5 ppm), en grænseværdi, der er taget fra bestemmelserne vedrørende halmfyrede anlæg. I /23/ anføres det, at ved opstart, vådt brændsel eller usædvanlige driftsforhold kan ovenanførte værdi til tider måtte overskrides. Dette bekræftes af den måling på træpillefyret kedelanlæg, DGC har udført i tilknytning til nærværende rapport. Grundet udetemperatur på ca. 1 o C arbejdede kedlen intermitterende (5 minutters drift, 2 minutters stilstand). Tabel 4 Emission målt på et antal halmfyrede kedelanlæg iht. /24/. Målingerne er udført i perioden Enhed Typisk værdi Typisk variation NO x mg/mj SO x mg/mj CO mg/mj HCl mg/mj Partikler (rens. i posefilter) mg/m 3 n 1) ) v. 1 % O 2 Emissionsværdierne ligger generelt højere end for gasfyrede kedler/brændere. Luftvejledningen har separate (højere) grænseværdier for emission fra fastbrændselsfyrede anlæg end for gasfyrede kedelanlæg Tidligere DGC-målinger I Tabel 5 er oplistet en række målinger på kedler udført af DGC i perioden

24 DGC-rapport 21 Tabel 5 Tidligere DGC-målinger på kedelbrændere (naturgasfyring). Tidligere emissionsmålinger på kedelanlæg Brændsel Kedel År Brænder 1989 N-gas 1989 N-gas 1989 N-gas Nom kedel Nom effekt brænder Indf. Effekt O 2 CO NO x UHC kw kw kw % mg/mj mg/mj mg/mj Forsøgskedel Zantingh VBR 1 ca Tasso VH 15 Weishaupt i.m. 1 Kedel i.m. 1 Kedel 1 Tasso VH 15 Weishaupt i.m. 1 Kedel 2 Kilde nr. Andet i.m. 1 Kedel N-gas Hollensen Zanting i.m N-gas 199 N-gas 199 N-gas 1991 N-gas 1995 N-gas 1996 N-gas 1992 N-gas Tasso VH 14 Tasso VH i.m i.m. 2 Weishaupt 65/1-D i.m. 3 Kedel i.m. 3 Kedel 1 Weishaupt 65/1-D i.m. 3 Kedel i.m. 3 Kedel 2 Danstok VE-H83 Weishaupt i.m. 4 Kedel 1 DS Type 1 HAKA Compact WT i.m. 4 Kedel i.m. 4 Kedel i.m. 4 Kedel i.m. 4 Kedel i.m. 4 Kedel 3 Ray Int. PGECN 3 SL Weishaupt G7/1-D ZMA I.a. 5 Weishaupt NA I.a (?) I.a. 5 Danstoker TVB I.a. 34 I.a I.m. 6 Rendamax 28 (Integreret) i.m. 6 Danstoker KB-6 VE-11-8 SM I.m.: Ikke målt I.a.: Ikke angivet Kildeliste: 1. Måling mindre kedel, Måløv, DGC-måling, lav-no x -brænder i væksthus, Måling industriel central, DGC-måling, blokvarmecentral, Måling mindre kedel, Avanceret fyringsteknologi for naturgas, DGC-mål., større blokvarmecentral, DGC-måling, væksthus, 1991 Standard, uden recirk. Standard, med ekstern recirk. Med Intern røggas recirk. Atmosfærisk brænder M. Optinox RPM 7 Det ses i Tabel 5, at NO x -emissionen for gasblæseluftbrændere ligger mellem mg/mj. Der er også målt på en Lav-NO x brænder, denne havde en NO x -emission på ca. 17 mg/mj ved målingen (1995).

25 DGC-rapport 22 Den sidst oplistede måling i Tabel 5, der udviste en NO x -værdi på 12.5, er en særlig installation, hvor et roterende fugt- (og varme-)overførende hjul opfugter indsugningsluften samtidig med, at der også overføres lidt varme og røggas (= røggasrecirkulation). Som det ses, opnås der hermed ganske lav NO x samtidig med, at indsugningsluft (og derved sluttelig også røggas) opfugtes med vanddamp. Systemet kræver nogen kanalføring og er DGC bekendt kun anvendt på et beskedent (< 5) antal naturgasfyrede kedelanlæg. 5.3 Eksempler på nyere målinger på danske kedelanlæg Oliefyrede kedler Projektet har modtaget nyere måledata for en oliefyret kedelcentral med fire oliefyrede kedler. Kedlerne er formentlig ret ens med hensyn til konstruktion, og de har alle en fuldlast varmeydelse på ca MW. Der oplyses ikke noget om brænderfabrikat eller specifik oliekvalitet i målerapporten. Ved normaldrift er kedlernes/brændernes reguleringsområde ca % for de tre af kedlerne, mens den fjerde kedel kan arbejde mellem ca % last. Tabel 6 Nyere målinger på varmecentral med oliefyrede kedler. Kedlerne og de tilhørende brænderes alder/konstruktion er ikke oplyst. Kedel Last % O 2 % CO NO x CO NO x ppm 1) ppm 1) mg/mj mg/mj Kedel Kedel Kedel Kedel ) Volumenandel