50964225-TOS/TCM 10-5677 Vervolgonderzoek gasvormige emissies bij gasmotoren op continu vollast - meetresultaten 31 e motor bij HB Energy te Honselersdijk Arnhem, 28 januari 2010 Auteur H.J. Olthuis In opdracht van SenterNovem Postbus 8242 3503 RE UTRECHT auteur : H.J. Olthuis 10-03- beoordeeld : P.A.C. Engelen 10-03- B 20 blz. 3 bijl. MvD goedgekeurd : M.R. de Potter 10-03- KEMA Nederland B.V. Utrechtseweg 310, 6812 AR Arnhem Postbus 9035, 6800 ET Arnhem T (026) 3 56 91 11 F (026) 3 89 24 77 contact@kema.com www.kema.com Handelsregister Arnhem 09080262
KEMA Nederland B.V., Arnhem, Nederland. Alle rechten voorbehouden. Het is verboden om dit document op enige manier te wijzigen, het opsplitsen in delen daarbij inbegrepen. In geval van afwijkingen tussen een elektronische versie (bijv. een PDF bestand) en de originele door KEMA verstrekte papieren versie, prevaleert laatstgenoemde. KEMA Nederland B.V. en/of de met haar gelieerde maatschappijen zijn niet aansprakelijk voor enige directe, indirecte, bijkomstige of gevolgschade ontstaan door of bij het gebruik van de informatie of gegevens uit dit document, of door de onmogelijkheid die informatie of gegevens te gebruiken. De inhoud van dit rapport mag slechts als één geheel aan derden kenbaar worden gemaakt, voorzien van bovengenoemde aanduidingen met betrekking tot auteursrechten, aansprakelijkheid, aanpassingen en rechtsgeldigheid.
-3-50964225-TOS/TCM 10-5677 INHOUD blz. SAMENVATTING...4 VOORWOORD...5 1 Inleiding...6 2 Bedrijfsgegevens en monsternemingslocaties...7 3 Meetopzet...8 4 Brandstofgegevens...8 5 Standaard referentiemethoden (SRM)...9 5.1 Meetvlakbeoordeling...9 5.2 Monsterneming, meet- en rekenmethoden...9 5.3 Foutenbeschouwing...10 5.4 Berekening Global Warming Potential (GWP)...10 6 Resultaten...11 7 Conclusies...13 Bijlage A Toelichting meet- en berekeningsmethoden...14 Bijlage B Procesgegevens (geregistreerd door Envico)...20
-4-50964225-TOS/TCM 10-5677 SAMENVATTING Inleiding In opdracht van SenterNovem zijn door de Milieumeetdienst van KEMA Technical & Operational Services emissiemetingen uitgevoerd bij een 31 e WKK-installatie met gasmotor met nageschakelde naverbrander bij HB Energy te Honselersdijk. De metingen zijn uitgevoerd op 17 december 2009 bij vollast bedrijfsvoering. De installatie wordt gestookt op aardgas. De rookgassen worden niet gebruikt voor CO 2 -levering naar kassen, tevens is er geen rookgasreinigingsinstallatie naast de naverbrander aanwezig. De naverbrander behandelt een deel van het rookgas afkomstig uit de WKK-installatie. Dit meetproject is een vervolg op het in 2009 door VROM en SenterNovem geïnitieerde meetproject bij 30 WKK-gasmotoren. VROM zal de resultaten, zoals gepresenteerd in deze rapportage, gebruiken voor beleidsontwikkeling op het gebied van reductie van niet-co 2 - broeikasgassen. Resultaten In totaal zijn een vijftal halfuursmetingen metingen uitgevoerd. Twee metingen zijn uitgevoerd aan de ingang van de naverbrander en 3 metingen zijn uitgevoerd aan de uitgang van de naverbrander. Gemeten zijn de rookgasconcentraties O 2, CO, CO 2, NO, NO x, C x H y, fracties C 1 -C 4, aldehyden, het uitgaande rookgasdebiet en de atmosferische condities; het vochtgehalte van het rookgas is berekend. In tabel 1 worden de belangrijkste herleide emissies weergegeven. Tabel 1 Overzicht herleide gasvormige emissies CO, NO x en C x H y mg/m 0 3 @ 3.vol.% O 2 --> g/gj----------------------> Meting naverbrander start stop CO NO x C x H y (mg C) CO NO x C x H y (g C) In 1 14:50 15:20 855 353 2417 244 101 688 In 2 16:10 16:40 854 346 2420 243 98 689 Uit 1 0:00 0:30 4 229 4 1 65 1 Uit 2 15:20 15:50 3 236 7 1 67 2 Uit 3 0:00 0:30 3 227 10 1 65 3 Gemiddeld verwijderingsrendement C x H y C 1 -basis is 99,7% Gemiddeld verwijderingsrendement CO is 99,6% In bijlage B zijn de door Envico geregistreerde procesgegevens opgenomen.
