lSE9607S30

SVF--5V5

STIFTELSEN FÖR VÄRMETEKNISK FORSKNING

OST!

Predikterande Emissionsmätsystem (PEMS)för emissionskontroll i biobränsleeldadeförbränningsanläggningar

Henrik Harnevie, Laszlo Sarközi, Sophia Trenkle

vuu 2 8 ti 0 4 STERMILJÖTEKNIK 575

Predikterande Emissionsmätsystem (PEMS) föremissionskontroll i biobränsleeldade

förbränningsanläggningar

Predictive Emission Monitoring System (PEMS) foremission control in biomass fired plants

Henrik Harnevie, Laszlo Sarközi, Sophia Trenkle

STIFTELSEN FÖR VÄRMETEKNISK FORSKNING101 53 STOCKHOLM - TEL 08/677 25 80

Augusti 1996ISSN 0282-3772

DISCLAIMER

Portions of this document may be illegiblein electronic image products. Images areproduced from the best available originaldocument

Förord

Denna studie har på olika sätt finansierats av Kungsbacka Energi, Naturvårdsverket, Nutek,

Trätek, Vattenfall och Värmeforsk. Till projektet har hört en referensgrupp som under

projektperioden sammanträffat fyra gånger. Medlemmar i referensgruppen har varit;

Börje Borgström Naturvårdsverket

Lars Guldbrand Nutek

Torsten Hammar Kungsbacka Energi

Erik Larsson Svenska Fjärrvärmeföreningen

Peter Liebscher Trätek

LeifLiinanki Vattenfall Utveckling

Lars Wrangensten Värmeforsk

Kenneth Wulff Vattenfall Energisystem

Tomas Öberg Bergström & Öberg

Vi vill tacka hela referensgruppen för givande diskussioner och synpunkter. Vi vill även

tacka samtliga finansiärer samt personalen vid Skinnskatteberg Trä och Kungsbacka Energi

för stor hjälp i samband med de mätinsatser som genomförts inom projektet.

Vattenfall Utveckling och Vattenfall Energisystem

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

SAMMANFATTNING 1

SUMMARY 2

1. BAKGRUND 3

2. MÅLSÄTTNING 3

3. GENOMFÖRANDE 4

3.1 METOD OCH TEORI (MULTTVARIAT DATAANALYS) 7

3.2 SKINNSKATTEBERG 9

3.2.1 Anläggningsbeskrivning 9

3.2.2 Instrumentering 10

3.2.3 Modellerande mätning 11

3.2.4 Långtidsuppföljning 13

3.2.5 Verifierande mätning. 14

3.3 KUNGSBACKA 15

3.3.1 Anläggningsbeskrivning, Hammargårdverket 75

3.3.2 Instrumentering 16

3.3.3 Modellerande mätning 17

3.3.4 Långtidsuppföljning 20

3.3.5 Verifierande mätning 20

4. RESULTAT 21

4.1 SKINNSKATTEBERG 2 2

4.2 KUNGSBACKA 30

5. DISKUSSION OCH SLUTSATSER 37

5.1 VAD BÖR BEAKTAS FÖR ATT IMPLEMENTERA EN PEMS-FUNKTION 41

5.2 UPPSKATTADE KOSTNADER FÖR PEMS RESPEKTIVE CEMS 45

6. REFERENSER 46

SAMMANFATTNING

En alternativ metod för bestämning av miljöavgifter på utsläpp av kväveoxider frånbiobränsleeldade pannor har studerats. Metoden, "PredikterandeEmissionsmätsystem" (PEMS), innebär att en matematisk funktion skapas.Funktionen uttrycker de samband som finns mellan kväveoxidutsläppet och olika drift-och omgivningsparametrar. I denna studie har användbarheten för PEMS studerats förtvå fastbränslepannor av typ rörlig snedrost

De viktigaste resultaten från studien är;

PEMS-metodik är användbart för kontroll av emissioner från vissa typer (exempelvisrörliga snedrostar) av biobränsleeldade pannor. Detta även om de eldas medvarierande bränslefukthalt. I de flesta fall torde det räcka med att funktionen baseraspå syrehalt respektive panneffekt. För att beakta fluktuationer i bränslets fukthalterfordras dock även ugnstemperatur och kanske rökgastemperatur. Samtliga dessaparametrar mäts ofta normalt varvid investering av nya instrument ej blir nödvändigt.Åtskilliga parametrar (exempelvis spjällägen) visade sig ej ha någon märkbar inverkanpå NOx-bildningen.

Ett PEMS-samband är enbart användbart för en specifik anläggning och för ett visstgiltighetsområde. Funktionen bör konstrueras så att ett så stort antal driftfall sommöjligt inryms i giltighetsområdet. Byte av bränsle eller driftjusteringar kan enbartgöras inom funktionens giltighetsområde. Stabila förbränningsbetingelser är engrundförutsättning för att PEMS skall vara användbart. Innan PEMS-funktionenbyggs upp bör således erforderliga förbränningstekniska åtgärder vidtagas så att enjämn förbränning med minimala emissionsnivåer uppnås. I anläggningar med kraftigtvarierande förbränningsförhållanden, exempelvis fasta rosterpannor, är det troligt attPEMS ej kan användas.

För att utarbeta en relevant PEMS-funktion bör bland annat följande punkter beaktas;

Förberedelser med val av mätparametrarFörsöksplaneringDriftoptimering och modellerande mätningUtvärdering av modellerande mätningarVerifieringRapporteringValidering

Kostnaden för att skapa ett användbart PEMS-samband och beakta dessa punkteruppskattas till mellan 50 och 70 % jämfört med ett konventionellt mätsystemräknat på en tioårsperiod.

Nyckelord: CEM, PEM, kväveoxider, prediktering, miljöavgifter

SUMMARY

An alternative method for estimation of NOx-emissions from biomass fired plants hasbeen investigated. The method, "Predictive Emission Monitoring" (PEMS),implicates the creation of a mathematical formula. The formula expresses therelations between NOx-emissions and various operating and external parameters,such as flue gas temperature, excess combustion air and heat load. In this study theapplicability of PEMS has been tested for two plantsboth of type travelling stokers.

The most important results of the study are:

PEMS is suitable for emission monitoring for some types of biomass fired plants (forexample travelling stokers) even if the plant is fired with fuel with varying watercontent. In most cases it should be sufficient if the relation is based on oxygen levelin the flue gas and plant load, with the possible addition of flue gas temperatureand/or furnace temperature rate. These parameters are usually measured in any case,which means that no additional investment in instrumentation is necessary. In thisstudy many measured parameters (for example the throttle levels) did not affect theNOx-emissions.

A PEMS relation is only applicable for a specific plant and for a fixed validity range.Thus the function should be performed in such a way that it covers the limits of theoperating parameters of the plant. Usage of different fuels or drift optimation canonly be done within the validity range. Good combustion conditions could benecessary to receive a usable PEMS-function. Before creating the PEMS-function thecombustion and the emission levels must be optimized. In plants with very fluctuatedcombustion, for example fixed stokers, it is possible that PEMS leads to notsatisfying results.

In order to create a PEMS relation the following should be considered:

PreparationsExperimental designMeasurementsEvaluation of measurementsVerificationOutputValidation

The total cost for a PEM-function can be calculated to be about 50 - 70 %compared to a CEM during a period of a decade.

Key words: CEM, PEM, nitrous oxides, NOx fee, nitrous oxides, emissions

Predikterande Emissionsmätsystem (PEMS) för Emissionskontroll iBiobränsleeldade Förbränningsanläggningar

1. Bakgrund

Avgiftsplikten för kväveoxidutsläpp vid energiproduktion kommer att utökas till att

omfatta pannor med en årlig produktion överstigande 25 GWh. Den nya lagen

(referens 1) träder succesivt i kraft med gränsen 40 GWh/år från 1 januari 1996 och

25 GWh/år från 1 januari 1997. Den ekonomiska och praktiska konsekvensen, för de

anläggningar som framförallt under 1997 inkluderas i miljöavgiftsystemet, blir

jämförelsevis större än för de anläggningar som tidigare omfattats av avgiftsystemet.

En alternativ, mindre kostnadskrävande, metod för miljöavgiftsbestämning jämfört

med konventionella kontinuerliga emissionsmätsystem (CEMS) har därför studerats.

Metoden, "Predikterande Emissionsmätsystem" (PEMS), har tidigare med bra

resultat bl.a. testats på en oljeeldad panna, referens 2. Huruvida metoden har

potential att kunna användas på biobränsleeldade pannor har dock varit en obesvarad

fråga. Ett antal företag och organisationer initierade och/eller finansierade av denna

anledning detta projekt där PEMS har studerats för biobränsleeldning.

Principen för PEMS är att uttrycka de samband som finns mellan kväveoxidutsläpp

och olika drift- och omgivningsparametrar (exempelvis temperatur, luftöverskott och

tillförd effekt) som en matematisk funktion. Att det finns samband mellan

kväveoxidutsläpp och dessa driftparametrar är väl dokumenterat sedan tidigare.

2. Målsättning

Målet med denna studie var att undersöka om det för biobränsleeldade pannor är

möjligt att utifrån mätning av olika driftparametrar få fram ett för

miljöavgiftsbestämning användbart samband mellan dessa driftparametrar och

emissionen av kväveoxider. Det vill säga ett samband som kan definieras uppfylla

Naturvårdsverkets prestandakrav. Vidare var målet att ge råd om hur dylika samband

bör utformas och implementeras samt beskriva något om deras begränsningar. I en

kommande Värmeforskstudie kommer mer konkret validering och kvalitetssäkring

av prediktionsmodeller för NOx-mätningar att behandlas.

3. Genomförande

De primära parametrar som är av intresse för att kunna "prediktera" NOx-utsläppet

från en biobränsleldad panna är;

Förbränningstemperatur

Luftöverskott

Luftfördelning (prim/sek/tert)

Bränslekvalitet (fukthalt, kvävehalt etc.)

Nyttig/tillförd effekt

Uppehållstiden i eldstaden

En PEMS-funktion måste således optimalt beakta samtliga dessa parametrar. Det går

dock att istället, i funktionen, inkludera andra parametrar (indikatorer) som påverkas

av eller påverkar den primära parametern.

För att PEMS skall vara ett kostnadseffektivt alternativ till konventionella

mätmetoder är det viktigt att de parametrar som PEMS-funktionen baseras på är

enkla och "billiga" att mäta. Exempel på dylika är;

Rökgastemperatur

Nyttig effekt

Syrehalt

Spjällägen

Fläktvarvtal

Exempel på indikatorer (parametrar med koppling till de primära parametrarna) är;

Förbränningstemperaturen: (rökgastemperatur, syrehalt, nyttiggjord effekt,

rökgasflöde)

Luftöverskottet: (syrehalt, nyttiggjord/tillförd effekt, rökgasflöde,

förbränningsluftflöde)

Bränslefukthalten: (syrehalt, rökgasflöde, förbränningsluftflöde, nyttiggjord effekt,

rökgastemperatur)

Primär/sekundär/tertiärluft: (nyttiggjord/tillförd effekt, spjällägen/fläktvarvtal)

Rökgasflödet: (fläktvarvtal/spjällägen, nyttiggjord/tillförd effekt, ugnstryck, tryckfall

över rökgasfläkten)

Uppehållstiden: (nyttiggjord/tillförd effekt, fläktvarvtal).

Det finns således flera möjligheter att återspegla de primära parametrarnas inverkan

på NOx-bildningen genom att studera andra parametrar, som är enklare och billigare

att mäta. Studeras indikatorparametrarna inses att flera av dem återkommer som

indikatorer för flera mer "svårmätta" parametrar. Antalet parametrar i en PEMS-

funktion torde därför kunna begränsas till ganska fa parametrar som ändå

återspeglade variationer av NOx-utsläpp pga ändring av andra "mer svårmätta"

parametrar. En dylik parameter som är speciellt intressant för biobränsleeldade

anläggningar är bränslekvaliteten, vilken ofta kan kopplas samman med bränslets

fuktinnehåll. En förhoppning i denna studie är att exempelvis syrehalten,

rökgasflödet, förbränningsluftflödet, nyttiggjord effekt eller rökgastemperaturen kan

användas som indikatorer på bränslefukthalten.

Mot bakgrund av detta resonemang inleddes studien med att fa klart med vilka

pannor som skulle utvärderas. De pannor som valdes var två rosterpannor; dels en

som ägs av Kungsbacka Energi dels en i Skinnskatteberg, ägd av ASSI Domän.

Kravet på anläggningarna var att de dels ställdes till förfogande under en inledande

och en verifierande mätkampanj dels att det fanns erforderlig plats för en del

instrument (referens-CEMS) under långtidsuppföljningarna. Det var vidare

nödvändigt att anläggningarna var utrustade med viss instrumentering så att signaler

från exempelvis uteffekt och helst även syrehalt fanns tillgängliga. Mätning av dessa

båda parametrar erfordras oavsett om CEMS eller PEMS används för

miljöavgiftsbestämningen. Det var slutligen också nödvändigt att signaler för vissa

fläktvarvtal, spjällägen och temperaturer kunde erhållas från respektive anläggning.

Kravet är ju att PEMS-metodik skall vara så billig som möjligt. Anläggningar där det

av praktiska skäl är svårt/dyrt att montera erforderlig instrumentering är kanske mer

lämpade för CEMS.

Genomförandet av denna studie omfattade en mängd moment för varje anläggning,

varav de viktigaste kan beskrivas enligt;

Förberedelser; Val av instrumentering, programvara samt dataöverförings-

metod. Instrumenteringen som användes under mätkampanj erna användes dels

för kontinuerlig mätning av anläggningsparametrar som förmodades kunna

vara användbara för att få fram önskade samband dels för mätning av

referensparametrar.

Försöksmatris; Skapandet av en försöksmatris anpassad efter styr- och

reglerramarna för respektive panna. Principen som användes för designen av

försöksmatrisen var reducerade faktorförsök. Detta för att antalet försök skulle

bli hanterbart under de enskilda mätinsatserna. Programvarorna som användes

var "Modde" och "Unscrambler" (se kapitel 3.1).

Modellerande mätning; För att erhålla en modell som beskriver sambandet

mellan NOx-halten eller NOx-utsläppet och olika driftparametrar genomfördes

inledande mätkampanjer, framöver betecknas dylika mätinsatser för

"Modellerande mätningar". Pannans drift varierades enligt de utarbetade

försöksmatriserna.

Samtliga mätsignaler loggades under de modellerande mätningarna som

minutmedelvärden. Referensmätsystemet kalibrerades (med certifierad

kalibrergas) innan mätningarna påbörjades och kalibreringskontrollerades

(kalibrergas tillfördes utan några korrigeringar) därefter minst två gånger

dagligen. Uppmätta gashalter korrigerades i förekommande fall för

instrumentdrift. Dagligen uttogs även minst tre bränsleprov, vilka senare

analyserades främst map fukt men i några fall även map

elementarsammansättning.

Utvärdering av modellerande mätningar; Uppmätta minutmedelvären

omräknades till försöksmedelvärden. Utifrån dessa utarbetades PEMS-

funktionen. Både försöksmatris och utvärdering gjordes med s.k. multivariat

dataanlys. Programvaran som användes i denna studie var "Unscrambler".

Långtidsuppföljning; Syftet med långtidsuppföljningarna var att kontrollera hur

de framtagna modellerna under en längre tid (~ 3 - 4 månader) klarade av att

prediktera NOx-utsläppet. Detta genom jämförelser mellan PEMS-funktionerna

och konventionella emissionsmätsystem. På samma sätt som under den

modellerande mätningen (kalibreringskontroller och kalibreringar)

kontrollerades referensmätsystemen regelbundet under långtidsmätningarna.

Samma uppsättningar av kalibrergastuber användes för samtliga kalibreringar

och kalibreringskontroller på respektive ställe (Kungsbacka respektive

Skinnskatteberg).

Insamlad mätdata medelvärdesbildades till timmedelvärden. Utifrån

timmedelvärdena beräknades predikterade NOx-halter för respektive timma. De

framräknade NOx-halterna jämfördes därefter med NOx-halterna för samma

tidsperioder uppmätta med referensmätsystemet. Uppmätta NOx-halter

korrigerades för variationer i omgivningstrycket med lufttrycksdata från

SMHI:s mätstation i Säve (Kungsbacka) eller Ställdalen (Skinnskatteberg) och

i förekommande fall för eventuell instrumentdrift. Observera att

anläggningarnas syreanalysatorer, båda är så kallade zirkoniumoxidceller, ej är

känsliga för variationer i omgivningstrycket.

