Anlæg # 3. Fueloliefyret dampturbineanlæg. Målerapport Maj 2009

Transkript

1 Anlæg # 3 Fueloliefyret dampturbineanlæg Målerapport Maj 2009

2 DGC-rapport Anlæg # 3 1/16 Anlæg # 3 Fueloliefyret dampturbineanlæg Steen D. Andersen Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 2009

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

4 DGC-rapport Anlæg #3 3/16 Indholdsfortegnelse Side 1 Måleresultater Rekvirent Opgavebeskrivelse Anlægsbeskrivelse Udførte målinger Måleresultater Emission Analyse resultater for lattergas og aldehyder Bilag 1. Måleværdier, grafisk præsentation 2. Usikkerhedsbudget for emissionsmåling 3. Analyse for lattergas 4. Aldehydanalyse

5 DGC-rapport Anlæg # 3 4/16 1 Måleresultater Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den som en del af Energinet.dk emissionskortlægningsprojektet udført emissionsmåling på et fueloliefyret dampkedelanlæg med en BBC damptubine. DGC har udført to emissionsmålinger hver af en times varighed ved den aktuelle last. Endvidere er der udtaget prøver med henblik på bestemmelse af aldehydemission samt lattergas (N 2 O). I Tabel 1 er angivet timemiddelværdier for CO-, NO x - og UHC-emission. Værdierne refererer til tør røggas. Tabel 1 Timemiddelværdi for emission (tør røggas) Gennemsnit, timemiddelværdier O 2 [ %-vol ] 7,3 ± 0,3 CO 1) [ mg/m 3 n ] 10 ± 4 3) NO x 1)2) UHC 4)1) (Angivet som C-ækvivalent) [ mg/m 3 n ] 452 ± 32 3) [ mg/m 3 n ] < 3 3) CO 2 [ %-vol ] 10,4 ± 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 Der blev udtaget en prøve med henblik på bestemmelse af lattergaskoncentrationen (N 2 O) i røggassen blev målt til 6,51 ± 0,72 ppm (vol).

6 DGC-rapport Anlæg # 3 5/16 På dette anlæg er der målt aldehyd i røggassen. Tabel 2 viser de målte værdier. Tabel 2 Analyse af aldehyder i røggas Komponent mg/nm 3 røg 1) Formaldehyd 0,0082 ± 0,0003 3) Acetaldehyd < 0,0037 2) Acrolein < 0,0037 2) Propanal < 0,0037 2) Acetone < 0,0124 2) Butanal < 0,0037 2) Pentanal < 0,0037 2) Hexanal < 0,0037 2) Benzaldehyd < 0,0037 2) 1) Tør røggas, korrigeret 5% O2 2) Analyseresultat under laboratoriets detektionsgrænse 3) Baseret på den ene af de to prøver, hvor der var signifikant analyseresultat Hørsholm, november 2009 Steen D. Andersen Ansvarlig for DGC s emissionsmålinger

7 DGC-rapport Anlæg # 3 6/16 2 Rekvirent Energinet.dk er rekvirent i henhold til Miljø projekt Kortlægning af Emissioner fra Decentral Kraftvarme 2007.

8 DGC-rapport Anlæg # 3 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 miljømåling på et fueloliefyret kedelanlæg med en BBC dampturbine. Målingen er udført den Danny M. Lovett og 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. Denne målerapport er kvalitetssikret af Jan de Wit, Dansk Gasteknisk Center a/s.

9 DGC-rapport Anlæg # 3 8/16 4 Anlægsbeskrivelse Anlægget er et industrielt kedelanlæg bestående af flere fueloliefyrede dampkedler. En del af den producerede damp anvendes til elproduktion i en dampturbine. Dampturbinen er af fabrikat BBC og er mærket med en maksimal elydelse på 5 MW. Under målingen var elydelsen ca. 3,8MW. Kedlerne er af forskellig størrelse og fabrikat. Antal af kedler i drift bestemmes af dampbehovet i virksomheden.