-5-50964225-TOS/TCM 10-5677 VOORWOORD Er komen steeds meer WKK-installaties in de tuinbouw. Voor de tuinders is deze energiezuinige techniek om warmte, elektriciteit en CO 2 op te wekken aantrekkelijk. Maar er is ook een andere kant. Via de WKK-rookgassen komt een paar procent van de brandstof onverbrand vrij, voornamelijk methaan, een broeikasgas dat significant bijdraagt aan het klimaatprobleem. Hoeveel en onder welke omstandigheden deze methaanslip in de WKKrookgassen vrijkomt, heeft KEMA in opdracht van het SenterNovem-programma Reductie Overige Broeikasgassen (ROB) eerst in 2007 en in groter detail in 2009 onderzocht. In het laatstgenoemde meetproject zijn 30 WKK-gasmotoren gemeten. De resultaten van die metingen zijn opgetekend in de Overzichtsrapportage vervolgonderzoek methaanemissies bij gasmotoren op continue vollast (50964183-TOS/TCM 09-6715 Revisie 1). Aanvullend op bovengenoemd meetproject is besloten om een 31 e WKK-motor bij HB Energy te Honselerdijk door KEMA te laten meten. Deze motor is in testopstelling voorzien van een nageschakelde naverbrander. Verkennende metingen door ENVICO wezen uit dat een hoog verwijderingrendement van bijna 100% voor onder andere methaan kon worden behaald. Aansluitend op het Besluit emissie-eisen middelgrote stookinstallaties (BEMS) heeft VROM het initiatief genomen tot een inventarisatie van emissiereductiemogelijkheden van onverbrande koolwaterstoffen bij WKK-gasmotoren. Met deze inventarisatie wil VROM verder bijdragen aan de realisatie van de nationale doelstelling van 30% emissiereductie in 2020, zoals gesteld in het Interdepartementale Werkprogramma Schoon en Zuinig. Het Envico-project met de door KEMA uitgevoerde gecertificeerde meting van de 31 e motor, waarbij de meetresultaten van ENVICO grotendeels worden bevestigd, dient als input voor de bovengenoemde inventarisatie en voor de verdere ontwikkeling van op emissiereductie gerichte strategieën. Agentschap NL dankt HB-Energy te Honselerdijk en Envico voor hun bijdrage aan het meetproject.
-6-50964225-TOS/TCM 10-5677 1 INLEIDING In het Reductieprogramma Overige Broeikasgassen (ROB) worden onderzoeks- en uitvoeringsprojecten uitgevoerd, die met het oog op de verplichtingen van het Kyoto-protocol en het werkplan Schoon en Zuinig bijdragen aan de reductie van emissies van niet-co 2 broeikasgassen. In dit kader is door SenterNovem opdracht gegeven aan KEMA om emissiemetingen te verrichten aan een 31 e WKK-installatie. Bij het in 2009 uitgevoerde project Meting koolwaterstofemissies bij stationaire WKKgasmotoren, (WKK = Warmte Kracht Koppeling) zijn reeds 30 WKK-installaties doorgemeten (zie KEMA-rapportage 50964183-TOS/TCM 09-6715 Revisie 1). Dit meetproject zal input leveren voor het beleid om de methaanemissies van gasgestookte verbrandingsmotoren te beperken. Het milieuprobleem bij gasmotoren wordt veroorzaakt doordat een gedeelte van de brandstof, aardgas of biogas, onverbrand weer wordt uitgestoten. Deze emissie bestaat voornamelijk uit methaan met een global warming potential (GWP) van 23. Het opgestelde WKKvermogen was in 2004 1.450 MW e en zal waarschijnlijk stijgen tot 3.000 MW e in 2010, voornamelijk in de glastuinbouw. Het gemiddeld opgestelde WKK-vermogen is momenteel circa 2 MW e en 3 à 4 MW e is de huidige leverstandaard; bij kleinere glastuinbouwbedrijven is er ook interesse in WKK's van 0,5 tot 1,5 MW e. In GLK8 (GroenLabelKas) is een emissie-eis van 1200 mg C/m 3 0 bij 3 vol% O 2 opgenomen; per 1 april 2010 treedt een emissie-eis van 1500 mg C/m 3 0 bij 3 vol% O 2, opgenomen in het Besluit emissie-eisen middelgrote stookinstallaties (BEMS), in werking. Het uiteindelijke doel van de meetprojecten is om een beeld te krijgen van de koolwaterstofemissies (en de afleidbare methaanemissie) van moderne WKK-installaties met gasmotoren. Hierbij wordt ook onderzoek gedaan naar factoren die de emissie kunnen beïnvloeden. Dit project is een vervolg op het in 2007 door VROM en SenterNovem uitgevoerde meetproject bij 10 WKK's met gasmotoren. In deze rapportage worden de eindresultaten gepresenteerd van de uitgevoerde metingen aan der 31 e WKK-installatie. De metingen zijn uitgevoerd op 17 december 2009.