Det uttogs vidare en mängd bränsleprover under långtidsuppföljningen, dessa

analyserades framförallt med avseende på fuktinnehåll. Två prover från

Kungsbacka och totalt sex från Skinnskatteberg analyserades även med

avseende på elementarsammansättning och värmevärde. Fukthalter och

elementarsammansättningar redovisas i bilaga 1.

Verifierande mätning; Genomförandet av försök på samma sätt som under de

modellerande mätningarna.

Utvärdering av verifierande mätningar; Utarbetandet av PEMS-funktioner

utifrån de verifierande mätningarna. Dessa utvärderingar gjordes på analogt vis

som utvärderingen av de modellerande mätningarna. Verifieringarna gjordes

för att kontrollera om det var möjligt att reproducera de PEMS-samband som

erhölls från de modellerande mätningarna.

I kapitel 3.2 respektive 3.3 redogörs för hur ovannämnda punkter behandlats för de

båda anläggningarna; Kungsbacka och Skinnskatteberg. Principen för programvaran

som använts för utvärderingen redovisas i kapitel 3.1.

3.1 Metod och teori (Multivariat dataanalys)

Den metod som användes var den så kallade PLS-metoden (Partial Least Square).

Metoden bygger på att inverkan från ett flertal variabler och samverkan mellan dessa

ofta kan uttryckas enklare om "variabelkoordinatsystemet" ersätts med ett

koordinatsystem baserat på så kallade principalkomponenter. Utgående från

principalkomponenterna genereras en approximativ modell av processen, som sedan

kan användas för att studera olika processvariablers betydelse för valda

utparameterar. Multivarat modellering är ett kraftfullt hjälpmedel for att studera

komplexa processer där många parametrar är inblandade. På marknaden finns

programvaror (exempelvis Unscrambler och Simca) som kan användas till ovan

beskriven applikation. Notera att PLS-metoden enbart genererar matematiskt

konstruerade samband, vilket innebär att erhållna funktioners struktur egentligen inte

har någon rent fysikalisk innebörd. Detta innebär i praktiken att den erhållna

funktionen är anpassad till processvariabler inom ett väl definierat giltighetsområde

(är användbar inom en viss domän) och att storleken på de utparametrar som

beräknas utifrån modellen kan bli orimliga om modellens giltighetsområde

överskrids.

För att fä fram en beskrivande modell är det nödvändigt att genomföra en serie

mätningar där ett urval parametrar mäts kontinuerligt samtidigt som de parametrar

som kan varieras och bedöms påverka exempelvis kväveoxidutsläppet varieras enligt

en förbestämd försöksmatris. I princip kan alltså sägas att kväveoxidutsläppet från en

viss anläggning "kalibreras" med hjälp av en dylik modellering och att ett samband

mellan "predikterad"'NOx och uppmätta driftparametrar därmed erhålls.

Principen medför att modellen blir känslig för relativa (tillfälliga) mätfel hos de

parametrar som ingår i ett erhållet samband. Eventuella systematiska mätfel har

däremot ingen betydelse förutsatt att de även uppträdde under "kalibreringen".

I denna studie konstruerades samtliga funktioner enligt principen;

Antag att samtliga uppmätta driftparametrar under den modellerande mätningen är x-

parametrar och att NOX är y-parametrar. Därmed erhålls strax över 20 x-parametrar

per anläggning (dessa redovisas i kapitel 3.2.2 och 3.3.2). Den använda

programvaran klarar av att hantera samtliga dessa x-parametrars signifikans på y-

parametern samtidigt.

I första steget genomfördes selekteringar med samtliga x-parametrar, det erhölls

således ett samband på y-parametern baserat på samtliga x-parametrarna. Därefter

studerades respektive parameters "viktade " påverkan på y-parametern dvs NOX. Med

utgångspunkt från dessa viktade påverkningsgrader selekterades de parametrar med

låg eller ingen viktad påverkan på y-parametern bort. Detta gjordes i etapper tills

enbart cirka 5 parametrar fanns kvar. Generellt kan sägas att samtliga parametrar som

påverkade NOX mindre än cirka 5 - 10 % av den parameter med störst viktad

påverkan avlägsnats.

I nästa steg bildades kvadrat och korstermer av de kvarvarande parametrarna. En

korsterm är en indikation på de samverkaneffekter mellan olika driftparametrar som

förekommer i komplicerade processer. På samma sätt som tidigare reducerades även

kors- och kvadrattermer med låg eller ingen viktad påverkan på y-parametern bort.

När detta steg genomförts återstod de PEMS-funktioner som redovisas i rapporten,

kapitel 3.2.3, 3.2.5, 3.3.3 och 3.3.5. Därmed inses att samtliga loggade parametrar

studerats men att enbart parametrarna med störst inverkan på NOX finns kvar i de

slutliga funktionerna.

3.2 Skinnskatteberg

3.2.1 Anläggningsbeskrivning

Sågverket "Skinnskatteberg Trä" ägs av "ASSIDomän". Fastbränslepannan används

för produktion av hetvatten till sågverkets torkar. Den är tillverkad av Nordfab Weiss

och har förbränningskapaciteten 7000 kg bränsle/timme. Pannan är av typ rörlig

snedrost (med fyra zoner) och eldas med sågverksavfall (bark, spån, flis) med

fukthalter varierande mellan 45 - 60 %. Rosterhastigheten varieras efter fyra

förinställda driftlägen som beror av pannans belastning. Pannans belastning styrs

sedan av ett angivet börvärde på framledningstemperaturen på hetvattnet.

Förbränningsluften tillsätts med separata primär- och sekundärluftfläktar genom tre

luftregister; primärluft, undre sekundärluft och övre sekundärluft (tertiärluft).

Samtliga luftregister är försedda med motordrivna reglerspjäll. Förbränningsluften

förvärms till cirka 160°C. Reglering sker antingen med de tidigare nämnda

fördefinierade lastfallen eller via O2-styrning (detta dock enbart på

sekundärluftsidan). De fyra lastfallen definieras genom att manuellt ange hörvärden

på olika driftparametrar i pannans driftdator. Exempel på dylika hörvärden är;

rosterhastighet, bränsleinmatning samt luftfördelning.

För att hålla hörvärdet på hetvattnets framledningstemperatur växlar pannan som

tidigare nämnts mellan de fyra olika lastfallen. När pannan körs på lägsta nivån och

hörvärdet uppnås stannar således pannan. Det vill säga roster och fläktar stoppas för

10

att sedan åter starta när framledningstemperaturen sjunkit under det inställda

hörvärdet. Detta innebär att O2-styrningen ej fungerar och att pannan körs manuellt

(hörvärden anges i driftdatorn), med avseende på inställning av förbränningsluft.

Rökgaserna passerar genom luftförvärmare, multicyklon och elektrofilter.

Rökgasfläkten är varvtalsstyrd och varvtalen styrs av undertrycket i eldstaden.

I figur 3.1 visas en schematisk skiss över anläggningen samt referensmätsystemets

placering.

Fläkt lörförbränningslun

Bränsleirmatning

Flygaska

Bottenaska

f Primar/sekundar-

lördelningsspjäll

Primärspjäll

Figur 3.1

3.2.2 Instrumentering

Anläggningsbeskrivning, Skinnskatteberg

(Schematic sketch, Skinnskatteberg)

De driftparametrar (anläggningsparametrar) som registrerades kontinuerligt var;

Eldstadens undertryck (-mm vp)

Eldstadstemperatur 1 (°C)

Eldstadstemperatur 2 (°C)

Eldstadstemperatur 3 (°C)

Eldstadstemperatur 4 (°C)

Rökgastemperatur efter panna (°C)

O2-halten (0 - 25 vol%fg)

Läge, Orreglering spjäll 7 = sekundärluftspjäll (0 -100 %)

11

Läge, O2-reglering spjäll 8 = sekundärluftspjäll (O -100 %)

Läge, primärluft huvudspjäll, reglerar primär- och sekundär-luftförhållandet (0

-100 %)

Läge, sekundärluft huvudspjäll (0-100 %)

Läge, blandspjäll = spjäll som reglerar andelen förbränningsluft som passerar

genom luftförvärmaren (0-100 %)

Panneffekt (MW)

Förbränningsluftens temperatur för luftförvärmaren (°C)

Förbränningsluftens temperatur efter luftförvärmaren (°C)

Rökgasfläktens hastighet (0 -100 %)

Som referensmätsystem användes ett extraktivt kondenserande provtagningssystem

samt gasanalysatorer för analys av följande komponeter;

O2-halt(0-25%tg)

CO2-halt (0 - 20 % tg)

CO-halt (0 -1000 ppm tg)

NOx-halt (0 - 500 ppm tg)

NO-halt i torr rökgas (0 - 500 ppm tg)

Den använda O2-analysatorns analysprincip var baserad på paramagnetism, NO-

analysatorns på UV-absorption medan övriga analysatorers analysprinciper var

baserade på absorption i IR-området. NOx-analysatorn var kompletterad med en

C/Mb-baserad konverter.

3.2.3 Modellerande mätning

Den modellerande mätkampanjen i Skinnskatteberg genomfördes vecka 51-95 enligt

den i förväg utarbetade försöksmatrisen. Turordningen på de olika försöken ändrades

något från den som den använda programvaran rekommenderade. Matrisen omfattade

variationer i de parametrar som var möjliga att variera i pannans driftdator som

bedömdes påverka NOx-utsläppet. Dessa var;

prirnärluftspjäll (1-5)

sekundärluft spjäll (1-3)

blandningstemperaturen i luftförvärmaren

rosterns hastighet

12

Det var även möjligt att variera huvudspjället för primärluften, vilket reglerar

förhållandet mellan primär- och sekundärluft. Detta kan dock enbart göras manuellt

med driftdatorns automatik bortkopplad. Inga dylika manuella ändringar

genomfördes på grund av att det i stort sätt alltid är driftdatorns reglersystem som är

aktiverat.

Det gjordes heller inga faktorförsök med varierande rosterhastighet. Den tillåtna

regleringsramen för denna parameter är tämligen osäker. Dock genomfördes en del

kortare försök med varierande rosterhastighet. Utöver nämnda reglerparametrar

varierades även bränslets kvalitet, detta genom att upprepa samtliga driftändringar för

två skilda bränsletyper (gran och tall bark/flis). Speciellt bränslets fuktinnehåll

kunde därmed varieras. Max- och mininställningar av de olika spjällägena för

respektive effektläge (trin-läge) redovisas i tabell 3.1.

Tabell 3.1 Variationer i spjällägen under den modellerande mätningen

(Throttle levels during the modelating measurement)

PrimärtuftspjSH 1PrimärhiÖspjäll 2PrimärluftspjäJ13Primärhiftspjäll 4PrimärhiftspjäH 5Sekundäriuftspjäll 1Sekundärfuftspjäll 2Sekundäriuftspjäll 3

Trinl0 - 3 %1 - 12 %4 - 12 %1 - 5 %0 - 2 %0 - 2 %1 - 5 %0 - 1 %

Trin21 - 6 %2-15%6-15%2-10%0 - 3 %1 - 5 %2 - 9 %0 - 1 %

Trin32-10%5-18%8-18%4 - 12 %0 - 5 %7-18%8 - 25 %1 - 5 %

Trin45 - 25 %11 - 40 %18-40%10 - 30 %1 - 7 %11-30%14-40%7 - 25 %

I övrigt varierades blandningstemperaturen (reglerar blandspjället) mellan 165 och

195 °C.

Som tidigare nämnts styrs pannans last av fyra lastnivåer. Respektive lastnivå

aktiveras utifrån hetvattnets framledningstemperatur som styrs av torkarnas

hetvattenbehov. Detta innebär, i praktiken, att panneffekten varierar i cykler och ej

går att hålla konstant. Det går därmed ej att direkt ha med pannans last som en

variationsvariabel i försöksmodellen. För att få indata till det fortsatta

utvärderingsarbetet som även beaktade panniastens inverkan på NOx-utsläppet valdes

att bearbeta respektive försök så att sekvenser med de högsta respektive de lägsta

mätvärdena map panneffekt erhölls. Samtidigt medelvärdesbildades respektive

försöksperiod. Därmed erhölls indata till den fortsatta datautvärderingen som både

omfattade direkta medelvärden samt mätvärden vid max- och minlast.

13

Utifrån dessa indata skapades, med hjälp av programvaran "Unscrambler" en

matematisk modell för bestämning av NOx-halten. I inledningsskedet studerades

samtliga registrerade parametrars (utom CO2 och NO) inflytande på NOx-halten.

Genom att studera respektive driftparameters inflytande och hur de passade in i

modellen reducerades successivt de ursprungliga parametrarna. Parametrar som

påverkade modellen negativt eller hade låg signifikans selekterades bort. Den slutliga

modellen kan uttryckas med funktionen;

där ko till IC4 är konstanter, O2 = syrehalt i våt rökgas (vol %), Trg = rökgastemperatur

före lufrförvärmaren (°C), Tugn 4 = ugnstemperatur 4 (°C) samt Pn = panneffekten

(MW). I tabell 3.2 redovisas konstanternas värden.

Tabell 3.2

PEMS-NOX

Konstanternas storlek för funktionen PEMS-NOX

(Values of the constants used in the function PEMS-NOJ

h1,591 -3,469 0,163

h0,06970 4,635

Hur de med funktionen predikterade NOx-halterna förhåller sig till halter uppmätta

med CEMS redovisas i kapitel 4.1, exempelvis figur 4.1 och 4.2.

Inledningsvis utvecklades, på analogt sätt, även en funktion som predikterade

halten normerad till 6 % O2. Denna funktion överensstämde dock sämre med den

NOx-halt (normerad till 6 % O2) som parallellt erhölls utifrån uppmätta halter med

referensmätsystemet.

3.2.4 Långtidsuppföljning

Långtidsuppföljningen gjordes mellan v46-95 och vi 1-96 och omfattade kontinuerlig

mätdatainsamling av tidigare redovisade parametrar, kapitel 3.2.2. Under

långtidsuppföljningen loggades mätdatan som femminutersmedelvärden och

hämtades dagligen via modem.

14

Nedan redovisas en sammanställning av de instrumentproblem som uppstod under

långtidsmätningen.

NOx-analysatorn installerades v49-95. I utvärderingen till och med

installationen korrigerades den uppmätta NO-halten med en faktor.

Mellan v47 och v49 1995 var anläggningens syremätare ur funktion. Under

samma period var det även problem med referensmätsystemets syremätare.

Den uppmätta CO2-halten samt en relevant korrigeringsfaktor används

tillfälligt i utvärderingen.

Det var inledningsvis problem med referensmätsystemets

gasberedningssystem. Mätsystemet fungerade inte helt perfekt förrän v49-95.

Strömavbrott v7-96. Vid återstart hade NO-mätaren drivit kraftigt.

NO-mätaren uppvisade under större delen av mätperioden tendens till

instabilitet. Det viktigaste instrumentet, NOx-analysatorn, fungerade dock

synnerligen bra.

3.2.5 Verifierande mätning

Den verifierande mätningen genomfördes, vi 1-96. Mätningarna genomfördes enligt

en försöksmodell analog med den som användes under den modellerande mätningen.

Enda undantaget var att det ej fanns möjlighet att genomföra mätningar med två

skilda bränsletyper. Utifrån de nya försöksvärdena (medel-, max- och minvärden

enligt beskrivning i kapitel 3.2.3) skapades på analogt vis med det tidigare nämnda

tillvägagångssättet en ny PEMS-funktion. Den nya modellen (verifierande) kan

matematisk uttryckas enligt;

P E M S ^ N O ^ k o + k, * O2 + k2 * Trg + k3 * Tugn4 + k4 * Pn

där ko till k4 är konstanter, O2 = syrehalt i våt rökgas (vol %), Trg = rökgastemperatur

före luftförvärmaren (°C), Tugn 4 = ugnstemperatur 4 (°C) samt Pn = panneffekten

(MW). Konstanternas värden presenteras i tabell 3.3.

15

Tabell 3.3 Konstanternas storlek för funktionen PEMSver-NOx

(Values of the constants used in the Junction PEMSver-NOy)

PEMSver-NOx -24,005ki

-3,313*x

0,223

k3

0,07104 5,769

Om konstanterna i tabellen jämförs med de konstanter som erhölls utifrån den

modellerande mätningen (tabell 3.2) märks att framförallt värdena på konstanten ko

skiljer sig åt. Som nämnts tidigare (kapitel 3.1) genererar PLS-metoden enbart

matematiskt konstruerade samband, vilket innebär att erhållna funktioner inte har

någon fysikalisk innebörd. Detta innebär att konstanterna i dylika funktioner markant

kan variera men att ändå predikterade värden i stort blir identiska. I figur 4.3 och 4.4

{kapitel 4) jämförs PEMS-NOX med PEMSver-NOx.