10 DGC-rapport Anlæg # 3 9/16 5 Udførte målinger Der er udført to emissionsmålinger hver af en times varighed ved aktuel drift, svarende til ca. 3,8 MW elydelse for dampturbinen. 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 bl.a. elydelse på basis af de på anlægget installerede målere. Der er yderligere foretaget gaskromatografiske analyser af røggassen til bestemmelse af: Lattergas emission Desuden er der udtaget prøver til bestemmelse af aldehydemission. Aldehydanalyserne er udført af Teknologisk Institut, kemi- & vandteknik, Århus. Røggasudtaget var placeret i røggasafgangsrør på taget af kedelcentralen. Røret er fælles for flere af de dampproducerende kedler.

11 DGC-rapport Anlæg # 3 10/16 6 Måleresultater 6.1 Emission Timemiddelværdier for emissionsmålingerne fremgår af Tabel 3. Alle anførte måleværdier refererer til tør røggas. I rapportens Bilag 1 er de tilhørende måleværdier vist grafisk. Tabel 3 Emissionsmiddelværdier, gennemsnit Gennemsnit, timemiddelværdier O 2 [ %-vol ] 7,3 ± 0,3 CO [ ppm ] 7 ± 3 NO x 1) [ ppm ] 188 ± 13 UHC 2) [ ppm ] < 5 CO 2 [ %-vol ] 10,4 ± 0,3 1) NO + NO 2 2) Total kulbrinte, metanækvivalent NO udgjorde mere end 99 %-vol. af NO x (korttidsmåling) i det aktuelle målepunkt. Røggastemperaturen ved målepunktet var under målingen i gennemsnit ca. 196 C. I Tabel 4 angives emissionsværdierne i mg/m 3 n omregnet til 5 % O 2 reference. Tabel 4 Timemiddelværdi for emission (tør røggas) Gennemsnit, timemiddelværdier O 2 [ %-vol ] 7,3 ± 0,3 CO 1) [ mg/m 3 n ] 10 ± 4 3) NO x 1)2) UHC 4)1) (Angivet som C-ækvivalent) [ mg/m 3 n ] 452 ± 32 3) [ mg/m 3 n ] < 3 3) CO 2 [ %-vol ] 10,4 ± 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

12 DGC-rapport Anlæg # 3 11/16 Bestemmelse af usikkerhed for målingerne fremgår af Bilag Analyse resultater for lattergas og aldehyder. Lattergaskoncentrationen (N 2 O)i røggassen blev målt til 6,51 ± 0,72 ppm (vol). Analysen er foretaget af DGC på gaskromatograf ud fra en prøve udtaget af DGC under emissionsmålingen. På dette anlæg er der målt aldehyd i røggassen. Der blev udtaget to prøver (dobbeltbestemmelse) og måltes følgende. Tabel 5 Analyse af aldehyder i røggas Prøve 1 Prøve 2 Komponent mg/m 3 n 1) mg/m 3 n 1) Formaldehyd < 0,0037 2) 0,0082 ± 0,0003 Acetaldehyd < 0,0037 2) < 0,0037 2) Acrolein < 0,0037 2) < 0,0037 2) Propanal < 0,0037 2) < 0,0037 2) Acetone < 0,0124 2) < 0,0124 2) Butanal < 0,0037 2) < 0,0037 2) Pentanal < 0,0037 2) < 0,0037 2) Hexanal < 0,0037 2) < 0,0037 2) Benzaldehyd < 0,0037 2) < 0,0037 2) 1) Tør røggas, korrigeret 5% O 2 2) Analyseresultat under laboratoriets detektionsgrænse 3) Baseret på den ene af de to prøver, hvor der var signifikant analyseresultat