-7-50964225-TOS/TCM 10-5677 2 BEDRIJFSGEGEVENS EN MONSTERNEMINGSLOCATIES Bedrijfsnaam HB Energy Adresgegevens Hooghe Beer 3 Honselersdijk Motor Rolls Royce Motortype KVGS 12G4.2 Motornummer 10381 Vermogen 2400 kw e (1500 rpm) Naverbrander type gesloten naverbrander 3 Er wordt aardgas verstookt met een calorische bovenwaarde van gemiddeld 35,74 MJ/m 0 tijdens de metingen (geeft volgens DIN 1942 een stookwaarde van circa 32,13 MJ/m 3 0 en een stoichiometrisch droog rookgasvolume van 7,74 m 3 0 /m 3 0 ). De verhouding tussen stoichiometrisch rookgasvolume en stookwaarde is 0,241 en wijkt hiermee circa 1% af ten opzichte van gemiddeld Gronings aardgas, waarmee de relatieve emissies in g/gj zijn berekend. Tijdens de metingen draaide de gasmotor op vollast. Voor dit meetproject zijn de relevante installatie-, proces- en onderhoudsgegevens van de onderzochte WKK-installatie verzameld door Envico. Deze gegevens zijn opgenomen in bijlage B. Van de rookgassen, afkomstig van de WKK-installatie, wordt door middel van een aftakking een deelstroom naar de naverbrander geleid. In de aftakking naar de naverbrander is gebruik gemaakt van twee ½" meetopeningen (BSP-binnendraad). De kanaaldiameter bedraagt bij de meetopeningen circa 0,60 meter. Na de naverbrander gaan de rookgassen eerst door een rookgaskoeler. Na de rookgaskoeler zijn 2 meetopening gemaakt (zonder draad) voor het uitvoeren van de metingen. De diameter van de uitlaat bedraagt 0,245 meter.
-8-50964225-TOS/TCM 10-5677 3 MEETOPZET In totaal zijn er 2 deelmetingen van een half uur uitgevoerd aan de inlaat van de naverbrander. Aan de uitlaat van de naverbrander (na de rookgaskoeler) 3 deelmetingen van een half uur uitgevoerd. Alle metingen zijn als puntbemonstering uitgevoerd. Gemeten zijn de rookgasconcentraties O 2, CO, CO 2, NO, NO x, C x H y, fracties C 1 -C 4, aldehyden het uitgaande rookgasdebiet en de atmosferische condities; het vochtgehalte van het rookgas is berekend. De metingen zijn uitgevoerd tijdens het continu vollast draaien van de WKK-installatie. 4 BRANDSTOFGEGEVENS Voor de aardgasgestookte gasmotor is bij de berekening van de emissies in g/gj uitgegaan van de brandstofsamenstelling van gemiddeld Gronings aardgas met een stookwaarde van 31,7 MJ/m 3 0. Het stoichiometrisch droog rookgasvolume per MJ warmte-input, dat wordt gebruikt voor berekening van de relatieve emissies in g/gj, is 0,244 m 3 0 /MJ voor gemiddeld Gronings aardgas.
-9-50964225-TOS/TCM 10-5677 5 STANDAARD REFERENTIEMETHODEN (SRM) De Standaard Referentie Methoden die door KEMA zijn toegepast bij de metingen zijn nader toegelicht in bijlage A. 5.1 Meetvlakbeoordeling Beide meetvlakken voldoen niet aan het gestelde in de NEN-EN 15259 vanwege diverse bochten vlak voor en na de meetlocaties. Volgens NEN-EN 15259 dient monsterneming te worden uitgevoerd in een recht rookgaskanaal zonder obstructies. Voor voldoende mate van homogeniteit van het rookgas moet het rechte rookgaskanaal minimaal 7 hydraulische diameters (d h ) bedragen waarvan 5d h stroomopwaarts. Indien het meetvlak zich onder de uitstroomopening van het rookgaskanaal bevindt, dient de afstand tussen uitstroomopening en monstervlak minimaal 5d h te bedragen Op basis van de in 2007 gemeten concentratieprofielen blijkt echter dat het rookgas van WKK's met gasmotoren homogeen is waardoor de positie van het meetvlak geen significant effect heeft op het meetresultaat. 5.2 Monsterneming, meet- en rekenmethoden De monstername is uitgevoerd als puntmeting. Met testgassen is gewaarborgd dat de opstelling vrij is van lekkage en effecten op de NO x -concentratie. De gasvormige rookgascompontenten O 2, CO 2, CO, NO, NO x en C x H y zijn bemonsterd met een rvs-sonde, voorzien van een kwartswolfilter. Via een verwarmde teflon leiding (180 o C) van 15 m is het bemonsterde gas met behulp van een rookgaspomp door een rookgaskoeler (jet stream) geleid en het gedroogde rookgas is via een polyethyleen leiding naar monitoren gevoerd voor analyse van O 2, CO 2, CO, NO/NO x en C 1 -C 4. Voor analyse van C x H y (nat) is een deelstroom van het bemonsterde rookgas via een tweede 15 m lange verwarmde teflon leiding (180 ºC) rechtstreeks naar een FID-monitor (180 o C) geleid. Aldehyden zijn bemonsterd op DNPH-cartridges met behulp van de 2 e meetopening. Het rookgasdebiet in de uitlaat van de naverbrander na de rookgaskoeler is gemeten door een drukverschilmeting met behulp van een s-pitot conform ISO 10780. In bijlage A van dit rapport is nadere informatie gegeven over de gebruikte meetapparatuur en zijn de toegepaste meet- en berekeningsmethoden nader toegelicht.