Samtliga försöksdata som använts som inparametrar till de datautvärderingar som

genomförts (utvärdering av modellerande och verifierande mätningar) redovisas i

bilaga 2.

3.3 Kungsbacka

3.3.1 Anläggningsbeskrivning, Hammargårdverket

Hammargårdverket levererar fjärrvärme till Kungsbacka stad och ägs av Kungsbacka

Energi. Anläggningen består av tre stycken värmepumpar, två oljepannor, en elpanna

samt en fastbränslepanna med tillhörande rökgaskylare.

Fastbränslepannan är tillverkad av EUROTHERM och är av typ rörlig snedrost. Dess

maximala effekt är 8 MW och årlig drifttid cirka 5000 timmar (september - maj).

Som bränsle används huvudsakligen skogsavfall. Rökgaskylarens effekt är cirka 2

MW.

En gemensam fläkt används för tillförseln av primär- och sekundärluften.

Primärluften tillförs sedan under rosten genom sex spjäll. Det finns även ett spjäll

som reglerar andelen sekundärluft samt en separat tertiärluftfläkt. Förbränningsluften

förvärms till cirka 100°C.

16

På rökgassidan finns två fläktar (spjällreglerade) som regleras utifrån pannans

kapacitet. Stoftavskiljning sker dels med multicykloner dels i rökgaskylaren. Det

finns även ett system för rökgasbefuktning. Detta var ej i drift under

projektperioden..

I figur 3.2 visas en schematisk skiss över anläggningen samt referensmätsystemetsplacering.

SKORSTEN

Fläkt lör primär MälpH.

Fläkt lörItrtiärlult

RökjasIläUir

4 sekundär lu« raltransmälsysttm W////////////////M

\\W\\\

Asktranspon

Bollenaska

Figur 3.2

PrimärMtpjäll

Anläggningsbeskrivning, Hammargårdverket

(Schematic sketch of Hammargårdverket)

3.3.2 Instrumentering

De driftparametrar (anläggningsparametrar) som registrerades kontinuerligt var;

Kapacitet, panna (0 -100 %)

Effekt, panna (MW)

Effekt, rökgaskylare (MW)

O2-halt (0 - 20 % fg)

CO (0 -1000 ppm fg)

Spjälläge, primärluft (0 -100 %)

Spjälläge, sekundärluft (0-100 %)

Spjälläge, rökgasfläkt 1 (0 -100 %)

Spjälläge, rökgasfläkt 2 (0 -100 %)

Undertryck, eldstad (Pa)

17

Temperatur förbränningsluft före luftförvärmaren (°C)

Temperatur förbränningsluft efter luftförvärmaren (°C)

Rökgastemperatur före rökgaskylaren (°C)

Rökgastemperatur efter rökgaskylaren (°C)

Temperatur efter panna, hetvatten (°C)

Flöde, hetvatten genom panna (m3/h)

En speciell problematik ligger i mätningen av panneffekt. Det finns en koppling

mellan fastbränslepannans respektive oljepannanornas vattenkrets så att flödet genom

fastbränslepannan tillfälligt ändras när en oljepanna slår av eller på. Flödet genom

fastbränslepannan ökar momentant då oljepannan slår av samt minskar pss då den

slår på. Den registrerade panneffekten är ju baserad på temperatur respektive

vattenflöde och påverkas därmed i samma riktningar.

Det är ju av mycket stor vikt att de parametrar som ingår i PEMS-funktionerna är

representativa för de värden som skall återspeglas. Problematiken med panneffekten

noterades först efter att projektet initierats. För att korrigera problematiken utökades

antalet mätparametrar med temperatur och flöde på hetvattnet efter pannan.

Som referensmätsystem användes ett extraktivt kondenserande provtagningssystem

samt gasanalysatorer för analys av följande komponenter;

O rhalt (0 - 25 % tg)

CO2-halt (0 - 20 % tg)

CO-halt (0 -1000 ppm tg)

NOx-halt (0 - 500 ppm tg)

NO-halt i torr rökgas (0-500 ppm tg)

Den använda O2-analysatorns analysprincip var baserad på paramagnetism, NO-och

NOx-analysatorerna på UV-absorption medan övriga analysatorers analysprinciper

var baserade på absorption i IR-området. NOx-analysatorn var kompletterad med en

C/Mb-baserad konverter.

18

3.3.3 Modellerande mätning

Den modellerande mätkampanjen i Kungsbacka genomfördes, v4-96. De parametrar

som var möjliga att variera i Kungsbacka och där en ändring bedömdes kunna

inverka på NOx-utsläppet är;

Kapaciteten kan varieras mellan cirka 30 och 100 %. Driftstatus anges i

anläggningens driftdator.

Primär-/sekundärluftfläkten är spjällreglerad, spjället kan varieras mellan cirka

55 och 70 % vid fullast och mellan 20 och 50 % vid minlast. Börvärde anges i

anläggningens driftdator.

Spjället som reglerar förhållandet mellan primär- och sekundärluft kan varieras

mellan cirka 15 och 45 % sekundärluft. Driftstatus anges i anläggningens

driftdator.

Tertiärluftfläkten har ett fast varvtal och regleras on/off. Driftstatus anges i

anläggningens driftdator.

Primärspj alien är fasta och eventuella ändringar görs manuellt.

Rökgaskylaren regleras on/off, driftstatus anges i driftdatorn.

Försöksmatrisen omfattade variationer av samtliga dessa parametrar, utom de fasta

primärspj alien, inom ovan definierade gränser. Mätningarna genomfördes därefter

enligt den utarbetade försöksmatrisen. Den av programvaran rekommenderade

ordningsföljden på de olika försöken ändrades något på grund av pannans

regleringsramar. Mätningarna omfattade även försök vid eldning av bränsle med

varierande fukthalt.

De insamlade minutmedelvärdena räknades om till medelvärden för respektive

försök. Dessa försöksmedelvärden låg sedan till grund för det fortsatta

utvärderingsarbetet (utarbetandet av PEMS-funktionen).

Under delar av vecka 5 eldades pannan vid tämligen lågt syreöverskott (1 - 2 % tg)

medan den lägsta uppmätta syrehalten under den modellerande mätningen var 3,4 %.

Det giltighetsområde som erhölls under den modellerande mätningen täckte därmed

ej stora delar av driftdomänen under denna vecka. För att utarbeta en PEMS-funktion

som även beaktade driftfall vid dylikt låga syreöverskott utökades indata till den

multivariata utvärderingen med några ytterligare mätpunkter hämtade från vecka 5.

19

Utifrån dessa indata skapades, mha Unscrambler, en matematisk modell för

bestämning av NOx-halten. I inledningsskedet studerades samtliga registrerade

parametrars (utom CO2 och NO) inflytande på NOx-halten. Respektive

driftparameters inflytande på NOx-halten och hur de passade in i modellen

studerades. De ursprungliga parametrarna reducerades därefter successivt tills fem

återstod; panneffekt, huvudprimärluftspjällets läge, läge rökgasspjäll 2,

rökgastemperatur före rökgaskylare samt syrehalten. Det identifierades även en

del betydande samverkan mellan några av dessa parametrarna. Predikterade

värden avvek under vissa sekvenser dock relativt kraftig från de uppmätta

värdena.

Av denna anledning genomfördes en ny modellering med NOX normerad till 6 %

O2 (mha referensmätsystemets O2-analysator, torr gas) som utparameter. Dvs

samtliga försöksmedelvärden (NOJ erhållna från den modellerande mätningen

normerades varefter en ny modellering genomfördes. Denna nya modellering

utarbetades analogt med tidigare beskrivna procedur och resulterade i en bättre

modell.

Normeringen gjordes enligt;

NOX normerad till 6 % O2 = NOX (mätt) * (20,95 - 6)/(20,95 - O2tg)

Det matematiska uttrycket för den nya modellen blev;

PEMS NOX (6 % O2 tg)= ko + k: * PS + k2 * T rg, + k3 * O2 +IC4 * Pn2 + k5 * Pn *

PS + kö * Pn * RGS + k7 * PS * RGS + k8 * PS * O2 + k, * RGS2 + k10 * RGS *

T rg! + k n * RGS * O2 + k12 * Trg * O2 + k13 * O22;

där ko till k13 är konstanter, PS = primärspjällets läge (%), T^ = rökgastemperatur

före rökgaskylare (°C), O2 = syrehalt med driftinstrumentet (vol % fg), Pn =

panneffekt (MW), RGS = läge rökgasspjäll 2 (%). I tabell 3.4 redovisas

konstanternas värde.

Tabell 3.4 Konstanternas storlek för funktionen PEMS NOX

(Valttes of the constants used in the function PEMSNOJ

89,968k7 •0,02633

-1,468

h0,203

-0,295

k."0,01494

k315,161

0,003267

K-0,872

-0,18

-0,06686

k«0,108

0,107kB-1,471

20

Hur de med funktionen predikterade NOx-halterna förhåller sig till halter uppmätta

med CEMS redovisas i kapitel 4.2, exempelvis figur 4.5. Den erhållna funktionen har

ju en tämligen komplicerad struktur med många ingående termer. Samtliga ingående

parmetrar bedömdes dock vara sådana som på olika sätt kunde inverka på NOX-

halten. Återigen bör poängteras att PLS-metoden enbart genererar matematiskt

konstruerade samband och att erhållna funktioners struktur inte har någon fysikalisk

innebörd. Korrelationer mellan parametrar som ej har någon inverkan på NOx-halten

kan därmed av programvaran "rekommenderas" att ingå i PEMS-funktionen. Det är

därmed viktigt att dylika funktioner inte enbart utarbetas av en "matematiker" utan

kunskap om förbränningsteknik. Erhållna försöksdata redovisas i bilaga 3.

3.3.4 Långtidsuppföljning

Långtidsuppföljningen gjordes mellan v50-95 och vi3-96 och omfattade kontinuerlig

mätdatainsamling av tidigare redovisade parametrar, kapitel 3.3.2. Under

långtidsuppföljningen loggades både mätdata från anläggningen och

referensmätsystemet som minutmedelvärden. Mätdata från anläggningen hämtades 3

ggr/vecka med modem medan mätdata från referensmätsystemet dumpades på

logger/PC och hämtades manuellt varje eller varannan vecka.

Nedan redovisas en sammanställning av de problem som uppstod under

långtidsmätningen.

Det var inledningsvis problem med loggningen av panneffekten, detta

åtgärdades vl-96.

Mätpunkten präglades av ganska höga stofthalter, sondfiltret till

referensmätsystemet blev därmed vid flera tidpunkter igensatt. En hel del

mätdata från referensmätsystemet går av denna anledning ej att använda.

3.3.5 Verifierande mätning

Den verifierande mätningen genomfördes, vi3-96. Mätningarna genomfördes enligt

en försöksmodell, strukturerad på samma sätt som den som användes under den

modellerande mätningen. Utifrån de nya försöksmedelvärdena skapades på analogt

21

vis som tidigare en ny PEMS-funktion. Den nya modellen (verifierande) kan

matematisk uttryckas enligt;

PEMSver NOX (ppm, normerat till 6 % O2) = ko + k} * O2 + k2 * Tluft + k3 * O / 2 +

* O2* Pn + k5 * O2 * RGS + kö * O2 * Tluft

k7 * O2 *luft

där ko till k8 är konstanter, Trg = rökgastemperatur före rökgaskylare (°C), O2 =

syrehalt (vol % fg), Pn = panneffekt (MW), RGS = läge rökgasspjäll 2 (%), Tluft =

förbränningsluftens temperatur före luftförvärmaren (°C). I tabell 3.5 redovisas

konstanternas värde.

Tabell 3.5 Konstanternas storlek för funktionen PEMSver NOX

(Values of the constants used in the function PEMS^ NOJ

h399,7

k50,144

h2,413

fee0,0708

k2-6,777

0,0351

h0,219

-0,108

h1,037

Även denna funktion har ju en tämligen komplicerad struktur med många ingående

termer. Den skiljer sig även markant från funktionen som erhölls utifrån den

modellerande mätningen. Detta både map konstanternas storlek och ingående

driftparametrar. Det är ju dock, som tidigare nämnts, matematiskt konstruerade utan

fysikalisk innebörd. I funktionen har exempelvis förbränningsluftens temperatur

"rekommenderats" av programvaran. Denna har ju ingen speciell inverkan på NOX-

halten och är definitivt en parameter som ej bör ingå i en PEMS-funktion. Anledning

till att funktionen inte bearbetats och denna parameter avlägsnats är att visa på

konsekvensen av funktioner uppbyggda på "fel" parametrar. Funktionerna PEMS-

NOX och PEMSver-NOx för Kungsbacka jämförs i figur 4.8 (kapitel 4).

Erhållna försöksdata som ligger till grund för de utarbetade PEMS-sambanden för

Kungsbacka redovisas i bilaga 3.

4. Resultat

I detta kapitel redogörs för hur de erhållna PEMS-funktionerna, för långtidsdata

(timmedelvärden), klarar av att jämföras med motsvarande CEMS. För samma data

jämförs även funktionerna PEMS och PEMSver.

22

I Naturvårdsverkets "Allmänna Råd" finns villkor för standardavvikelse (max 5 %

av mätområdet) och systematisk skillnad (max 2 % av mätområdet) bestämda genom

samtidig mätning med två CEMS. Det är dessa villkor som beaktas vid de kontroller

som genomförs av ackrediterade luftlaboratorium för periodisk uppföljning av ett

CEMS. I denna studie redovisas dels standardavvikelser dels systematiska skillnader,

för ett urval representativa mätdagar (timmedelvärden), som framräknats på

motsvarande sätt som i Naturvårdsverkets "Allmänna Råd". Vidare redovisas antalet

mätvärdespar (timmedelvärden), för varje månad, där skillnaderna (CEMS - PEMS)

under- eller överstiger vissa gränser.

Slutligen redogörs i kapitlet för de giltighetsområden (domäner) som gäller för

respektive parameter.

4.1 Skinns katteberg

I figur 4.1 åskådliggörs NOx-halten erhållen med funktionen PEMS samt den

konventionellt uppmätta NOx-halten (CEMS) för hela mätperioden november 1995

till och med mars 1996. Notera att de tidsperioder (slutet av november - början av

december) då CEMS inte fungerade tillfredsställande exkluderats. Perioder med

kortare driftstopp finns däremot kvar.

250

1995-11-16

Figur 4.1

Skinnskatteberg, timmedelvärden CEMS

PEMS

1995-12-14 1995-12-29 1996-01-13 1996-01-28 1996-02-12 1996-02-27

PEMS och CEMS, november 1995 - mars 1996, Skinnskatteberg

(PEMS and CEMS from november 1995 to mars 1996, Skinnskatteberg)

23

Figuren visar på en oftast mycket god överenstämmelse mellan den predikterade och

den på konventionellt sätt uppmätta NOx-halten. Dock märks tendenser till avvikelser

under februari månad, vilket tydligare åskådliggörs i bilaga 4, där tidsplottar i form

av cirka 2 veckorsperioder redovisas. I bilagan redovisas även tidplottar, för samma

perioder, för de i PEMS-sambandet ingående parametrarna (syrehalt, panneffekt,

eldstadstemperatur 4 samt rökgastemperatur före luftförvärmaren). Även i figur 4.2

åskådliggörs den tämligen goda överensstämmelsen. Detta i form av en x-/y-plot

mellan CEMS och PEMS för samma mätdata (november 1995 - mars 1996).

200

0 25 SO 75 100 125 150 175 200 -

CEMS(ppmNOx)

Figur 4.2 PEMS och CEMS, x-/y-plot, november 1995 - mars 1996,Skinnskatteberg(PEMS and CEMS, x-/y-plot, november 1995 - mars 1996, Skinnskatteberg)

Under delar av februari månad (främst 15-18 februari) var det, som tidigare nämnts,

stundom ganska stora avvikelser mellan CEMS och PEMS. Samtliga PEMS-

parametrar var inom sina respektive domäner samtidigt som den, med

referensmätsystemet, uppmätta NOx-halten ibland översteg den predikterade med 50

ppm. Den troliga förklaringen till detta var att pannan under dessa dagar eldades med

bränsle införskaffat från annan ort och enligt driftpersonalen av dålig kvalitet. Det

aktuella bränslet, vilket främst bestod av bark blandad med flis från rivningsvirke,

var således utanför PEMS-funktionens "domän". Bränslet var enligt driftpersonalen

gråaktigt och innehöll en del betongrester. Att bränslet var sämre än normalt styrks

också av en bränsleanalys från ett prov uttaget 96-02-16, bilaga 1. Bränslets

kalorimetriska värmevärde var för detta prov något lägre än för övriga analyserade

24

bränsleprov samtidigt som det hade ett högre innehåll av kväve (1,0 % N jämfört

med 0,2 - 0,3 % N för övriga 5 analyserade bränsleprov från Skinnskatteberg).