13 DGC-rapport Anlæg # 3 12/16 Måleværdier, grafisk præsentation, 1. time BILAG 1.1 Anlæg 3, , 1. periode, Fueloliefyret kedel med dampturbine CO, NO & NOx [ppm] NO x O 2 NO O2 [%-vol] CO :51 11:01 11:11 11:21 11:31 11:41 11:51 Tidspunkt Anlæg 3, , 1. periode, Fueloliefyret kedel med dampturbine UHC [ppm] O O2 [%-vol] 3 2 UHC :51 11:01 11:11 11:21 11:31 11:41 11:51 Tidspunkt

14 DGC-rapport Anlæg # 3 13/16 Måleværdier, grafisk præsentation, 2. time BILAG 1.2 Anlæg 3, , 2. periode, Fueloliefyret kedel med dampturbine CO, NO & NOx [ppm] NO NO x O O2 [%-vol] CO :52 12:02 12:12 12:22 12:32 12:42 12:52 Tidspunkt Anlæg 3, , 2. periode, Fueloliefyret kedel med dampturbine UHC [ppm] O O2 [%-vol] 3 UHC :52 12:02 12:12 12:22 12:32 12:42 12:52 Tidspunkt

15 DGC-rapport Anlæg # 3 14/16 Usikkerhedsberegninger for emissionsmålinger Anlæg 3 / BILAG 2 Fueloliefyret kedel med dampturbine USIKKERHEDSBUDGET VED EMISSIONSMÅLING : Værdi: Bidrag: Korrigeret værdi: Temperatur ved kalibrering: t cal C 23 O2-måling (Servomex 570A): vol.% 7.3 Grund-usikkerhed: ± 0.2 % abs. 2.7 Temperatur: ± ( * t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 0.2 % abs. 2.7 Samlet usikkerhed: ±vol.% 0.3 O2-effekt ved omregning: ± (1- (20.95-O2 mid.)/(20.95-o2min.))*100 ± % rel. 2.1 CO-måling (Hartmann & Braun, URAS 14): ppm 7 10 mg/m 3 n ved 5%O 2 Måleområde, fs *): ppm ± 0.5 % fs 18.3 Temperatur: ± (0.3* t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 36.6 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed ekskl usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg/m 3 n ved 5%O 2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg/m 3 n ved 5%O 2 *) Måleområdet er sat til koncentrationen i den anvendte spangas NOx-måling (Eco Physics CLD 62) : ppm 187 Måleområde, fs: ppm 500 Grund-usikkerhed: ± 1 % fs 2.7 Temperatur: ± 2% rel. t rum C Liniaritet: ± 2% fs 5.3 NO NO ppm 208 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%O 2 Samlet usikkerhed ekskl usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg/m 3 n ved 5%O 2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg/m 3 n ved 5%O 2 UHC-måling (M&A Thermo FID): ppm -2-1 mg C/m 3 n ved 5%O 2 Måleområde, fs: ppm 250 Grund-usikkerhed: ± 1 % fs (min.± 1 ppm) Temperatur: ± 2 % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs Repeterbarhed: ± 1 % fs Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed ekskl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg C/m 3 n ved 5%O 2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm mg C/m 3 n ved 5%O 2 UHC i % af indfyret % af indf Usikkerhed på UHC i % af indfyret ±% relativt Usikkerhed på UHC i % af indfyret ±%-point CO2-måling (Hartmann & Braun, URAS 14): vol.% 10.4 Måleområde, fs: vol.% 15 Grund-usikkerhed: ± 0.5 % fs 0.7 Temperatur: ± (0.3* t rum-t cal ) % rel. t rum C Liniaritet: ± 1 % fs 1.4 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed: ±vol.% 0.3

16 DGC-rapport Anlæg # 3 15/16 BILAG 3 I tabellen herunder er angivet analyse resultater af lattergas (N 2 O) og kuldioxid CO 2 i røggas. Analyserne er foretaget af DGC på gaschromatograf.

17 DGC-rapport Anlæg # 3 16/16 BILAG 4 Aldehydanalyse Analyserapport fra Teknologisk Institut