-10-50964225-TOS/TCM 10-5677 5.3 Foutenbeschouwing In bijlage A is nadere informatie gegeven over optredende meetonzekerheden en is een overzicht gegeven van de gerealiseerde totale onzekerheid per component. De monsternamerepresentativiteit is geschat op basis van traversemetingen die in 2007 zijn uitgevoerd bij WKK's met gasmotoren, voorzien van een rookgasreinigingsinstallatie (zie KEMA-rapport 50762926-TOS/TCM 07-7080). Met deze traversemetingen kan geen onderscheid worden gemaakt in ruimtelijk profiel en tijdsprofiel. Alleen het ruimtelijk profiel is relevant voor een juiste inschatting van de monsternamerepresentativiteit. De traversemetingen van 2007 zijn nader geanalyseerd voor vaststelling van de monsternamerepresentativiteit. Op basis van meetgegevens bij vier installaties met de meest stabiele bedrijfsvoering is een goede benadering verkregen van het ruimtelijk profiel dat ter hoogte van de schoorsteen aanwezig is bij een WKK met rookgasreinigingsinstallatie zowel met als zonder ureumdosering. Verwacht wordt dat de monsternamerepresentativiteit zonder ureumdosering bij benadering ook van toepassing is voor WKK's zonder rookgasreiniging. Bij toepassing van puntbemonstering is de maximale relatieve monstername-onzekerheid (BI95) 2% voor O 2, CO en C x H y en voor NO x mét en zonder ureumdosering respectievelijk 5% en 3%. Hiermee is aangetoond dat de rookgassen voldoende homogeen zijn voor puntbemonstering. 5.4 Berekening Global Warming Potential (GWP) De toegepaste GWP-berekeningsmethode is gebaseerd op een memo van Infomil van 4 september 2007 met als onderwerp Koolwaterstofemissies en GWP-effect (zie KEMArapport 50762926-TOS/TCM 07-7080). Uitgangspunt is een fractie van 93% methaan (GWP 23) in de koolwaterstofemissie van gasmotoren en 7% niet-methaankoolwaterstoffen (GWP 0). Deze fracties zijn vastgesteld tijdens het door VROM en SenterNovem uitgevoerde meetproject in 2007 bij 10 WKK's met gasmotoren. Na aftrek van de vermeden CO 2 -emissie omdat de methaanslip niet verbrandt, resulteert dit in de volgende totale toename in het GWP-effect ten gevolge van onvolledige verbranding van aardgas in een gasmotor: E gwp toename = E rel x 0,0249 [kg CO 2 /GJ] E rel is de relatieve koolwaterstofemissie in g C/GJ. De fractie niet-methaan koolwaterstoffen in biogas is niet bekend maar kan lager zijn dan in aardgas. Indien dit het geval is, wordt met bovenstaande berekening een onderschatting van E gwp toename verkregen van maximaal 8% bij installaties die biogas verstoken.