Under mätperioden varierade bränslefukthalten mellan (48 och 65 %), jämför bilaga

1, medan desamma under de modellerande mätningarna varierade mellan 48 och 59

%. I och med den tämligen goda överensstämmelsen mellan PEMS och CEMS under

mätperioden beaktar med all säkerhet modellen ändringar i bränslefukthalt, i alla fall

inom området 48 - 65 %. De fyra driftparametrar som ingår i PEMS-funktionen är ju

även samtliga sådana parametrar som på olika sätt påverkas av bränslets fuktinnehåll.

Av uttagna bränsleprover bestod merparten av gran- eller tallbark, det fanns dock

prov som i huvudsak (visuell bedömning) bestod av spån eller flis. Detta innebär att

den framtagna modellen, förutom fukthaltsvariationer, även torde vara användbar för

NOx-prediktering vid eldning av vissa andra variationer i bränslekvalitet. I figur 4.1

märks att anläggningens drift präglas av veckovisa cykler. Dessa cykler beror på att

pannans last styrs av energibehovet till sågverkets torkar. Den framtagna modellen

klarar även av att hantera dessa cykler.

I rökgasen var andelen NO2 förhållandevis hög, cirka 10 - 15 % av total NOX. För att

säkerställa att den höga NO2-andelen ej härrörde från någon interferens på den IR-

baserade NOx-analysatom gjordes även växelvis kontroller med provgas då NOX-

analysatorns konverter bypassades. Detta förfarande upprepades flera gånger under

mätperioden och verifierade att andelen NO2 verkligen låg på den ovannämnda

nivån. NOx-analysatorn är även väl dokumenterad med avseende på framförallt

kolväten samtidigt som eventuellt bildade kondenserbara interfererande komponenter

avlägsnas i provtagningssystemets kondensor. En förklaring till den höga NO2-

andelen kan vara det ganska höga syreöverskottet.

Relatering av de erhållna NOx-halterna (PEMS och CEMS) mot prestandakrav på

standardavvikelse och systematisk skillnad enligt Naturvårdsverkets "Allmänna Råd"

visar också på mycket god signifikans. I tabell 4.1 redovisas dessa båda parametrar

relaterade till mätområdet 0 - 3 5 0 ppm. Det högsta timmedelvärdet uppmätt med

CEMS under långtidsuppföljningen var 202 ppm, det fanns givetvis sekvenser (5-

minutersmedelvärden) som var ännu högre men bedömningen är ändå att mätområdet

(0 - 350 ppm) motsvarar det mätområde som skulle valts vid en CEMS-installation.

Standardavvikelser och systematiska skillnader har beräknats för den första, den elfte

samt den tjugoförsta varje månad.

25

Tabell 4.1 Standardavvikelser och systematiska skillnader

(Standard deviations and systematic errors)

datum

95-11-2195-12-0195-12-1195-12-2196-01-0196-01-1196-01-2196-02-0196-02-1196-02-2196-03-0196-03-11

antal mätvärdes-

par {n)24-

24242424241124242424

standardavvikelse

{% ar mätområde)

2,0-

1,70,9

1,71,80,71,71,31,81,51,9

2*sNn.(% av mätområde)

0,8-

0,70,40,70,70,31,00,50,70,60,8

j systematisk skillnad [

(% av mätområde)

1,4-

1,01,6-

1,30,7-

2,52,21,7-

O.K?

ja-

jajajajajajanejnejjaja

95-12-01 var det problem med instrumenteringen (inga mätdata finns tillgängliga),

96-02-01 var pannan enbart i drift under 11 timmar.

I tabellen märks att villkoret på systematisk skillnad (2 % av mätsystemets

mätområde) ej innehålls under två av de redovisade dagarna, detta dock med ganska

liten marginal. Om exempelvis mätområdet istället väljs till 0 - 450 ppm (vilket ej

hade varit orimligt) understiger den systematiska skillnaden i båda fallen 2 %.

För att fa en annan bild över hur mätvärdesparens skillnader förhåller sig har även

samtliga timmedelvärden studerats månadsvis map avvikelser. Detta åskådliggörs i

tabell 4.2 där antalet mätvärdespar för olika awikelsenivåer (CEMS - PEMS)

redovisas. Även i denna tabell har redovisade avvikelser relaterats till mätområdet (0

- 350 ppm). I tabellen redovisas enbart värden då anläggningen samt erforderliga

mätinstrument varit i drift.

Tabell 4.2 Timmedelvärden map procentuell differens (CEMS och PEMS)

(Hourly mean values concerning to the percental difference between CEMS and PEMS)

månad

novemberdecemberjanuarifebruarimarstotalt

antaldrifttimmar

2185207316822912442

>10%000390

39

<-10%

0026210

5-10%120

461

50

-5 - -10%81

394732127

2-5%8

5768938

234

-2--5%6353168112117513

-2-2%

138407454339131

1469

skillnademastotalsumma (ppm)

-260138

-676413-657-1042

26

I tabell 4.2 framgår att för drygt 60 % av fallen är avvikelsen mellan mätvärdesparen

mindre än 2% och för ytterligare drygt 30 % av fallen mindre än 5 %. Detta måste

tolkas som att överensstämmelsen mellan PEMS och CEMS totalt sett var

synnerligen god under perioden. I tabellen märks också att det finns en tendens till

systematisk avvikelse mellan de båda metoderna (totalsumman av avvikelserna är -

1042 ppm). Om detta relateras till antalet mätvärdespar, 2442 st, inses dock att den

genomsnittliga systematiska avvikelsen (för hela perioden) understiger 0,5 ppm. Den

enda månaden med dålig överenstämmelse är februari, vilket som tidigare nämnts

med all säkerhet beror på att pannan eldades med bränsle av sämre kvalitet.

PEMSver är baserad på samma parametrar som PEMS och följsamheten mellan de

båda funktionerna, är trots att de är baserade från indata från två skilda mätperioder

med cirka 3 månader mellanrum, synnerligen god. Notera att utarbetandet av de

båda funktionerna i båda fallen gjordes på samma sätt, parametrar med låg

signifikans på respektive modell selekterades successivt bort tills enbart de

parametrar med störst inverkan på respektive modell återstod. Överenstämmelsen

mellan CEMS och PEMSver är något sämre jämfört med mellan CEMS och PEMS.

Den troliga anledningen till detta är att inga försök med varierande bränslefukthalter

gjordes under den verifierande mätkampanjen, vilket ju var fallet under den

modellerande mätningen. Den modellerande mätningen beaktade således en bredare

domän. I figur 4.3 åskådliggörs PEMS och PEMSver under mätperioden. För att få en

bättre bild av den goda överensstämmelsen mellan de båda sambanden har de även

plottats mot varandra, figur 4.4.

Skinnskatteberg, timmedelvärden

160 T

-PEMS

PEMSver

1995-11-16 1995-12-14

Figur 4.3

1995-12-29 1996-01-13 1996-01-28 1996-02-12 1996-02-27

PEMS och PEMSver, november 1995 - mars 1996, Skinnskatteberg(PEMS and PEMSver from november 1995 to mars 1996, Skinnskatteberg)

27

O 25 50 75 100 125 150 175 200

PEMSver (ppm NOx)

Figur 4.4 PEMS och PEMSver, x-/y-plot, november 1995 - mars 1996,

Skinnskatteberg

(PEMS and P E M S ^ x-/y-plot, november 1995 - mars 1996, Skinnskatteberg)

Tabell 4.3 redovisar variationsnivåerna för de parametrar som ingår i PEMS och

PEMSver under den modellerande respektive den verifierande mätningen. I tabellen

inkluderas även högsta och lägsta uppmätta NOx-halt under respektive mätkampanj.

Tabell 4.3 Max- och minvärden under den modellerande respektive den

verifierande mätningen

(Maximum and minimum values during the modelating and the verifying measurements)

modellerande

mätning

verifierande

mätning

max

min

max

min

NOx-halt

(ppmtg)

136

42

137

84

Panneffekt

(MW

7,52

3,08

7,28

3,09

O rhalt

(vol % fg)

13,4

5,10

15,9

6,48

Ugnstemp. 4

(°C)

1010

529

874

432

Rökgastemp.

(°C)

329

232

347

234

En domän baserad på värdena uppställda i tabellen blir ju inte helt bra utan beskriver

enbart de lägsta och de högsta värdena inom giltighetsområdet. Tyvärr är det ju ej

möjligt att reglera en panna så att samtliga kombinationsmöjligheter map max- och

minnivåer kan ställas in. Detta innebär att även mätdata innanför intervallen i

tabellen kan ligga utanför PEMS-funktionens domän. För att fa en uppfattning om de

ingående PEMS-parametrarnas respektive domäner redovisas i bilaga 5 plottar med

samtliga möjliga kombinationer mellan de olika parametrarna. Plottarna är baserade

28

på de försöksdata som erhölls under den modellerande mätningen. Domänen för varje

kombination kan likställas med den area som mätpunkterna upptar, respektive domän

har i varje plot omslutits med en linje.

Tabell 4.4 redovisar antalet timmedelvärden från långtidsmätningen som ej innehölls

i tidigare definierade domäner, tabell 4.3. I tabellen redovisas även skillnaderna

mellan CEMS och PEMS relaterat till samma mätområde som tidigare (0 - 350 ppm)

för timmedelvärdena utanför respektive domän.

Tabell 4.4 Skillnader (CEMS - PEMS)för nätparametrar utanför domän

(Differences between CEMS and PEMS for measurement data outside validity range)

Parmeter

SyrehaltRökgastemperaturUgnstemperatur 4Nyttig effekt

domän

5,1-13,4%232 - 329 °C529 - 1010 °C

3,08 - 7,52 MW

antal timmedelvärdenutanför domänen

2240483107

< 2 %skillnad

122085159

2 - 5 %skillnad

91292927

5 - 1 0 %skillnad

0603

20

> 10 %skillnad

1701

Antalet timmedelvärden var totalt 2442 stycken. Vissa timmedelvärden är utanför

mer än en domän.

I tabellen märks att en hel del mätdata (> 16 %) var utanför domänen. Anledning till

detta är antagligen dels pannans reglersystem (de fyra fasta effektlägena) dels att

pannan till och från eldades med bränsle med lägre respektive högre fukthalt än det

som fanns tillgängligt under den modellerande mätningen. Om bränslefukthalten

minskas och inmatningshastigheten är konstant ökar ju panneffekten,

rökgastemperaturen samt ugnstemperaturen.

Konsekvensen av att domänen över- eller underskreds var dock tämligen liten.

Anledningar till detta är dels att respektive parameter i förekommande fall ej är

speciellt långt utanför domänen dels att de ingående parametrarna slår åt olika håll

(både map pannans drift och map funktionens struktur). Slutligen är PEMS-

funktionen (i Skinnskatteberg) strukturerad utan kvadrattermer vilket medför att om

ett mätvärde hamnar utanför domänen blir konsekvensen av detta ändå inte speciellt

stor. Detta verifieras även i tabell 4.5 där det framgår hur ett eventuellt mätfel på 10

% på de ingående PEMS-parametrarna påverkar de båda PEMS-funktionerna (PEMS

och PEMSV-"ver-

29

Tabell 4. S Mätfelinverkan på modellerna PEMS och PEMSver

(The influence of measurement inaccuracies on the models PEMSand PEMS^J

O2-halt(vol % fg)

9,0*8,19,09,09,0

Rökgastemp.CQ300*300270300300

Ugnstemp. 4CQ700*700700630700

Pn(MW)5,5*5,55,55,55,0

PEMS(ppm NOX)

93,696,788,788,791,2

PEMSW

(ppm NOJ94,597,587,889,691,7

nivåer utan mätfel

Under perioden, 1 5 - 1 8 februari, då det som tidigare nämnts var stor avvikelse

mellan PEMS och CEMS var samtliga kontinuerligt registrerade parametrar inom

sina respektive domäner. Detta indikerar att det var bränsletypen (bränslets fukthalt

var ej extrem) som var utanför PEMS-funktionens giltighetsområde.

En annan förhoppning i denna studie var att de erhållna PEMS-funktionerna skulle

kunna struktureras så att de beaktade variationer i bränslets fuktinnehåll. För att

kontrollera om funktionen beaktar bränslefukthalten har mätvärdena från den

modellerande mätningen studerats. Den modellerande mätningen genomfördes vid

två skilda bränsletyper med varierande bränslefukthalt. I tabell 4.6 redovisas direkta

försöksmedelvärden på dels de parametrar som ingår i PEMS-funktionen dels

motsvarande medelvärden på CEMS respektive PEMS.

Tabell 4.6 Inverkan av bränslefukthalten på PEMS-parametrar och

erhållna NOx-halter

(The influence of different moisture content in the fuel on both the PEMS-parameters and

the predicted or measured NOx~concentrations)

"torrt" bränsle (~ 49 % fukt)"Juktigt" bränsle (~ 56 % fukt)kvot (torrt/fuktigt)

Fa<MWJ5,645,541,02

o*8,798,960,98

TilgBCcj7556771,11

2942960,99

{vöi%tg)f11,311,80,96

CEMS(pfsaNO*)

10287

1,17

PJEMS

98921,07

I tabellen märks speciellt en tydlig korrelation mellan ugnstemperaturen och den

uppmätta NOx-halten. Båda var åtskilligt högre under de försök då pannan eldades

med det torrare bränslet. Detta trots att panneffekten och syrehalten i stort var på

samma nivåer. Även rökgastemperaturen var i stort oförändrad vilket antagligen

beror på ett ökat rökgasflöde (pga mer vattenånga i rökgasen) under försöken med

det fuktigare bränslet. I tabellen märks också att den predikterade halten (PEMS)

30

ökar med minskad bränslefukthalt. Ett konstaterande är därmed att den erhållna

PEMS-funktionen till stor del beaktar bränslefukthaltens inverkan på NOX-

bildningen. Detta beror givetvis på att ugnstemperaturen ingår bland PEMS-

parametrarna. För pannor som eldas med bränsle med varierande fukthalt är

alternativet, till att utarbeta en funktion där bränslefukthalten beaktas, att utarbeta

flera funktioner som enbart är användbara för var sin specifik bränslekvalitet.

4.2 Kungsbacka

Den PEMS-funktion som erhölls utifrån den modellerande mätningen i Kungsbacka

blev tämligen komplex, med stor risk att tämligen stora fel kan genereras om

funktionens giltighetsområde överskrids. Det är därmed viktigt att poängtera att det

är ett rent matematiskt samband som enbart återspeglar de försöksmedelvärden som

uppmättes under den modellerande mätningen. När väl data från långtidsmätningen

fanns tillgängligt visade det sig också att överensstämmelsen blev åtskilligt sämre än

i Skinnskatteberg. Detta framgår tydligt i figur 4.5 dör NOx-halten erhållen med

funktionen tillsammans med den konventionellt uppmätta NOx-halten (CEMS)

åskådliggörs för mätperioden januari 1996 till mars 1996. I figuren har enbart

mätvärden utan instrumentproblem beaktats.

400Kungsbacka, timmedelvärden

960108 960120 960126 960131 960227 960303 960309 960314

Figur 4.5 PEMS och CEMS, januari - mars 1996, Kungsbacka

(PEMS and CEMS from januari to mars 1996, Kungsbacka)

Allteftersom långtidsdata blev tillgängliga insågs också att det enbart var två av de

parametrar som ingår i PEMS-sambandet (panneffekten och syrehalten) som har

någon tydlig signifikans på NOx-halten. Avvikelsen mellan CEMS och PEMS kan ej

31

enbart förklaras av variation i bränslekvalitet. Avvikelsen som uppträder i mitten av

februari härrör sålunda från en ändring i rökgasspjällets läge (rökgasspjäll 2), vilket

ej påverkade NOx-utsläppet. Under mätperioden varierade bränslefukthalten mellan

(38 och 60 %), jämför bilaga 1, vilket i stort överensstämde med variationen under

den modellerande mätningen. Att funktionen ej var acceptabel framgår också av

tabell 4.7 där mätvärdesparens skillnader (CEMS - PEMS) redovisas månadsvis. I

tabellen har avvikelserna relaterats till ett mätområde likställt med vad mätområdet

bör vara för ett konventionellt mätsystem vid mätning av NOx-haltnivåer

motsvarande de som uppmättes vid anläggningen i Kungsbacka (0 - 600 ppm).

