Anlæg # 12 Gasmotor, Caterpillar G 3612 Målerapport 731.28-12 November 2009
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 1/15 Anlæg # 12 Gasmotor, Caterpillar G 3612 Danny Lovett Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 2009
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 2/15 Titel : Anlæg 12 Rapport kategori : Målerapport Forfatter : Danny Lovett Dato for udgivelse : 10.11.2009 Copyright : Dansk Gasteknisk Center a/s Sagsnummer : 731-28-12 Sagsnavn : Emissionskortlægningsprojekt for decentral kraftvarme 2007 (Miljøprojekt-Energinet.dk)
DGC-rapport 731-28 Anlæg # 12 3/15 Indholdsfortegnelse Side 1 Prøvningsresultater... 4 2 Rekvirent... 6 3 Opgavebeskrivelse... 7 4 Anlægsbeskrivelse... 8 4.1 Data for gasmotor... 8 5 Udførte målinger... 9 6 Måleresultater... 10 6.1 Emission... 10 6.2 Øvrige driftsdata... 11 6.3 Analyseresultater... 12 Bilag 1. Måleværdier, grafisk præsentation 2. Usikkerhedsbudget for emissionsmåling 3. Analyse af uforbrændte kulbrinter og analyse for lattergas (N 2 O)
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 4/15 1 Prøvningsresultater Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den 14.11.2008 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 26.06.2009 er der udtaget prøver med henblik på bestemmelse af UHCsammensætningen i røggassen. Tabel 2 viser resultaterne.
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 5/15 Tabel 2 Analyse af UHC i røggas UHC sammensætning [ ppm ] 1) [ %-rel. ] Metan 1382 90,7 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 ] 1524 - Total [ ppm CH 4 -ækv. ] 1723-1) 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
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 6/15 2 Rekvirent Energinet.dk er rekvirent iht. Miljø projekt Kortlægning af Emissioner fra Decentral Kraftvarme 2007
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 7/15 3 Opgavebeskrivelse Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) har den 14.11.2008 som en del af Energinet.dk Miljøprojekt Emissionskortlægningsprojekt for decentral kraftvarme 2007 udført miljømåling på en Caterpillar G 3612 gasmotor. Den 26.06.2009 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.
DGC-rapport 731.28 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: 61974 timer
DGC-rapport 731.28 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.
DGC-rapport 731.28 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.
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 11/15 6.2 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
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 12/15 6.3 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 1382 90,7 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 ] 1524 - Total [ ppm CH 4 -ækv. ] 1723-1) 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.
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 13/15 Måleværdier, grafisk præsentation BILAG 1 Anlæg 12, 14-11-2008, 1. time, Cat G3612 m2 150 13.5 135 120 13.0 CO, NO & NOx [ppm] 105 90 75 60 45 NO x CO O 2 NO 12.5 12.0 O2 [%-vol] 30 11.5 15 0 11.0 09:50 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, 14-11-2008, 1. time, Cat G3612 m2 3000 13.5 2800 2600 13.0 2400 UHC UHC [ppm] 2200 2000 1800 12.5 12.0 O2 [%-vol] 1600 1400 11.5 1200 O 2 1000 11.0 09:50 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
DGC-rapport 731.28 Anlæg # 12 14/15 BILAG 2 Anlæg 12 / 14-11-2008 1. 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: ± (0.05+0.2* t rum-t cal ) % rel. t rum C 27 0.3 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 60 127 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 27 0.3 Liniaritet: ± 1 % fs 4.0 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed ekskl usikkerhed på iltmåling: ±ppm 3.0 6 mg/m 3 n ved 5%O2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm 3.5 7 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 27 2.0 Liniaritet: ± 1 % fs 2.5 NO NO ppm 73 NO2 konvertering: - 0.05*NO2ppm ±0.05*NO2ppm abs. NO2 ppm 28 1.4 Tværfølsomhed CO2: - 0.1*CO2% ± 0.1 % rel. 5.4 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 103.2 359 mg/m 3 n ved 5%O2 Samlet usikkerhed ekskl usikkerhed på iltmåling: ±ppm 4.9 17 mg/m 3 n ved 5%O2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm 5.8 20 mg/m 3 n ved 5%O2 UHC-måling (M&A Thermo FID): ppm 2188 1973 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 27 2.0 Liniaritet: ± 1 % fs 1.1 Repeterbarhed: ± 1 % fs 1.1 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed ekskl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm 75.5 68 mg C/m 3 n ved 5%O2 Samlet usikkerhed inkl. usikkerhed på iltmåling: ±ppm 101.4 91 mg C/m 3 n ved 5%O2 UHC i % af indfyret % af indf. 3.91 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 27 0.3 Liniaritet: ± 1 % fs 2.8 Kalibreringsgas: ± 2 % rel. 2.0 Samlet usikkerhed: ±vol.% 0.2
DGC-rapport 731.28 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.