-11-50964225-TOS/TCM 10-5677 6 RESULTATEN De gemeten emissies zijn per meting van een half uur gemiddeld en samengevat in tabel 2, 3, 4 en 5. De gasmotor draaide tijdens de emissiemetingen op vollast (circa 2400 kw e @ 1500 RPM). Tabel 2 Overzicht ruwe meetwaarden on-line metingen17 december 2009 nat droog O 2 CO 2 CO NO NO x C x H y C x H y Meting naverbrander start stop vol.% vol.% vppm vppm vppm vppm C 3 H 8 vppm C 3 H 8 In 1 13:40 14:10 11,06 5,4 377 73 95 750 827 In 2 15:10 15:40 10,99 5,4 379 71 94 757 834 Uit 1 13:00 13:30 6,64 7,9 3 83 89 2 2 Uit 2 14:30 15:00 6,54 8,0 2 86 92 3 4 Uit 3 16:10 16:40 6,47 8,0 2 83 89 4 5 Tabel 3 Berekende herleide meetwaarden on-line metingen 17 december 2009 mg/m 0 3 @ 3.vol.% O 2 --> g/gj----------------------> Meting naverbrander start stop CO NO x C x H y (mg C) CO NO x C x H y (g C) In 1 14:50 15:20 855 353 2417 244 101 688 In 2 16:10 16:40 854 346 2420 243 98 689 Uit 1 0:00 0:30 4 229 4 1 65 1 Uit 2 15:20 15:50 3 236 7 1 67 2 Uit 3 0:00 0:30 3 227 10 1 65 3 Gemiddeld verwijderingsrendement C x H y C 1 -basis is 99,7% Gemiddeld verwijderingsrendement CO is 99,6%
-12-50964225-TOS/TCM 10-5677 Tabel 4 Overzicht C 1 -C 4 metingen 17 december 2009 Gemeten waarden C 1 -C 4 componenten in vppm (droog) Component In-1 In-2 Uit-1 Uit-2 Uit-3 CH 4 1900 1870 0,5 0,7 0,9 C 2 H 6 68 67 < 1 < 1 < 1 C 2 H 4 20 20 < 1 < 1 < 1 C 2 H 2 0,6 0,5 < 1 0,1 0,1 C 3 H 8 10,2 10,1 < 1 < 1 < 1 C 3 H 6 1,5 1,6 < 1 < 1 < 1 i-c 4 H 10 2,0 2,0 < 1 < 1 < 1 n-c 4 H 10 1,6 1,6 < 1 < 1 < 1 Berekende methaanfractie in % % CH 4 (C 1 -basis) 89,3 89,3 100 77,8 81,8 Gemiddeld verwijderingsrendement methaan is 99,95%. Gemiddeld verwijderingsrendement C 1 -basis is > 99,0% Tabel 5 Overzicht aldehyde metingen 17 december 2009 3 Gemeten waarden formaldehyde in µg/m 0 In-1 In-2 Uit-1 Uit-2 Uit-3 Formaldehyde >3900 >2500 85,0 410,0 37,0 Gemeten waarden formaldehyde in µg/m 3 0 @ 3 vol.% O 2 Formaldehyde >7077 >4504 107,0 511,0 46,0 Gemiddeld verwijderingsrendement formaldehyde is > 96,2%. overige aldehyden < detectielimiet (betreft: aceetaldehyde, acroleine, aceton, propionaldehyde, crotonaldehyde, butyraldehyde, benzaldehyde, l-valeraldehyde, n-valeraldehyde, 0-tolualdehyde, m-tolualdehyde, p-tolualdehyde, hexanal en 2,5 dimethylbenzaldehyde) Tijdens de WKK-metingen in 2007 zijn ook aldehyde metingen uitgevoerd. Bij 2 WKKinstallaties is toen gemeten aan rookgassen zonder dat deze door de rookgasreiniging gingen (separaat rookgaskanaal bij geen CO 2 -dosering). In 2007 zijn aldehyde concentraties bepaald van 0,3 en 0,5 mg/m 3 0 @ 3 vol.% O 2. Deze concentraties zijn duidelijk lager dan de nu gemeten aldehyde concentraties van > 4,5 en > 7,0 mg/m 3 0 @ 3 vol.% O 2. De concentraties van 2007 na de rookgasreinigingsinstallaties zijn wel vergelijkbaar met de nu gemeten concentraties na de naverbrander. De gemiddelde rookgastemperatuur tijdens de metingen bedroeg 357 C ingaand en 85 C uitgaand (na rookgaskoeler). Op basis van de zuurstofgehaltes en gegevens van standaard
-13-50964225-TOS/TCM 10-5677 Gronings aardgas zijn vochtgehaltes berekend van 9,3 vol.% ingaand en 14,0 vol.% uitgaand. Het gemiddelde afgasdebiet uit de naverbrander bedroeg 630 m 0 3 /h (970 actuele natte m 3 /h). Tijdens de metingen heersten de volgende gemiddelde atmosferische condities: atmosferische druk 1004 mbar temperatuur 0 C relatieve vochtigheid 91%. 7 CONCLUSIES Op basis van de verkregen meetresultaten is het volgende geconstateerd voor de aardgasgestookte 31 e gasmotor uitgerust met naverbrander: 1. het verwijderingsrendement voor C x H y bedraagt 99,7% (C 1 -basis); van 2418 naar 7 mg C /m 3 0 @ 3 vol.% O 2 2. het verwijderingsrendement voor CO bedraagt 99,6%; van 854 naar 3 mg/m 3 0 @ 3 vol.% O 2 3. het verwijderingsrendement voor formaldehyde bedraagt > 96,2%; van > 5,5 naar 0,21 mg/m 3 0 @ 3 vol.% O 2 ; hierbij zijn nu beduidend hogere aldehyde concentraties in het ongereinigde afgas geconstateerd dan tijdens de WKK-metingen in 2007. De gereinigde concentraties zijn wel vergelijkbaar 4. de NO x -concentratie daalt van 350 naar 231 mg NO 2 /m 3 0 @ 3 vol.% O 2.