Tabell 4.7 Timmedelvården map differensen mellan CEMS och PEMS

(Hourly mean values concerning to the difference between CEMS and PEMS)

månad

januarifebruarimarstotalt

antaltimmar

361170388919

>10%

2387

273383

<-10%

0112

5 - 1 0 %

903

67160

-5--10%

14136

33

2 - 5 %

81818

107

-2 - -5 %

4622876

-2 - 2 %

1073615

158

skillnadernastotalsumma (ppm)

993154555148052

I tabellen framgår att under 40 % av mätvärdesparen maximalt avviker 5 % från

varandra. Motsvarande värde i Skinnskatteberg var cirka 91 %. Det framgår också att

det finns en ganska stor systematisk avvikelse, ~ 50 ppm (vid 6 % O2). Funktionen

förbättras inte heller speciellt även om dess off-set (konstanten ko), se tabell 3.4,

ändras med motsvarande 50 ppm.

Det är ju därför inte speciellt svårt att inse att den i tabell 3.4 redovisade funktionen

ej uppfyller de krav som ställs på ett mätsystem för emissionskontroll. Erfarenheterna

från långtidsmätningen att enbart syrehalt och nyttig effekt är märkbart relevanta för

NOx-utsläppet bidrog till att en ny funktion, med enbart dessa båda parametrar,

skapades.

Denna nya funktion baserades på den gamla funktionen samt typvärden för de tre

parametrarna (rökgastemperatur, rökgasspjäll och primärspjäll) som ej visade sig ha

någon märkbar signifikans på NOx-halten. Dessa typvärden valdes från en tidsperiod

då överenstämmelsen mellan PEMS och CEMS var god. Med hjälp av detta

tillvägagångssätt erhölls funktionen;

32

PEMSny (ppm NOX vid 6 % 02) = 120,03 + 36,329 * O2 + 1,178 * Pn + 1,471 * O2 +

0,871 * Pn2.

Detta nya samband visade sig åtskilligt bättre på att prediktera NOx-halten än det

gamla, vilket framgår dels i figurerna 4.6 och 4.7 dels i tabell 4.8. Den nya

funktionen åskådliggörs även i bilaga 6 för cirka 2-veckorsperioder. I samma bilaga

redovisas även syrehalt och panneffekt för samma tidsperioder.

400 -rKungsbacka, timmedelvärden

960108 960120 960126 960131 960227 960303 960309 960314

Figur 4.6 PEMSny och CEMS, januari - mars 1996, Kungsbacka

(PEMSnw and CEMS from januari to mars 1996, Kungsbacka)

400

100 200 300

PEMSny (ppm NOx) vid 6 % O2

400

Figur 4.7 PEMSny och CEMS, x-/y-plot, januari - mars 1996, Kungsbacka

(PEMSnew and CEMS, x-/y-plot, januari - mars 1996, Kungsbacka)

33

Tabell 4.8 Timmedelvärden map differensen mellan CEMS och PEMSny

(Hourly mean values concerning to the difference between CEMS and PEMSMJ

månad

januanfebruarimarstotalt

antaltimmar

361170388919

> 10 %

81

3847

<-10%

246

3565

5-10%

802796

203

-5--10%

32153279

2 - 5 %

604654160

-2 - -5%

552554134

-2 - 2 %

1025079

231

skillnadernastotalsumma (ppm)

5949

475583

I tabellen framgår att andelen mätvärdespar med maximal avvikelse 5 % ökar till

nästan 60 % samtidigt som den systematiska avvikelsen i stort försvinner (~ 0,6

ppm). Den nya modellen blir således på alla sätt bättre än den gamla. Principen som

använts för att arbeta fram den nya funktionen kan dock ifrågasättas. Den är

visserligen skapad från data uppmätt under den modellerande mätningen.

Konstaterandet att tre av funktionsparametrarna kunde exkluderas blev dock möjlig

tack vare långtidsuppföljningen. Om PEMS skall bli ett lågkostnadsalternativ för

CEMS inryms ej speciellt långa uppföljningsperioder av sambandens tillförlitlighet.

Den modellerande mätningen bör således utan hjälp från andra driftdata kunna vara

användbar för utarbetandet av en användbar funktion.

I tabell 4.9 relateras de erhållna NOx-halterna (PEMSny och CEMS) mot

prestandakrav på standardavvikelse och systematisk skillnad enligt

Naturvårdsverkets "Allmänna Råd 91:6".

Tabell 4.9 Standardavvikelser och systematiska skillnader

(Standard deviations and systematic errors)

datum

96-01-0996-01-1996-01-2996-02-2996-03-0996-03-16

antal mätvärdes-

par <n)242424242424

standardavvikelse

(% av mittområde)

3,35,85,315,05,46,7

2*s/>/n

(%avmätomr4de)

1,32,42,26,12,22,7

1 systematisk skillnad [

(% sv mätområde)

-

5,2--

4,15,3

O.K?

janejnej

nejnejnej

I tabellen märks att funktionen, trots den skapliga överensstämmelsen, ej kan

definieras uppfylla de villkor som anges i Naturvårdsverkets "Allmänna råd 91:6"

map standardavvikelse och systematisk skillnad. Utifrån data erhållen från den

34

modellerande mätningen är det därmed mycket tveksamt om det går att utarbeta

någon för denna aspekt användbar PEMS-funktion.

Även funktionen som erhölls utifrån den verifierande mätningen var tveksam. Dess

struktur avvek tämligen mycket från funktionen som erhölls från den modellerande

mätningen. De båda funktionernas respons (PEMS) avvek även kraftigt från varandra

under långtidsmätningen, se figur 4.8.

Kungsbacka, timmedelvärden500 j

960108 960120 960126 960131 960227 960303 960309 960314

Figur 4.8 PEMS och PEMSver, januari - mars 1996, Kungsbacka

(PEMS and PEMSver from januari to mars 1996, Kungsbacka)

Samma förfarande (utarbetandet av en funktion som enbart baserades på syrehalt och

panneffekt) som användes för att utarbeta funktionen PEMSny användes därmed även

för att utarbeta en funktion PEMSver ny. Strukturen på denna funktion blev; 85,81 +

18,148 * O2 + 1,037 * O2 * Pn + 0,219 * O22. Jämförelser med långtidsdata visade att

den blev i stort lika bra som PEMSny. I figur 4.9 åskådliggörs PEMSny och PEMSver

ny för långtidsmätningen medan en x-/y-plot mellan de båda funktionerna redovisas i

figur 4.10.

400 -

400

Sä? 300 -19>K

200 -•

100 -•

35

Kungsbacka, tim medelvärdenPEMSny

- - - PEMSvemy

960108 960120 960126 960131 960227 960303 960309 960314

Figur 4.9 PEMSny och PEMSver ny januari - mars 1996, Kungsbacka

(PEMSnCTf and PEMSver „ , from januari to mars 1996, Kungsbacka)

0 100 200 300 400

PEMSny (ppm NOx) vid 6 % O2

Figur 4.10 PEMSny och PEMSver ny, x-/y-plot, januari - mars 1996,

Kungsbacka

(PEMS,,^, and PEMS^ new, x-/y-plot, januari - mars 1996, Kungsbacka)

Som märks i figurerna erhölls, trots att de båda nya PEMS-funktionernas struktur är

annorlunda, en mycket god följsamhet mellan dem. Detta till skillnad från

funktionerna PEMS och PEMSver (figur 4.8). Funktionerna är ju matematiska

konstruktioner som uttrycker samma sak utifrån olika driftparametrar.

Förklaringar till att det i denna studie ej var möjligt att utarbeta en användbar PEMS-

funktion för anläggningen i Kungsbacka kan vara;

36

Den registrerade panneffekten avviker, när oljepannorna slår till eller ifrån,

stundom för mycket från den verkligt tillförda panneffekten. Panneffekten var

ändå nödvändig att ha med i funktionen då det ej bland övriga registrerade

parametrar fanns någon som bättre beskrev eldstadens belastning. Funktioner

som baserades på andra parametrar än enbart syrehalt och panneffekt blev

således åtskilligt sämre än de funktioner (PEMSny och PEMSver ny) som

redovisats i denna studie. Resultatet (funktionerna) hade således blivit identiska

även om problemet med panneffekten noterats redan vid projektets initiering

istället för i början av januari 1996 (då den första mätdatan blev tillgänglig)

som nu blev fallet.

Det hade dock troligen varit möjligt att utveckla en bättre korrelation om en

ugnstemperatur efter förbränningszonen registrerats. En dylik signal hade i så

fall dels varit användbar som ett ytterligare mått på pannans belastning dels för

att bättre beakta variationer i bränslets fuktinnehåll.

Det är dock ändå troligt att bränslets fuktinnehåll till viss del beaktades. PEMS-

sambandet konstruerades ju utifrån normerade NOx-halter erhållna från den

modellerande mätningen. Därmed beaktas ju egentligen både torr och fuktig

syrehalt. Den torra syrehalten användes för normeringen av uppmätta NOx-

halter medan den fuktiga syrehalten ingår i PEMS-sambanden. Skillnaden

mellan torr och fuktig syrehalt beror ju på rökgasens fuktinnehåll som i sin tur

främst styrs av bränslets fuktinnehåll.

Bränslets kvalitet varierade åtskilligt mer under långtidsmätningarna än under

den modellerande mätningen. Bränslets kvalitet var inte heller lika enhetlig

som i Skinnskatteberg där bränslet i stort sätt alltid var från egen produktion.

De bränsleprover som uttogs bestod mestadels av flis från skogsavfall. Pannan

eldades dock även med gröna växtdelar, bark eller flis från rivningsavfall.

Kväveinnehållet kan ju variera mellan dessa bränsletyper. Det blir givetvis

svårare att arbeta fram användbara PEMS-samband ju fler bränsletyper (med

varierande kväveinnehåll) som en panna eldas med.

Studier av långtidsdata visade, som tidigare nämnts, att inga andra av de

kontinuerligt insamlade parametrarna än syrehalten och panneffekten hade någon

märkbar inverkan på NOx-halten.

37

I den mätdatamängd som låg till grund för modelleringen varierade syrehalten mellan

1,4 och 11,2 % samt panneffekten mellan 2,38 och 10,7 MW. Under

långtidsmätningen var det enbart under ett fåtal timmar (<10) som timmedelvärdet

över- eller understeg dessa nivåer. Det var, liksom i Skinnskatteberg, även under

mätningarna i Kungsbacka svårt att variera försöken så att försök med vissa

parameterkombinationer kunde ställas in. Exempelvis kombinationerna låg syrehalt

<=> låg panneffekt samt hög syrehalt <=> hög panneffekt. I bilaga 7 redovisas

funktionens egentliga domän som en plot mellan de syrehalter och panneffekter som

PEMS-funktionerna baserades på. Domänen kan, på samma sätt som tidigare,

likställas med den area som mätpunkterna upptar och har omslutits med en linje.

PEMS-funktionerna (från Kungsbacka) är strukturerade med kvadrattermer. Trots

detta blir konsekvensen av eventuella mätfel inte speciellt stor. Detta styrks i tabell

4. JO där det framgår hur ett eventuellt mätfel på 20 % påverkar funktionen PEMSny.

Tabell 4.10 Mätfelinverkan på modellen PEMSHy

(The influence of measurement inaccuracies on the model PEMSxm)

O2-balt (vo! % fg)5,0*4,06,05,05,04,06,0

Pn(MW)7,5*7,57,56,09,06,09,0

PEMSnv (ppm NOX vid 6 % O2)252237263250254235264

* nivåer utan mätfel

Ett mätfel på 20 % påverkar följaktligen inte, trots kvadrattermerna, modellen mer än

cirka 1 % relaterat till mätområdet (0 - 600 ppm). Modellen är ej heller speciellt

känslig för mätfel även om dylika föreligger på båda de ingående termerna. Detta

indikerar att det framförallt var en eller flera faktorer som det ej varit möjlig att mäta

som var problematisk map PEMS i Kungsbacka.

5. Diskussion och slutsatser

PEMS-metodik är användbar för kontroll av emissioner från vissa typer (se kapitel

5.1) av biobränsleeldade pannor. Detta även om de eldas med varierande

bränslekvalitet (bränslefukthalt). Det PEMS-samband som erhölls från

38

Skinnskatteberg visade en mycket god överensstämmelse med ett konventionellt

mätsystem (CEMS). Mer än 90 % av uppmätta mätvärdespar avvek maximalt 5 %

(gräns för standardavvikelse vid parallell mätning med 2 CEMS enligt

Naturvårdsverkets Allmänna råd) från varandra relaterat till ett relevant mätområde

(0 - 350 ppm). Det var dock ej möjligt att i denna studie utarbeta ett map

Naturvårdsverkets prestandakrav fullt tillräckligt bra PEMS-samband för pannan i

Kungsbacka.

I Naturvårdsverkets föreskrifter finns dels prestandakrav för kontinuerliga mätsystem

definierade dels krav på kontroller av ackrediterade luftlaboratorium.

Prestandakraven är svåra att definiera på samma sätt för ett PEMS jämfört med ett

CEMS. Det är ju exempelvis svårt att hantera noll- och mätvärdesdrift mellan

kontrolltillfallena då motvarande typ av kontrollprogram ej blir relevanta. I ett PEMS

är det ju i så fall vissa ingående parametrar som bör kontrolleras (syrehalt,

panneffekt, temperaturer, spjällägen etc). Det finns samtidigt inget som kan

interferera på ett PEMS medan den nedre detektionsgränsen styrs av den under den

modellerande mätningen erhållna domänen. Den återstående parametern,

mätsystemets svarstid, torde dock lätt kunna kontrolleras mha ett CEMS (med

väldefinierad svarstid). De mätningar som utförs av ackrediterade luftlaboratorium

omfattar normalt två ytterligare storheter; standardavvikelse (max 5 % av testat

mätsystems mätområde) och systematisk skillnad (max 2 % av testat mätsystems

mätområde). Dessa båda parametrar utvärderas utifrån jämförande mätningar mellan

en anläggnings CEMS och luftlaboratoriets CEMS. Både prestandakravet map

standardavvikelse och systematisk skillnad innehölls mestadels för PEMS-funktionen

i Skinnskatteberg.

Det var, både för Skinnskatteberg och Kungsbacka, möjligt att utifrån en serie nya

mätningar arbeta fram nya PEMS-samband som synnerligen väl överenstämde med

de som erhölls utifrån de ursprungliga modellerande mätningarna.

Denna studie visade att det framförallt var två parametrar (syrehalt och panneffekt)

som är betydelsefulla i en PEMS-funktion för biobränsleeldade pannor. För att

beakta fluktationer i bränslets fukthalt erfordras dock även ugnstemperatur och

kanske rökgastemperatur. En risk med temperaturmätningar är skiktningar vid

matstället så att den använda temperaturgivaren periodvis registrerar mätvärden som

ej är representativa. En åtgärd som kan göras för att förbättra tillförlitligheten på en

PEMS-funktion där temperaturer ingår är att montera ytterligare något/några

39

termoelement i närheten av (samma tvärsnitt som) mätpunkten. Vid båda

anläggningarna registrerades tämligen många mätparametrar som inte visade sig ha

någon märkbar inverkan på NOx-bildningen (exempelvis åtskilliga spjällägen).

Tydligen finns det för båda anläggningarna tillräckliga kopplingar mellan exempelvis

luftfördelning och de i funktionerna ingående parametrarna.

Årlig kontroll, enligt Naturvårdsverkets kungörelser, av ett PEMS kan genomföras

identiskt med ett CEMS. Det torde dock vara fördelaktigt om pannans last varierades

under jämförelseperioden så att några av de i PEMS-funktionen ingående

parametrarna varieras. Vidare bör varje mätvärdespar baseras på minst 60 minuters

parallell mätning. PEMS-runktionerna i denna studie har baserats på

försöksmedelvärden, om funktionerna skulle kontrolleras momentant mot ett CEMS

kan det bli problem med skillnader i svarstid mellan de parametrar som funktionen är

baserad på och den med CEMS uppmätta NOx-halten.

I den tidigare studien, referens 2, jämfördes predikterade och "uppmätta" specifika

emissioner (mg NOX/MJ br). Det gick i, referens 2, att fa bättre korrelation mellan

PEMS och CEMS med dessa "normerade " utsläpp än med direkt uppmätta halter.

