Anlæg # 3 Fueloliefyret dampturbineanlæg Målerapport 731-28-3 Maj 2009
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 1/16 Anlæg # 3 Fueloliefyret dampturbineanlæg Steen D. Andersen Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 2009
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 2/16 Titel : Anlæg # 3 Rapport kategori : Målerapport Forfatter : Steen D. Andersen Dato for udgivelse : 05.11.09 Copyright : Dansk Gasteknisk Center a/s Sagsnummer : 731-28-3 Sagsnavn : Emissionskortlægningsprojekt for decentral kraftvarme 2007 (Miljøprojekt-Energinet.dk)
DGC-rapport 731-28 Anlæg #3 3/16 Indholdsfortegnelse Side 1 Måleresultater... 4 2 Rekvirent... 6 3 Opgavebeskrivelse... 7 4 Anlægsbeskrivelse... 8 5 Udførte målinger... 9 6 Måleresultater... 10 6.1 Emission... 10 6.2 Analyse resultater for lattergas og aldehyder.... 11 Bilag 1. Måleværdier, grafisk præsentation 2. Usikkerhedsbudget for emissionsmåling 3. Analyse for lattergas 4. Aldehydanalyse
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 4/16 1 Måleresultater Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den 27.11.2008 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).
DGC-rapport 731-28 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
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 6/16 2 Rekvirent Energinet.dk er rekvirent i henhold til Miljø projekt Kortlægning af Emissioner fra Decentral Kraftvarme 2007.
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 7/16 3 Opgavebeskrivelse Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den 27.11.2008 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.
DGC-rapport 731-28 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.
DGC-rapport 731-28 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.
DGC-rapport 731-28 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
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 11/16 Bestemmelse af usikkerhed for målingerne fremgår af Bilag 2. 6.2 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
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 12/16 Måleværdier, grafisk præsentation, 1. time BILAG 1.1 Anlæg 3, 27.11.2008, 1. periode, Fueloliefyret kedel med dampturbine 300 10.0 270 240 9.0 CO, NO & NOx [ppm] 210 180 150 120 90 NO x O 2 NO 8.0 7.0 O2 [%-vol] 60 6.0 30 CO 0 5.0 10:51 11:01 11:11 11:21 11:31 11:41 11:51 Tidspunkt Anlæg 3, 27.11.2008, 1. periode, Fueloliefyret kedel med dampturbine 10 10.0 9 8 9.0 7 UHC [ppm] 6 5 4 O 2 8.0 7.0 O2 [%-vol] 3 2 UHC 6.0 1 0 5.0 10:51 11:01 11:11 11:21 11:31 11:41 11:51 Tidspunkt
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 13/16 Måleværdier, grafisk præsentation, 2. time BILAG 1.2 Anlæg 3, 27.11.2008, 2. periode, Fueloliefyret kedel med dampturbine 300 10.0 270 240 9.0 CO, NO & NOx [ppm] 210 180 150 120 90 NO NO x O 2 8.0 7.0 O2 [%-vol] 60 6.0 30 CO 0 5.0 11:52 12:02 12:12 12:22 12:32 12:42 12:52 Tidspunkt Anlæg 3, 27.11.2008, 2. periode, Fueloliefyret kedel med dampturbine 10 10.0 9 9.5 8 9.0 7 8.5 UHC [ppm] 6 5 4 O 2 8.0 7.5 7.0 O2 [%-vol] 3 UHC 6.5 2 6.0 1 5.5 0 5.0 11:52 12:02 12:12 12:22 12:32 12:42 12:52 Tidspunkt
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 14/16 Usikkerhedsberegninger for emissionsmålinger Anlæg 3 / 27.11.2008 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: ± (0.05+0.2* t rum-t cal ) % rel. t rum C 23 0.1 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 240.6 ± 0.5 % fs 18.3 Temperatur: ± (0.3* t rum-t cal ) % rel. t rum C 23 0.1 Liniaritet: ± 1 % fs 36.6 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed ekskl usikkerhed på iltmåling: ±ppm 2.7 4 mg/m 3 n ved 5%O 2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm 2.7 4 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 23 2.0 Liniaritet: ± 2% fs 5.3 NO NO ppm 208 NO2 konvertering: - 0.05*NO2ppm ±0.05*NO2ppm abs. NO2 ppm -21-0.6 Tværfølsomhed CO2: - 0.1*CO2% ± 0.1 % rel. 7.8 0.1 Tværfølsomhed H2O: - 0.5*(0.6+0.06*td)% ± 0.5 % rel. td C 2.5 0.5 Tværfølsomhed NH3: +0.6*NH3ppm ± 0.2*NH3ppm % abs. NH3 ppm 0 0.0 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 NOx korrigeret: ppm 188.4 452 mg/m 3 n ved 5%O 2 Samlet usikkerhed ekskl usikkerhed på iltmåling: ±ppm 12.5 30 mg/m 3 n ved 5%O 2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm 13.1 32 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) -130.4 Temperatur: ± 2 % rel. t rum C 23 2.0 Liniaritet: ± 1 % fs -130.4 Repeterbarhed: ± 1 % fs -130.4 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed ekskl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm -4.3-3 mg C/m 3 n ved 5%O 2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm -4.3-3 mg C/m 3 n ved 5%O 2 UHC i % af indfyret % af indf. 0.00 Usikkerhed på UHC i % af indfyret ±% relativt 225.96 Usikkerhed på UHC i % af indfyret ±%-point -0.01 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 23 0.1 Liniaritet: ± 1 % fs 1.4 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed: ±vol.% 0.3
DGC-rapport 731-28 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.
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 3 16/16 BILAG 4 Aldehydanalyse Analyserapport fra Teknologisk Institut