-14-50964225-TOS/TCM 10-5677 BIJLAGE A TOELICHTING MEET- EN BEREKENINGSMETHODEN Deze toelichting geeft een overzicht van de meetmethoden die door de milieumeetdienst van KEMA zijn toegepast en verstrekt informatie over de gerealiseerde meetonzekerheden. Voor de opdrachtgever is het van belang de onzekerheid in de gerapporteerde meetresultaten te kennen, immers bij het toetsen van meetresultaten aan afgesproken waarden, bijvoorbeeld door leveranciers gegarandeerde waarden, (garantiewaarden) of door overheden opgelegde emissie-eisen, (vergunningwaarden) mag (kan) de meetonzekerheid toegerekend worden aan één van de partijen. De meetonzekerheid is gedefinieerd als tweemaal de standaardafwijking. Dit betekent dat met een zekerheid van 95% de werkelijke waarde binnen het opgegeven onzekerheidsgebied ligt. Bij rookgasmetingen wordt de onzekerheid in de meetresultaten bepaald door: onzekerheden die voortkomen uit de monsterneming (meer of minder representatieve bemonstering) foutenbronnen die gerelateerd zijn aan de meetmethode, bijvoorbeeld de rookgasconditionering, de nauwkeurigheid van kalibratiegassen en de specificaties van de gebruikte analyseapparatuur zoals meetbereik, drift, gevoeligheid voor storende componenten en lineariteit. In de hiernavolgende hoofdstukken zijn deze punten nader uitgewerkt. MEETONZEKERHEID VOORTKOMEND UIT DE MONSTERNEMING De monsterneming wordt uitgevoerd conform NEN-EN 15259. In hoeverre de samenstelling van het rookgasmonster dat geanalyseerd wordt representatief is voor de samenstelling van de gehele rookgasstroom hangt af van een aantal factoren, waarbij met name van belang zijn de methode van monsterneming in relatie tot het al dan niet (in)homogeen zijn van de rookgassen ter plaatse. Voor de hier gerapporteerde metingen zijn de rookgassen bemonsterd via puntbemonstering. De monsternemingsonzekerheid is op basis van profielmetingen die zijn uitgevoerd bij gasmotoren ingeschat.
-15-50964225-TOS/TCM 10-5677 Bijlage A blad 2 SPECIFICATIE VAN DE ANALYSEMETHODEN Hierna zijn de analysemethoden kort toegelicht. Deze toelichting is gebaseerd op de volgende uitgangspunten en definities: indien er gebruik is gemaakt van on-line meetapparatuur (monitoren) dan zijn deze monitoren ter plaatse, voorafgaande aan de metingen, ingeregeld met "werkstandaarden". Werkstandaarden zijn gasmengsels in gascilinders waarvan de samenstelling nauwkeurig bekend is. De werkstandaarden die KEMA gebruikt zijn gerelateerd aan primair referentie materiaal (PRM) van het Nederlands Meetinstituut met een onzekerheid van 1%. De gebruikte werkstandaarden zijn via de PRM s herleidbaar naar internationale standaarden en hebben een onzekerheid van 1,5%, dit is aangetoond ten overstaan van de RvA. De certificeringsgegevens zijn te verkrijgen op aanvraag de detectiegrens is gedefinieerd als driemaal de standaardafwijking, de analyseonzekerheid is gedefinieerd als tweemaal de standaardafwijking. O 2 -concentratie in droog rookgas (instrumentele analyse) monsterneming NEN-EN 15259, puntbemonstering meetprincipe on-line, continu registrerend, paramagnetisch normvoorschrift conform NEN-EN 14789 gebruikt meetbereik 0-25 vol% detectiegrens 0,3 vol% gebruikte monitor KPS 3585 prestatiekenmerken de prestatiekenmerken zijn te verkrijgen op aanvraag kalibratiegassen N 2 (nulgas), 9,01 vol% en lucht analyseonzekerheid meetwaarden 5-10 vol%: ± 0,13 vol% meetwaarden 10-20 vol%: ± 0,21 vol% CO 2 -concentratie in droog rookgas (instrumentele analyse) monsterneming NEN-EN 15259, puntbemonstering meetprincipe on-line, continu registrerend, NDIR normvoorschrift conform NEN-ISO 12039 gebruikt meetbereik 0-20 vol% detectiegrens 0,1 vol% gebruikte monitor KPS 3585