I denna aktuella studie erhölls bättre överensstämmelse om normerade halter (till fix

syrehalt) predikterades i Kungsbacka jämfört med om direkt uppmätta halter

predikterades. Förhållandet var sedan det omvända för Skinnskatteberg där

överensstämmelsen blev bättre om onormerade halter predikterades. Projektet har

således liksom tidigare försök enligt referens 2 visat på en osäkerhet om onormerade

eller normerade halter skall användas vid predikteringen. Teoretiskt torde en

prediktering till normerad NOx-halt (mg/MJ eller fix syrehalt) överenstämma med

uppmätta och omräknade halter med referenssystemet (CEMS). Osäkerhet för

parametrar som ej lätt kan mätas (exempelvis utspädning i rökgaskanal,

bränslekvalitet etc) är den troliga förklaringen till att så inte alltid är fallet. Om det

för en viss anläggning visar sig svårt att korrelera fram samband för onormerade

halter är det vettigt att även arbeta fram motsvarande korrelationer för normerade

halter. Den korrelation som har bäst överensstämmelse med "verkliga" NOx-halter

(CEMS) bör sedan användas. Vid årliga kontroller av mätsystemet är det inget större

merarbete för ett ackrediterat luftlaboratorium att kontrollera normerade istället för

direkt uppmätta halter. Under dylika kontroller mäts ju oftast både NOX och O2.

40

I derma studie har valts att normera till 6 % O2. Det är på sätt och vis vettigare att

istället normera till 0 % O2 då, i så fall, fortsatta beräkningar till specifika utsläpp

och massutsläpp underlättas. Uttrycket blir i så fall (torra gashalter);

NOX normerad till 0 % O2 = NOX (mätt) * (20,95)/(20,95 - O2mätt)

Ett PEMS-samband är enbart giltigt inom det giltighetsområde eller den domän som

täckts in under den modellerande mätningen. En mätkampanj måste således utformas

på ett sådant sätt att anläggningens reglerramar tänjs maximalt så att PEMS-

funktionen i slutändan beaktar ett så stort antal driftfall som möjligt. Det är viktigt

att beakta att det inte är säkert att en domän innehålls även om de storheter som ingår

i PEMS-sambandet samtliga ligger på nivåer som uppmättes under den modellerande

mätkampanj en. Exempelvis om syrehalten under den modellerande mätningen

varierade mellan 4 och 10 % samtidigt som pannans last varierade mellan 40 och 100

%, så är det ändå inte troligt att det under fullastförsöken både fanns försök då O2-

halten var 4 respektive 10 %. Det kan exempelvis vara så att den maximala O2-halten

vid fullast under en modellerande mätning är 6 %. I så fall täcks inte eventuella

drifttillstånd vid fullast då O2-halten överstiger 6 % av PEMS-funktionens domän.

Ett PEMS-samband är således enbart användbart för en specifik anläggning. Om

anläggningen byggs om så att de i sambandet ingående parametrarna påverkas måste

en ny funktion utarbetas. Förbränningsmässiga driftjusteringar av pannan kan tillåtas

inom PEMS-funktionens domän (driftparametrarna måste vara inom sina respektive

domäner).

Byte av bränsle kan accepteras förutsatt att samma bränsletyper även används under

den modellerande mätningen. Vid stora variationer i bränslesammansättning är det

dock högst sannolikt att noggrannheten i predikteringen markant påverkas. Samma

PEMS-funktion torde exempelvis ej gå att använda för bränslen med i stort samma

elementarsammansättning map O, H, C, H2O och aska men med kraftigt varierande

innehåll av N. Detta oavsett om samma bränsletyper finns tillgängliga under den

modellerande mätningen. I dylika fall finns ju inga driftparametrar som kan

återspegla den ökade NOx-bildningen. Detta verifieras också från Skinnskatteberg

(kapitel 4.1).

Att arbeta fram "larmfunktioner" som ger felmedelanden om PEMS-funktionens

domän överskrids kan vara svårt. Speciellt då det i de erhållna funktionerna ingår

41

flera parametrar vars inbördes förhållanden under de modellerande eller de

verifierande mätningarna är mycket svåröverskådliga. I den här studien har valts att

definiera max- och minvärden under respektive mätkampanj samt studera grafiskt hur

de ingående parametrarna förhåller sig mot varandra två åt gången. Om exempelvis

samtliga ingående parametrar i den enklaste funktionen, PEMS i Skinnskatteberg,

samtidigt skulle uttryckas grafiskt så krävs det en fyrdimensionell figur för att visa

funktionens domän. Det torde dock finnas en del programvaror som kan hantera

tämligen komplexa funktioners domäner. Exempelvis "Unscrambler" (om även

funktionen utarbetats mha samma programvara) eller "Matlab" bör kunna användas

som hjälpmedel för säkerställandet av att en domän innehålls. Om det för en funktion

krävs alltför mycket arbete för att definiera giltighetsområdet, domänen blir för

avancerad, är det kanske idé att istället investera i ett CEMS. I ett pågående

Värmeforskprojekt, referens 7, studeras mer konkret hur prediktionsmodeller för

NOx-mätningar skall kvalitetssäkras.

Ett annat användningsområde för PEMS är som back-up för CEMS. Det blir i så fall

mindre bråttom att ersätta/justera en analysator som går sönder. I figur 5.1 visas en

mätperiod från Kungsbacka då CEMS sondfilter satte igen och PEMS fortsatte

beräkna "korrekta" mätvärden.

400 TKungsbacka, timmedelvärden

Figur 5.1

5.1

960203 960204

Mätperiod med driftproblem för ett CEMS

(A period with measurement problems for a CEMS)

Vad bör beaktas för att implementera en PEMS-funktion

Inledningsvis bör givetvis studeras om PEMS är ett alternativ för anläggningen.

Kostnader för eventuella instrument och installationer för PEMS-parametrar måste

42

ställas mot kostnaderna för ett CEMS. Uppskattade kostnader för PEMS respektive

CEMS redovisas i kapitel 5.2. Andra faktorer som inverkar på om PEMS är lämpligt

för en viss anläggning är;

Anläggningstyp; Stabila förbränningsbetingelser är en trolig grundförutsättning

för att PEMS skall vara användbar och fungera väl. Innan PEMS-funktionen

byggs upp bör således erforderliga förbränningstekniska åtgärder vidtagas så

att en jämn förbränning med minimala emissionsnivåer uppnås.

I denna studie studerades användbarheten för PEMS vid två skilda

anläggningar. Båda dessa var av typ rörlig snedrost, en var utrustad med

rökgaskylare. För denna typ av anläggningar var det möjligt att utarbeta

relevanta PEMS-samband. Med detta som bakgrund kan konstateras att PEMS

normalt torde vara användbart för anläggningar av typ rörlig snedrost. Det är

också högst sannolikt att PEMS kan användas för fluidiserade bäddar med

stabila förbränningsbetingelser. I anläggningar med kraftigt varierande

förbränningsförhållanden, exempelvis fasta rosterpannor, är det dock troligt att

PEMS ej är användbart.

En osäkerhet kvarligger om relevanta PEMS-funktioner kan utarbetas för

pannor utrustade med ammoniakinjicering eller rökgasåterföring.

Framtidsplaner; Planeras framtida (något/några år) ombyggnader som

exempelvis NOx-reducerande åtgärder typ ammoniakinjicering eller rökgas-

återföring. I så fall kan det vara vettigare att investera i ett CEMS. En PEMS-

funktion måste ju modifieras vid dylika ombyggnader.

Instrumentering; Denna studie visade att det framförallt var två parametrar

(syrehalt och panneffekt) som är betydelsefulla i en PEMS-funktion för

biobränsleeldade pannor. Även rökgastemperatur och ugnstemperatur kan vara

nödvändiga att inkludera, speciellt om stora fluktationer i bränslets fukthalt

förväntas. Det är möjligt att det för tillräcklig representativitet krävs flera

termoelement vid samma "mätpunkt", exempelvis pga skiktningar i gaskanalen

eller för att kunna fortsätta emissionsbestämningen om ett termoelement skulle

gå sönder eller driva Därmed kan till viss del undvikas att mätfel i ingående

PEMS-parametrar ställer till problem.

43

Den syrehalt som ingår i ett PEMS-samband bör, av kostnadsskäl, mätas med

en in-situ analysator (fuktig gas). Det går visserligen att utarbeta bättre

samband om en torrt mätande syreanalysator används. Kostnaden för en torr

syreanalysator med tillhörande gasberedningssystem är dock alltför hög för att

PEMS skall bli ekonomiskt.

Bränsle; PEMS kan i vissa fall ej vara användbart för anläggningar som eldas

med bränslen av kraftigt varierande kvalitet.

En oklarhet är vad kostnadsnivån för ett komplett PEMS i slutändan kommer att

hamna på. Det är ju viktigt att ett PEMS fungerar långtidsmässigt (och uppfyller av

Naturvårdsverket definierade krav). En allför låg ambitionsnivå innebär, i långa

loppet, att kostnaderna för PEMS med all säkerhet ökar. Detta främst på grund av att

domäner eller att prestanda under årliga kontroller ej innehålls.

För att utarbeta en relevant PEMS-funktion utan att ge avkall på ambitionsnivån bör

bland annat följande punkter beaktas;

Förberedelser;

Anläggningskännedom. Finns erforderlig instrumentering och signaler? Vad

representerar i så fall de olika signalerna? Det är givetvis mycket viktigt att

veta vad som mäts (jämför problematiken med effektmätningen i

Kungsbacka). Det räcker troligen att mäta syrehalt, panneffekt samt en eller

flera temperaturer. Vilka mätpunkter bör väljas? Det är viktigt att valet av

mätparametrar görs i samråd med någon med god förbränningsteknisk

kunskap.

Försöksplanering;

Utarbetandet av försöksplan. Vilka parametrar bedöms nödvändiga att

variera under den modellerande mätningen? Pannans reglerramar bör tänjas

så mycket som möjligt så att domänen blir så bred som möjligt, även

driftfall utanför pannans normala driftområde bör inkluderas. Om

variationer i bränslekvalitet (fukthalt etc) förväntas är det också viktigt att

genomföra de modellerande mätningarna vid några olika bränslekvaliteter.

44

Modellerande mätning;

Genomförande av den utarbetade försöksmatrisen. Parallell mätning med ett

konventionellt mätsystem (CEMS). I samband med denna punkt är det

viktigt att pannans drift optimeras. Denna driftoptimering bör genomföras

innan den modellerande mätningen genomförs.

Utvärdering av modellerande mätningar;

Utarbetandet av PEMS-funktioner utifrån erhållna försöksmedelvärden.

Detta bör inte enbart genomföras av en "matematiker" utan kunskap om

förbränning. Värmeteknisk bedömning av valda PEMS-parametrar är

viktigt.

Verifiering;

Den framtagna PEMS-funktionen bör innan den installeras (för kontinuerligt

bruk) kontrolleras mot ett referensmätsystem (CEMS) under cirka 1 vecka.

Den verifierande mätningen kan förläggas till omedelbart efter den

modellerande mätningen. Det är dock viktigt att den tidsmässigt är åtskild

från den modellerande mätperioden. Om PEMS skall bli ett

lågkostnadsalternativ för CEMS inryms dock ej speciellt långa

uppföljningsperioder av sambandens tillförlitlighet. Den modellerande

mätningen bör således utan hjälp från andra driftdata kunna vara användbar

för utarbetandet av en användbar funktion.

Rapportering;

En programvara för iordningsställandet av rapporter, likställd med den som

används för CEMS, är nödvändig. Denna måste på motsvarande sätt som

programvaran kopplad till ett CEMS kontinuerligt spara timmedelvärden av

samtliga parametrar som ingår i PEMS-funktionen.

Validering;

På motsvarande sätt som att vissa programvaror slår larm för vissa

driftproblem map CEMS krävs programvaror som hanterar ett PEMS

giltighetsområde. Det är ju viktigt att respektive domän för de parametrar

som ingår i PEMS-funktionen ej över- eller underskrids.

45

De leverantörer som utarbetar PEMS-funktioner bör lämna detaljerade

dokumentationer till anläggningsägaren så att funktionen är spårbar och

förklaringar till eventuella avvikelser i efterhand lätt kan utvärderas.

Leverantören bör slutligen i form av instruktioner delge anläggningens

driftpersonal tillåtna driftdomäner samt åtgärder som kan vidtagas om de

över- eller underskrids. Dylika instruktioner kan ju även vara till hjälp vid

exempelvis driftjusteringar.

I kapitel 5.2 redogörs för uppskattade kostnader för ett PEMS ~ CEMS.

5.2 Uppskattade kostnader för PEMS respektive CEMS

Kostnaden för ett PEMS uppskattades i, referens 2, till cirka 50 - 70 % jämfört med

ett CEMS under en tioårsperiod. Sedan dess har erfarenheten av PEMS ökat

samtidigt som inköpspriset för ett CEMS med gasanalysatorer (O2 eller CO2 samt

NO), gasberedningssystem samt programvara för rapportering till myndigheter

stabiliserats på cirka 250 - 350 kkr. Räknat på 5 år blir därmed den årliga

avskrivningen cirka 60 kkr, därutöver tillkommer räntor. I initieringsskedet

tillkommer dock även kostnader för upphandling och installation av mätsystemet

samt utbildning av personal (både map mätsystem och dataarbete). Efter

installationen bör även en parallell mätning med ett annat mätsystem samt en

driftoptimering map NOX, oförbrända gaskomponenter (CO etc) och pannans

verkningsgrad genomföras. Kostnaden för dessa delar kan uppskattas till mellan 60

och 100 kkr.

Kostnaden för PEMS kan uppskattas till inledningsvis cirka 30 kkr för upphandling

samt bedömning om PEMS kan vara använtbart. Därutöver tillkommer de punkter

som behandlats i kapitel 5.1 dvs kostnader för förberedelser, försöksplanering,

modellerande mätning (inklusive driftoptimering), utvärdering, verifiering, validering

samt rapportering (programvara). Även vissa utbildningsinsatser är nödvändiga.

Kostnaden kan för dessa delar uppskattas till cirka 70 - 90 kkr exklusive programvara

och eventuell instrumentering. Programvaran kommer troligtvis att kosta cirka 30 -

50 kkr.

46

Driftkostnaden för ett CEMS blir troligen större än för ett PEMS. En viss

underhållskostnad för PEMS måste dock beaktas då erforderliga driftinstrument

(termoelement, O2-givare etc) måste underhållas och ibland bytas ut. Det föreligger

givetvis också en viss osäkerhet med PEMS. Exempelvis kanske PEMS-sambandet

av olika anledningar inte håller måttet (klarar myndighetskrav) så att nya PEMS-

funktioner måste utarbetas. Dylika anledningar kan vara missar med den

modellerande mätningen, otillräcklig verifiering, drift av någon parameter eller att

pannan modifierats. Den årliga kontrollen (av ackrediterade luftlaboratorium) måste

därmed utformas så att dylik problematik kan identifieras. Denna torde därmed bli

dyrare jämfört med årlig kontroll av ett CEMS.

I bilaga 8 jämförs förväntade kostnader för PEMS respektive CEMS för en

tioårsperiod. Bedömningen blir även i nuläget att kostnaden för ett PEMS kan

förväntas bli mellan 50 och 70 % jämfört med ett CEMS.

47

6. Referenser

1. SFS 1994:1107. "Lag om ändring i lagen (1990:613) om miljöavgift på

utsläpp av kväveoxider vid energiproduktion ".

2. Harnevie. H.r Holmberg, P.. Jansson. J-O.. "Predikterande

emissionsmätsystem (PEMS) för emissionskontroll i

förbränningsanläggningar", Värmeforskrapport 549,1995.

3. Statens Naturvårdsverk. Allmänna Råd 91:6, "Mätmetoder för kväve- och

svaveloxidutsläpp - vid kontroll enligt miljöskyddslagen av utsläpp från

förbränning".

4. SNFS 1992:5. "Kungörelser om ändring av kungörelsen (SNFS 1991:4)

medföreskrifter om kontroll av utsläpp av kväveoxider och svaveloxider

till luft från förbränning i fasta anläggningar".

5. SNFS 1992:6. "Kungörelser om ändring av kungörelsen (SNFS 1991:5)

medföreskrifter om mätutrustning för bestämmande av miljöavgift på

utsläpp av kväveoxider vid energiproduktion".

6. Hall. B.. "Kväveoxider vidfliseldning - miljöavgift", Kungsbacka Energi

AB-rapport, 1995.

7. Öberg. T.. "Validering av prediktionsmodeller för NOx-mätningar",

pågående Värmeforskprojekt.

8. Harnevier H.f Erlandsson, T.. "Emissionskontroll i förbrännings-

anläggningar - uppföljning av prestanda och driftkostnader", Vattenfall

Utveckling AB rapport VU-V-94.F6 och Sydkraft Konsult rapport

EV9404m054, 1994.

BränslefukthalterSkinnskattebergDatum95-12-1895-12-1895-12-1895-12-1995-12-1995-12-2096-01-2696-01-2996-02-0296-02-0696-02-0996-02-1396-02-1696-02-2196-02-2796-03-1196-03-1196-03-1296-03-1296-03-1296-03-1296-03-1296-03-1396-03-1396-03-1396-03-13

Tid16:1518:4521:008:5014:158:45---------15:0017:508:4515:1517:3018:3019:308:159:4511:20-

Fukthalt59%54%5 5 %49%4 8 %5 1 %65%54%56%54%5 8 %54%5 5 %54%50%6 1 %54%56%49%5 3 %5 3 %4 9 %5 8 %5 3 %52%5 6 %

KungsbackaDatum96-01-2396-01-2396-01-2396-01-2396-01-2396-01-2496-01-2496-01-2496-01-2496-01-2496-01-2496-01-2496-01-2596-01-2596-01-2596-01-2596-02-2396-02-2696-03-0196-03-0696-03-0896-03-1196-03-1996-03-2296-03-2596-03-2596-03-2696-03-2696-03-2696-03-2796-03-2796-03-2796-03-27

Tid9:1010:0511:0513:0016:008:009:1010:0011:1512:0013:0015:009:0011:0013.0013:30------12:0012:0010:3016:158:0012:4516:0010:0011:0011:4512:30

Fukthalt4 3 %49%49%4 6 %4 4 %4 1 %4 0 %4 1 %4 3 %4 4 %4 6 %4 4 %4 7 %57%60%49%41 %4 0 %4 7 %4 6 %4 3 %3 8 %4 2 %5 3 %56%5 7 %4 8 %4 5 %46%4 7 %5 8 %5 1 %52%

Analyser

KungsbackaKungsbackaSkinnskattebergSkinnskattebergSkinnskattebergSkinnskattebergSkinnskattebergSkinnskatteberg

96-03-0196-01-2496-01-2996-02-1396-02-1696-02-2196-03-1296-03-13

50,951,149,450,948,351,852,753,0

6,06,05,95,95,76,16,25,8

35,137,4

--

37,5--

38,1

Kvmm1,10,80,30,31,00,20,30,3

-HK* (%)4741545455545353

Ib'MM20,4920,5619,2019,7518,9320,0820,4520,25

Syre analyserades ej för fyra av proverna från Skinnskatteberg

ct-^

bilaga 2 1(5)

FÖRSÖKSDATA - SKINNSKATTEBERG

Bio a* in !r~-co" o 2 o> o>" 2 2

O) co co

o>

CM ,g>o_£»•>

(Oc\f co"

m c» N- o.o> o> o o

•»OJ CO O <O

S 8CO <0

3 8 8 s §

8 ö 8 8 CMCO CO TT 01 00 O)

S O)

CO ]C0 8 CMIDlCM

(O CM

o läc/)

CM

CM CM CM CM CM

s s s sSs s CM

CMO) O) (O CO

CM CM (M CMO)

CM CM CM CM CM CM

in ino> O ) CO CM. CO CM.

(O <O (CN O CM_O> OJ U>

• IN.CO CM CM. CO.

S8

S in m

S

CD B

•o-8C CDCO

r

8eo

s

s 8in to

8 8

k oo

co Icfg SjU)CO ICO

OJ CM

n in 8'

u> ir—C O . ' - ;

U>*|U> ! c»

-ico CMin toCM CM 8 S 8 SJS 518!

b i l a g a 2 2(5)

r--. m <D <o <o<o

f» oo O> 00(O <0 CM CM (O

O>V O

s? "> oO CM.co" ro

OOU1SCM CM" CM' CM CM" CM" CMeo"

3>

s 00 (0 «- o Ö) 00 CO s 8

s>SISfc

8 is<0 in CM to a> (O

CM CM CM O U>

m:«' im CM CM C\l CM CM a!» CM

CM s s s

CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM

CM CM O • * O)

3

3 8OJ

E

T3

(0

o

en Cft 8

O Ig<D U)

<O 10

LUCM

9-O

JQ o O) SS 38CM CM

3CM

(O

CC

CO

co (O (O O) (O (0 w i nCA

c i v s Sig icoitö 3

Skinnskatteberg, modellerande mätning

nr.878889909i9293949596979899100101102

O2-halt

%fg9,19,710,09.59,48,88,77,79,79,08,79,28,87,67,67,2

Rökgas-temp.

oC291286288277291295292294291294282296294312306322

Eldstad-temp. 1

oC399393408408404423400396436408456437453422440457

Eldstad-tetnp. 2

oC812

7978007998948216298998789009079129731007984

Eldstad-temp. 3

oC558542544574550610565575600560624586590628651642

Eldstad-temp. 4

oC699699694700687782740747737736787755785818844886

Luft-temp. 1

oC150150150151150157153158157156157157158151150154

Luft-temp. 2

oC313346311344319315

l 353I 339

326340338340339339337342

Pann-effekt

MW5,25,25,35.05,35,75,45,75,55,75.35,75,66,66,56,8

Eldstad-tryck

Pa-21•21-20-21-21-21-21-21-20-20-21-20-21-21-20-21

Primär-spjäll

%72798164767680748888597488728888

Sek-spjäll

%87919283909092889696809673967697

Bland-spjäll

%374

272

23401

262117202023272330

Sek-spjall 1

%946139849221627363

Sek-spjäH2

%9591691059551616262

Rökgas-fläkt%26252922302525262830212925313132

NOx

ppmtg929693899410110510697109101103104113110116

NO

ppmtg8184828082919393879691929210098102

CO

ppmtg293

i 321^313

204332150255258246302121185162271221215

02

%tg11,812,312,512,112.111,211,210,412,111,511,011,711,210,310,29,6

C02

%tg8,98,58,38,78,79.49,510,28,79,29,69,19,510,310,410,9

H-MCO

PO

N3

00

bilaga 2 4(5)

co m<O~ 00*

o> • - IO (v (O

<o o oCM"

0> (O* - CM

r

oo 8CM CM 8

8 S h - CO 0 0CM 8 u>

s sss s s 8 CM CO S

8EC i

S 8

O) <0 CM CM _ co

I

mO) CM

O> O) O> O)

8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8

OJ CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM CM

5 leni U>|(0 (D CO <D • *

LOJOD O>

CM

8 CM 8

2 m m u>

*111)1(O 0 co

O> 3 8 3

ii CM

S S s s

CO

CD

d>

90CO

SS?

o R 3 SCM

COCM <M

CM [CM itO W ™

•-" »- o" !o" a,- CMj -

» £1

COCM CM (SiCM CM CM CO m S 8 8!fe8iS!5 5 5!

b i l a g a 2 5(5)

»So K CO Tf KO> r - o o o>

I i

oJin lo>Q.

s CM •tg

K K (O

5 ̂CM U>

5

8 g (D K 8 81 a

S 8 8 8 K ^ §

ft CM CM ft CM O i»- IW iCMCO CT l « ICM ITO 8

<o CM CM

CM <O <£> • i o lO iCM ;•

O|CM

0) 0 ) 0> O) 0 ) 0> o>

ct8 8 8 8 8 8 8 8

12m

CM Si Si CM CM SiSiiSi

§- in CM

00 (CO •» HOO) in oo U -

m licK CM

<O1K K K|«B m*

SIS

O) SSS

LJJ

00 0) iOOK K CM CO 8

I (O I(O

sigg in

(OKIK

8 S a>^ 2• C LLJg

•8tr

CM

ö CMin ._

00 00 !cn £ ie»O. CM JCM JO |lfl in K»

" " " "o> I K" K a> <o" oo"

ISl s In Ig o oK X

g

Kungsbacka, modellerande mätning

nr.12

CO

456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142

Kap.

%100100100100100100991001001003030303030603030606030603041601001001001001001001001009999100100100100100100100

Pann-effektMW7,57,88,08,15,75.76,37,47,47,23,92,73.42.82,46,12.82.85,75,02,55,13,93,66,3 i5,46,06,95,32,92,44,19.23,08,77,36,67,68,210,0

6,39.2

Kylar-effektMW1,821,822,370,000,000,000,002,07

^2,141,920,000,000,00

,151.051.641,05,081,481,39

0,001,580,001,111,761,952,132.041,741,341,531,381,871,402,271,942,432,032,022,402,29

2,29

O2fg

%5,915,17

4,294,546,757,665,96

6,135,246,678,926,938,63

9,688,56

7,688,886,907,678,839,998,035,376,457,487,756,22

7,1110,1911,1710,8010,864,6910,734,083.48

6,383,394,972,096,44

2.68

Primär-spjäll%807889495252519191911942521616391515393947395135397263626262626278698490705072897571

Sek-spjäll%404048481515505024151515151515254041252539254027262928282828282840404040483737373730

Rökgas-spjäll 1%364244424846483836393535372423202425151736163830174136363635373740343233431758393638

Rökgas-spjäll 2%54545566545453535353222225233545445422545051515151515154505454556254545453

Eldstad-tryck-Pa137135150169150147158166139140174133131145137193134138141139133139137164151149144141194173175169134140137136136137173143145139

Luft-temp f LF

oC252627262525242424242627

I 272727242727242425242526252223232222212126242324262925242323

Luft-em p e LF

oC1101101061061011061051051031031039910610410211110299108105961051051041051021051019688889010992108106105101106102102104

Rökgas-temp 1oC164166165161143150149161160157127100106101951551049314414398142112 '107153151159157145123119122166119168162161150157164150162

Rökgas-temp2

oC646563615959596162615858585859616060616058605959626263626160606065606363646061626262

Vatten-tempoC111111105102981051031071041028283908482109

79801041007810190ST10010110696887582821098311210410696106103100

105

Vatten-flöde

13514315215711810311813314214112987868577108106105106102102103102102134 j1091131591491278313817899

146145123171150203133

177

COtg

ppm1151261321182104311632081552073453371103451814457202360183225353336 i3214741228619939939939501211003222132200133137531219481

C02tg

%1415141413121414141311131010111211131110101114141112141047691551514161414171217

02 tg

%6,425,825,49

5,427,418,515,89

6,455,677,309,037,2110,6710,579,288,84

9,527,829,1310,1811,169,556,50

6,499,349,016,6610,0716,9213,7314,1011,69

5,6015,694,866,63

3,625,886,142,517,882,98

NOX tg

6%O2244224225219223226213227228257174162160165168232186159244243201258128121245278254267165187207220225155189240191266233115267114

Kungsbacka, modellerande mätning

nr.434445464748495051

! Kap.

%10010010010098100100100100

Pann-effektMW9,29,410,610,49,79,610,47,87,6

Kylar-effektMW2,042,242,312,282,142,142,271,672,03

O2fg

%2,782,662,111,932,071,601,475,044,38

Primar-spjäll

%708592928892928980

Sek-spjall

%303748484848402525

Rökgas-spjäll 1

%403936373735353934

Rökgas-spjäll 2

%535358585856565757

Eldstad-tryck-Pa132138135136139136137141138

Luft-temp f LF

oC252527273027282627

Luft-temp e LF

oC104108101100110101105110106

Rökgas-temp 1

oC162167163162167161165160158

Rökgas-temp 2

oC64636162

I 6361626462

Vatten-tempoC10510910099110101105110104

Vatten-flöde

187166221223177200194142149

rCOtg

ppm468414894835607785879131265

CO2tg

%161617

i 17

1716171414

O2tg

%3,273,192,011,882,403,061,695,585,47

NOx tg

6% 02121116929210810594247184

O"!-••

0)

u;

nr.123456789101112131415161718192021222324252627282930

Kungsbacka, verifierande mätningKap.

%100100100100100100931001001001009610042353535100100100100757575403535357575

Pann-effektMW8,589,098,508,616,638,228,987,977,318,257,416,716,724,942,813,433,356,896,766.556,805,075,755,333,612,502,632,685,155,69

Kylar-effektMW2,872,922,750,002,840,452,791,992,532,612,561,580,001,701,260,250,002,532,462,431,801,930,470,000,000,001,051,331,631,54

O2fg

%1,621,152,241,001,591,761,264,204,053,363,835,064,506,285,304,134,124,194,534,525,717,916,116,448,027,836,724,768,127,20

COfg

ppm9891282535149397713431097195314258439149310901493149314932020141014

1137149314931493 I148914931210

Primör-spjäll%767878487053905380838361482824242458595555545454494926214939

Sek-spjäll%464646464646464630212121212121212142424242333333454545453333

Rökgas-spjäll 1%444645724360463835373445343023303242393940344750373527233331

Rökgas-spjäll 2%35353535353535314040402460856430353535353535121113535

Eldstad-tryck-Pa160162159163160159158161165169163170156238144221142155145153145166172142209137164142159154

Luft-e m p f LF

oC323232333232333231303132333433313231313232292930303032333030

Luft-emp e Ll

oC979910411010611011110510310310210199100949910110410710910710210110099101105107103105

Rökgas-tempioC152156159160162159166149151153151140138124909393149152152148135139139120999897136139

Rökgas-temp2oC585958535954605959595856525453525258606159575453525253545757

Vatten-tempoC929510110710410710910098989794928274818299103105102969493848487889798

Vatten-flöde

198198161141155135161166151169150146146136101979213613412813510912211392676564108116

COtg

ppm959964832950810800922250358278253172255273242530259184166121182132901251671767191291257

C02tg

%17,117,116,517,216,717,016,814,914,814,814,684,114,111.713,614,913,814,113.713,612,410,512,311,29,710,412,013,79,710,8

NOtg

ppm11111113211513112513418519219919814618612911797121202208209179203217212151152149139178139

NOxtg

ppm11711513511713412813618919720320213319213211999123207215217186212227220156156153143186145

O2tg

2,222,083,001,962,832,312,444,754,564,584,815,935,488,026,014,545,755,275,595,747,319,297,248,4410,209,467,795.8110,189,05

NOx tg

6% O293911139311110311017418018618713218515211990120198209213204272248263217203173142258182

LÅNGTIDSDATA - SKINNSKATTEBERG

140.00 T

O 60.00 --

40.00 -

20.00 --

0.00

PEMS CEMS

1995-11-170.00

1995-11-180.00

1995-11-190.00

1995-11-200.00

1995-11-210.00

1995-11-220.00

1995-11-230.00

1995-11-240.00

1995- 1995-11-25 11-260.00 0.00

O2-halt panneff Trgt f LF eldtem

P 4

25 j

20 --

I'

15 -

5 -

0

i'i./ •

h !\

T 1000

900

800

700

+ 600

/...