-16-50964225-TOS/TCM 10-5677 Bijlage A blad 3 prestatiekenmerken de prestatiekenmerken zijn te verkrijgen op aanvraag kalibratiegassen lucht (nulgas), 4,01 vol% en 17,92 vol% analyseonzekerheid meetwaarden 4-12 vol%: ± 0,2 vol% CO-concentratie in droog rookgas (instrumentele analyse) monsterneming NEN-EN 15259, puntbemonstering meetprincipe on-line, continu registrerend, NDIR voorschrift conform NEN-EN 15058 gebruikte meetbereiken 0-3000 vppm detectiegrens 1,1 vppm gebruikte monitor KPS 3585 prestatiekenmerken de prestatiekenmerken zijn te verkrijgen op aanvraag kalibratiegassen lucht (nulgas), 40,0 vppm en 180 vppm analyseonzekerheid meetwaarden 0-50 vppm: ± 0,7 vppm C x H y -concentratie (totaal koolwaterstoffen) in nat rookgas (instrumentele analyse) monsterneming NEN-EN 15259, puntbemonstering meetprincipe on-line, continue registrerend, FID voorschrift conform NEN-EN 13526 meetbereiken 0-1000 vppm detectiegrens 0,26 vppm gebruikte monitor KPS 3622 prestatiekenmerken de prestatiekenmerken zijn te verkrijgen op aanvraag kalibratiegassen N 2 (nulgas), 87,9 vppm en 898 vppm analyseonzekerheid meetwaarden 100-1000 vppm: ± 14 vppm NO en NO x -concentratie in droog rookgas (instrumentele analyse) monsterneming NEN-EN 15259, puntbemonstering meetprincipe on-line, continu registrerend, chemoluminescentie voorschrift conform NEN-EN 14792 meetbereiken 0-100 vppm; detectiegrens 2,4 vppm gebruikte monitor KPS 3590 prestatiekenmerken de prestatiekenmerken zijn te verkrijgen op aanvraag kalibratiegassen lucht (nulgas), 10,4 vppm, en 41,0 vppm
-17-50964225-TOS/TCM 10-5677 Bijlage A blad 4 analyseonzekerheid na correctie voor CO 2 kruisgevoeligheid meetwaarden 0-10 vppm ± 0,6 vppm meetwaarden 0-100 vppm: ± 1,6 vppm meetwaarden 100-250 vppm: ± 3,9 vppm Bepaling van de concentraties aan afzonderlijke koolwaterstoffen (C1-C4) monsterneming puntbemonstering via een verwarmde sonde en een verwarmd (in-stack) filter, bemonstering na een rookgaskoeler meetprincipe monster wordt opgeslagen in een gasvial, gevolgd door analyse met GC-FID voorschrift conform IEC 60567 meetbereik circa 0,1 1000 vppm detectiegrens <0,1 vppm analyseonzekerheid circa 10% van de gemeten waarden Bepaling van de concentraties aan aldehyden monsterneming puntbemonstering, monster wordt door een DNPH-cartridge geleid meetprincipe aldehyden reageren met DNPH tot een DNPH-derivaat voorschrift analyse conform NEN-EN-ISO 16000 meetbereik afhankelijk van afgezogen volume detectiegrens circa 0,03 tot 0,26 µg/cartridge (afhankelijk van de component) analyseonzekerheid circa 10% van de totale aldehyde concentratie Bepaling van de snelheid en het debiet van rookgas meetprincipe drukverschil over pitotbuis monsterneming meetplaatsen conform ISO 10780 voorschrift conform ISO 10780 meetbereik rookgassnelheid: 3-30 m/s meetonzekerheid bij aërodynamisch gunstig gelegen meetplaatsen en als het meetvlak voldoet aan de in de norm gegeven specificaties ± 10%
-18-50964225-TOS/TCM 10-5677 Bijlage A blad 5 REKENMETHODEN Voor rapportage van de meetresultaten in de gewenste eenheden en condities zijn de volgende berekeningen uitgevoerd: Omrekening volumeconcentraties(vppm) naar massaconcentraties (mg/m 0 3 ): Cmassa = ρ x C volume Omrekening naar standaard (referentie) zuurstofconcentraties: = C (20,95 - a) x (20,95 - O ) ref. O2 m C m 2 Berekening van de relatieve emissie in g/gj Vstoich 20,94 RE = C STW (20,94 O m 2 ) waarin: a = standaard zuurstofpercentage, afhankelijk van het type installatie C = concentratie van een component ρ = volumieke massa (kg/m 3 0 ) STW = stookwaarde, H i of LHV (MJ/m 3 0 ) V stoich = stoichiometrisch droog rookgasvolume (m 3 0 /m 3 0 ) indices: massa = massa concentratie volume = volume concentratie ref = bij referentiewaarde m = meting (meetwaarde) vol% = in volume procenten Bij berekening van de q-waarden wordt ervan uitgegaan dat de betreffende gassen zich in rookgas als een ideaal gas gedragen met een molair volume van 22,41 m 3 0 /kmol. Volumieke massa van rookgascomponenten in kg/m 3 0 : NO x als NO 2-2,053 CO - 1,250 CO 2-1,964 org.verb., als C - 1,610 org.verb., als C 3 H 8-1,964
-19-50964225-TOS/TCM 10-5677 Bijlage A blad 6 GEREALISEERDE MEETONZEKERHEID Onderstaande tabel geeft de totale meetonzekerheden voor de verschillende rookgascomponenten zoals die zijn gerealiseerd bij de aangegeven concentraties. meetonzekerheid (± % van meetwaarden, 2 s) rookgascomponent monsterneming analyse totaal O 2 alle gemeten concentraties 2 2 3 CO 2 alle gemeten concentraties 2 3 4 CO 4 mg/m 3 0 @ 3% O 2 2 20 21 850 mg/m 3 0 @ 3% O 2 2 2 3 NO x 100-1000 mg/m 3 0 @ 3% O 2 3 < 5 < 6 C x H y alle herleide concentraties 2 < 4 < 5 Aldehyden 2 15 16% C 1 -C 4 2 * 10 12% Debietmeting 15% ** * fout in monsterneming is ijk gesteld aan fout C x H y * schatting (meetvlak voldoet niet aan ISO 10780) ACCREDITATIES EN VERANTWOORDING De volgende verrichtingen zijn onder RvA Testen accreditatie L-256 uitgevoerd: on-line bepaling van de concentratie van de gasvormige componenten O 2, CO, CO 2, NO x, C x H y en debiet. De uitvoering van toetsingen aan grenswaarden is niet in de accreditatie opgenomen. Namen en functies van de medewerkers: H.J. Olthuis, projectleider P.A.C. Engelen, projectmedewerker J.H. van Oene, projectmedewerker.
-20-50964225-TOS/TCM 10-5677 BIJLAGE B PROCESGEGEVENS (GEREGISTREERD DOOR ENVICO) Metingen bij HB Energy dec 09 luchtdruk 1004 mbar temperatuur ingang naverbrander 357 C gasdruk 85 mbar temperatuur uitgang naverbrander na rookgaskoeler 85,7 C Gasmeterstanden temp 10 C datum tijd gasmeter verbruik temp. naverbrander nm 3 /h mp1 C 16 dec 09 13:50 40163,58 728,77 16 dec 09 13:55 40163,58 731,48 proefdraaien Meetperioden KEMA 16 dec 09 14:00 40163,58 732,94 18,16 350 proefdraaien 16 dec 09 14:05 40163,59 734,28 16,67 339 proefdraaien datum begin einde 16 dec 09 14:10 40163,59 735,33 13,06 348 proefdraaien 16 dec 09 14:15 40163,59 736,87 19,16 449 proefdraaien 17 dec 09 12:52 13:30 achternaverbrander, na rookgaskoeler 16 dec 09 14:30 40163,60 737,26 proefdraaien 17 dec 09 13:35 14:05 ingaand rookgas voor naverbrander proefdraaien 17 dec 09 14:10 14:25 debietmeting na rookgaskoeler 17 dec 09 10:35 40164,44 790,61 816 17 dec 09 14:30 15:00 achternaverbrander, na rookgaskoeler 17 dec 09 10:52 40164,45 796,37 21,08 823 opstarten, WK regelmatig in storing 17 dec 09 15:15 15:45 ingaand rookgas voor naverbrander 17 dec 09 11:00 40164,46 798,85 19,28 824 17 dec 09 16:00 16:30 achternaverbrander, na rookgaskoeler 17 dec 09 11:10 40164,47 802,39 22,02 851 17 dec 09 16:45 17:30 debietmeting na rookgaskoeler 17 dec 09 11:20 40164,47 805,79 21,15 862 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 11:33 40164,48 810,21 21,15 873 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 11:40 40164,49 812,88 23,73 877 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 12:00 40164,50 819,22 19,72 876 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 12:10 40164,51 823,24 25,01 877 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 12:44 40164,53 834,42 20,46 877 installatie draait stabiel op 2,4 MW gasverbruik naverbrander 17 dec 09 12:58 40164,54 839,72 23,55 879 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 13:10 40164,55 843,77 20,99 880 installatie draait stabiel op 2,4 MW 16 dec 09 8,80 nm 3 /h 17 dec 09 13:30 40164,56 850,42 20,68 882 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 196,88 nm 3 /h 17 dec 09 13:55 40164,58 859 21,35 884 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 14:15 40164,59 866,15 22,24 885 installatie draait stabiel op 2,4 MW totaal 205,69 nm 3 /h 17 dec 09 14:37 40164,61 873,93 22,00 886 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 15:00 40164,63 881,85 21,42 887 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 15:45 40164,66 897,11 21,10 889 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 16:01 40164,67 903,13 23,41 889 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 16:19 40164,68 909,35 21,50 890 installatie draait stabiel op 2,4 MW 17 dec 09 17:10 40164,72 927,16 21,72 890 installatie draait stabiel op 2,4 MW