S

o1995- 1995- 1995- 1995. 1995- 1995- 1995- 1995- 1995- 1995-11-17 11-18 11-19 11-20 11-21 11-22 11-23 11-24 11-25 11-260.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Sidal

bilaga 4 2(7)

PEMS CEMS

140.00 T

120.00 --

100.00

il (g. 80.00 Ufa | ,

6 60.00 "R ;

40.00 -

20.00 -

0.00

•ml

s

' 1 Jf l wu:

H-

1995- 1995- 1995- 1995- 1995- 1995- 1995- 1995- 1995- 1995- 1995- 1995-12-09 12-11 12-13 12-15 12-17 12-19 12-21 12-23 12-25 12-27 12-29 12-310.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

O2-halt panneff Trgt f LF eldtemP 4

25 T

5 J

0

1995. 1995- 1995- 1995. 1995. 1995. 1995. 1995- 1995. 1995. 1995- 1995-12-09 12-11 12-13 12-15 12-17 12-19 12-21 12-23 12-25 12-27 12-29 12-310.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Sida 1

bilaga 4 3(7)

PEMS CEMS

140.00 --

40.00 --

20.00 --

0.00 -i—h -4-

1995-12- 1996-01- 1996-01- 1996-01- 1996-01- 1996-01- 1996-01- 1996-01-310.00 020.00 040.00 060.00 080.00 100.00 120.00 140.00

O2-halt panneff -• Trgt f LF eldtennP4

25 T

20 --

O1995-12- 1996-01- 1996-01- 1996-01- 1996-01- 1996-01- 1996-01- 1996-01-310.00 020.00 040.00 060.00 080.00 100.00 120.00 140.00

Sida!

bilaga 4 4(7)

PEMS CEMS

140.00

120.00

100.00 -- ;

1 80.00 - j § J É ^

6 60.00z

K

40.00 +>

20.00

0.00

^

J

1996- 1996- 1996- 1996- 1996- 1996- 1996-01-15 01-17 01-19 01-21 01-23 01-25 01-270.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1996- 1996-01-29 01-310.00 0.00

02-halt panneff Trgt f LF eldtemp4

1996- 1996- 1996- 1996- 1996- 1996- 1996- 1996- 1996-01-15 01-17 01-19 01-21 01-23 01-25 01-27 01-29 01-310.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Sida 1

b i l a g a 4 5(7)

PEMS CEMS

Iaö

160.00 j

140.00 -

120.00 --

100.00 f

80.00 -

60.00 -

40.00 -

20.00 -

0.00

å ,J.!J

« •

i MF :

1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02-010.00 03 0.00 05 0.00 07 0.00 09 0.00 110.00 13 0.00 15 0.00

O2-halt panneff Trgt f LF eldtemp4

25 T

5 --•

o o1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02-010.00 03 0.00 05 0.00 07 0.00 09 0.00 110.00 13 0.00 15 0.00

Sida 1

bilaga 4 6(7)

PEMS CEMS

200.00 j

180.00 -

160.00 -

140.00 -

-£ 120.00 -rQ. (ji

Ä 100.00 ^

S 80.00 -

60.00 -

40.00 -

20.00 -0.00

W

-f-

1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02-150.00 170.00 190.00 210.00 230.00 250.00 27 0.00 290.00

O2-halt panneff Trgt f LF eldtemp4

25 T 1000

1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02- 1996-02-150.00 170.00 190.00 210.00 23 0.00 250.00 270.00 290.00

Sidal

bilaga 4 7(7)

PEMS CEMS

20.00 --

0.00

1996-03- 1996-03- 1996-03- 1996-03- 1996-03- 1996-03- 1996-03-010.00 03 0.00 05 0.00 07 0.00 09 0.00 110.00 13 0.00

O2-halt panneff - - Trgt f LF eldtemp4

25 T

20 /

15 -

10 --

5 --

o o1996-02- 1996-03- 1996-03- 1996-03- 1996-03- 1996-03- 1996-03- 1996-03-29 0.00 02 0.00 04 0.00 06 0.00 08 0.00 100.00 12 0.00 14 0.00

Sida 1

bilaga 5 1(1)

DOMÄNER, PEMS-FUNKTIONEN - SK1NNSKATTEBERG

2205.00 7.00 9.00 11.00 13.00

O2

i.OO 7.00 9.00 11.00 13.00

O2

bilaga 6 1(2)

Kungsbacka, timmedelvärden

400 T

960108-+-

960120 960126

CBMS

PB/Bny

+960131

15 T

10 -

O

CSI

O

Kungsbacka, timmedelvärden

960108 960120 960126

Pn02

960131

bilaga 6 2(2)

Kungsbacka, timmedelvarden

400 T

O 300 -•

960223 960302 960307 960312

CBJ&

PB/Bny

H

960317

QL

"ö

Tö

02-1

15 T

10 -

5 -

n -

fI

960223

Kungsbacka,

960302

timmedelvarden

. l ' A iliL fl i

960307

- -

L Z1!I . ; . vi.

960312

Pn

- - 02

'fm

960317

bilaga 7 1(1)

DOMÄN, PEMS-FUNKTION - KUNGSBACKA

• • • • : /2

IQ.

Ekonomisk jämförelse CEMS ~ PEMS1

kostnad CEMS |InitieringskostnadeInstrumentering (3CDriftkostnaderÅrlig kontroll

kostnad PEMS

)0 kkr)

InitieringskostnaderProgramvara 40 kkrDriftkostnaderÄrlig kontroll

år 180964020

år1110132530

år 20894020

år 20122530

år 30824020

år 30112530

(kkr)

år 40744020

år 40102530

år 50674020

år 5092530

år 6008020

år 6002530

år 7008020

år 7002530

* Initieringskostnaderna omfattar upphandling, installation, utbildning, anläggningskännedom, driftoptimering,jämförande kontroll om CEMS, framtagandet av PEMS-funktion och verifiering av denna mm.* Räntan har antagits till 12 %.* Driftkostnaderna för CEMS förväntas fördubblas efter 5 år.* Ärliga kontroller har antagits till 20 kkrför CEMS och 30 kkr för PEMS

år 8008020

år 8002530

år 9008020

år 9002530

år 10008020

totalt

år 10002530

totalt

804086002001288

11055250300715

erMQ}

OQCD

OO

RAPPORTFORTECKNINGFörteckning över tidigare publicerade rapporter, kan beställas hos Värmeforsk.Telefax: 08-677 25 35Telefon: 08-677 27 54

450 Utveckling av metoder förkvalitetssäkring av mantelrörskarvarLars-Åke Cronholm och Rolf Westinjuli 1992

451 Termisk stabilitet hos köldmediernaR22ochR134aIvan Falknovember 1992

452 TorvpulvereldningBränslepreparering ochförbränningsförsökPer-Åke Gustafsson ochLennart Gustafssonoktober 1992

453 Handmätinstrument som reserv för fastinstallerade emissionsmätsystemMats Sjöberg och Liselotte Carlssondecember 1992

454 Prestandautvärdering av NOx-konvertrarför emissionsmätningarHenrik Harnevie och Liselotte Carlssondecember 1992

455 Svavelabsorbtion vid samledning avsvavelinnehållande bränslen ochbiobränslen - optimeringsförsökAnders Nordindecember 1992

456 Bränslestorlekens betydelse föremissionen av NOX vidkolförbränning i CFBBoo Ljungdahldecember 1992

457 Erfarenheter från några svenskarökgaskondenseringsanläggningarRolf Brännlanddecember 1992

458 Fastbränsleeldade gasturbiner ikraftvärmetillämpningarJan Fredriksson och Björn Kjellströmdecember 1992

459 Konvertering av befintliga kol- ocholjeeldade anläggningar tillbiobränsleeldad kraftvärmeBertil Andersson ochPer-Axel Nilssondecember 1992

460 Effektiv pumpningBror-Arne Gustafssondecember 1992

461 Industriell värmepumpteknikThore Berntssondecember 1992

462 Inverkan av klor på eldstadstuber iCFB-pannorEric Häggblomdecember 1992

463 Sänkt drifttemperatur i fjärrvärmenät- fältmätningar och bestämningav fysikaliska egenskaper förcellbetongJan Molin och Ronny Nilssondecember 1992

464 Möjligheter att öka elutbytet vidkraftvärme med hetluftturbinJanne Sjödin och Gunnar Svedbergdecember 1992

465 Kartläggning av installerade NOX, SO2-och CO-instrumentOlle Bildholm, Ulf Hagström ochAnna-Karin Hjalmarssonapril 1993

466 NOx-reduktion av gaser frångasturbiner och dieselmotorer genomförkoppling till fastbränsleeldadpannaAnders Nordin och Lars Erikssonapril 1993

467 Jämförande emissionsmätning medDOAS-teknik och konventionellmätteknikJohan Mellqvist, Håkan Axelsson,Annika Johansson och Henrik Harnevieapril 1993

468 Kornstorlekens betydelse förverkningsgrad och utsläpp av NOX vidpulvereldning - en sammanfattning avtekniklägetAnna-Karin Hjalmarssonjuni 1993

469 Erfarenheter från försökseldning medalternativa biobränslen, Agro-bränslenAnette Rydén och Jan Olofssonjuni 1993

470 Kontinuerlig övervakning avammoniakutsläppHåkan Axelsson, Christer Brunström,Annika Johansson, Johan Mellqvist,Tycho Jaeger, Kjersti Karlsen,Arne Semb, Jacob Lindstr0m,Sven Sommer, Harald Mikkelsenjuni 1993

471 Rökgasflödesbestämning med mätningeller beräkning - praktiskjämförelse för en fastbränslepanna medblandat bränsleMats Sjöbergjuni 1993

472 Konvertering till Naturgas itypindustrier. Typfall Arla Mejerier iGötenePer Göransson, Pär Öberg ochOve Borgjuni 1993

473 Membranteknik vid olika anläggningarBo Ramsbäckjuni 1993

474 Erosionsprovning av keramiskainfodlingar - nytt provningsförfarandeUlf Engmanjuni 1993

475 Utveckling av katalytisk brännareFredrik Ahlströmjuni 1993

476 Erosionsprovning av CRC 262Ulf Engmanseptember 1993

477 Alternativ kylvattenbehandlingTorsten Bauerseptember 1993

478 Avgasning och avsaltning medsulfitdosering och omvänd osmosTorsten Bauer och Mikael Ohlssonseptember 1993

479 Uppföljning av erfarenheter frånanläggningar för torkning av biobränsleLeif Magnussonseptember 1993

480 Uppföljning av försök medkompoundrör i Hallsberg MBCChrister Gustavsson och Lars Nylöfseptember 1993

481 Tryckväxlare - en anordning föreffektivisering av fjärrvärmesystemBror-Arne Gustafsonseptember 1993

482 Spårämnens fördelning iförgasningsprocesserStaffan Görtzseptember 1993

483 Korrosion hos emaljerade ytor ivarmvattensystemBritt-Marie Svenssonseptember 1993

484 Utlösning av koppar och kopparoxider;Etapp 1 - LitteratursökningTorsten Bauerseptember 1993

485 FTIR-teknik för emissionsmätningar -praktiska erfarenheterPer-Anders Wallinseptember 1993

486 Minskning av NOx-emissioner i sambandmed förbränning av lågvärdesgasRamond Gustafsson, Jan Oskarsson ochLars Waldheimseptember 1993

487 Experimental Investigation of aCondensing Boiler with ThermomaxBurner and Flue Gas ReheatingMikael Näslundnovember 1993

488 Mechanical Properties of a turbine DiscMade of a New 12 % Cr Steelwith Improved Creep PropertiesSamuel Fallmannovember 1993

489 Krafttag i Kalifonien - Kvävereduktionmed marknad och teknikJan Johansson och Ola Nordqvistnovember 1993

490 Synpunkter på riktvärden för vattenkemivid tryck upp till 80 barTorsten Bauernovember 1993

491 Inverkan av bränslets svavelinnehåll påemission av kväveoxider från fluidbäddMagnus Carlsson, Boo Ljungdahl ochAlf Malmgrennovember 1993

492 Erfarenheter av NOx-reducering genomprimäråtgärder i en 12 MW-pannamed rörlig rostRobert Schusterjanuari 1994

493 Test av On-line driftoptimering, etapp 2Jonas Wilde, Henrik Harnevie ochBengt-Göran Bergdahljanuari 1994

494 Jämförelse av mätmetoder förbestämning av S03-koncentrationer irökgaserDavid Cooper och Martin Fermjanuari 1994

495 Studie av hur förbättradspädvattenberedning vid anläggningarmed panntryck <50 bar påverkarkostnader och miljöFolke Perssonjanuari 1994

496 Katalytiska vänneväxlare för industriellatillämpningarFredrik Ahlström-Silversand ochTihamer Hargitaijanuari 1994

497 Ökat värmeunderlag ochelproduktionspotential genom samarbetemellan kommuner och industrierSören Johansson och Hans Åkessonfebruari 1994

498 Konvertering till pulvereldning medbiobränslenEva-Katrin Lindman ochPaul Ingvarssonfebruari 1994

499 DEPONIGASTEKNIK - Ensammanställning av teknik, erfarenheteroch utvecklingSven-Erik Wiklundmars 1994

500 Skademekanismer i värmekondensorerJiiri Tavastapril 1994

501 Plastmaterial till köldbärarledningarThomas Ehrstedtapril 1994

502 Stökiometrins inverkan på korrosionen ifastbränslepannor vid kraft-och värmeproduktionKarin Persson ochMarianne Gyllenhammarapril 1994

503 Alkalisering av ånga och kondensatIvan Falkapril 1994

504 Övervakning av tryckkärlMats Dalenbring och Olle Backtemanapril 1994

505 Prestandabestämning och förbättring avabonnentcentraler <50 kWLena Råberger, Peter Gummérus ochHåkan Walletunapril 1994

506 Pannhusfickor för biobränsle -problemanalysIngemar Goldkuhljuni 1994

507 Studie av ORC-tekniken förkonvertering av biobränsleeldadehetvattencentraler till kraftproduktionBarbara Goldschmidtjuni 1994

508 HETLUFTTURBIN - Studie avutvecklingsläget för hetluftturbin-tekniken i Tyskland med lägesrapportfrån USAJanne Sjödin och Per Engblomjuni 1994

509 Potential och förutsättningar förförbränning av industriavfall ibiobränsleeldade anläggningarIngemar Goldkuhl, Ulf Hagström ochEric Noreliusjuni 1994

510 Bildning av ammoniumsalter vid termiskde-NOx

Frank Zintljuli 1994

511 Köldmedieläckageövervakning medhjälp av akustisk emissionAnders Wikaugusti 1994

512 Friktionsnedsättning i fjärrvärmenätgenom tillsats av tensider - Enteknisk och ekonomisk bedömningHenrik Bjurström ochLars-Åke Cronholmjuli 1994

513 Svetsmetoder för polyetenrör förgasdistributionHans Leijströmaugusti 1994

514 Utvärdering av SNCR-anläggningar iAng- och Hetvattenpannor i SverigeJacek Gromulski, Anna Hinderson,Annika Johansson, Georg Sfiris,Mats Sjöberg och Mats Westermarkoktober 1994

515 Mätresultat från 12 MWskogsbränsleeldad panna med rörlig rostRobert Schusterseptember 1994

516 Matematisk modellering, CFD (Enutvärdering av teknikens användbarhetför simulering av rosteldade pannorbaserad på en jämförelse mellanberäknade och mätta data)Robert Schusterseptember 1994

517 Teknik för mätning av NO2 och NOX irökgaserHenrik Hamevie och David Cooperseptember 1994

518 Utvärdering och jämförelse av mätteknikför ammoniak i rökgaserAnnika Johansson, Henrik Harnevie ochHåkan Axelssonoktober 1994

519 Exponering av kylda prov i het korrosivgas - Material för gaskylarei biomasseförgasareRikard Källströmdecember 1994

520 Katalytisk förbränning av förgasadbiomassaElose Heginuz, Björn Gregertsen,Marco Zwinkels, Sven Järås ochKrister Sjöströmdecember 1994

521 Bestämning av rökgasflöden genomfläktmätningErkki Yli-Juuti och Risto Kuoppamäkidecember 1994

522 Korrosionsprovning av tre höglegeraderostfria stål i varmt klorerat havsvattenBengt Walléndecember 1994

523 Avgasning av spädvatten medmembranteknikMats Hellmandecember 1994

524 En jämförelse av anläggningar medkombibehandling respektivekonventionell ång-vattenbehandlingEva Ingebranddecember 1994

525 Rundgångars ekonomiska betydelse förfjärrvärmenäten. Investerings-, drift- ochunderhållskostnaderPeter Herbertfebruari 1995

526 Korrosion i rökgasskrubbrar för soda-och sulfitpannorSune Ström, Gunnar Bergman,Kristina Petersson och Lars Troseliusfebruari 1995

527 Friktionsnedsättande tillsatsers inverkanpå miljön - Del 1Henrik Bjurström, Staffan Grönholmoch Bengt-Åke Nystrandfebruari 1995

528 Utprovning av en ISO-standardmetodför bestämning av SO2 i rökgaserDavid Cooperfebruari 1995

529 Undersökning av mekaniska egenskaperi ett rotorämne tillverkat i ettnytt 10% CR-stål framställt genomPM/HIP-metodenSamuel Fällman och Petra Kastenssonfebruari 1995

530 Jämförelse mellan olika metoder attkarakterisera partikelegenskaperhos bränslepulver av trä, torv, olivkärnoroch kolLennart Rykfebruari 1995

531 Järnsulfat som reduktionsmedel förkonvertering från NO2 till NOvid NOx-mätning i rökgaserMartin Henriksson,Sebastian Bäckström, Håkan Axelssonoch Evert Ljungströmfebruari 1995

532 Sammanställning av EU-krav förförbränningsanläggningarAnna-Karin Hjalmarssonfebruari 1995

533 Polyetenrör för propandistributionJens Viebkefebruari 1995

534 Utvärdering av fjärrkyla i VästeråsLars Lindgren, Urban Eklundfebruari 1995

535 Studie av drifterfarenheter från modernadieselmotorbaserade kraft-värmeverk i Oskarshamn och LinköpingRolf Öberg och Frank Dalerhultfebruari 1995

536 Testning av kompoundtuber somöverhettarmaterial i en 65 MWV

Pyroflow CFB-pannaKari Peltolafebruari 1995

537 Förbehandling av ytvatten förframställning av spädvatten medmembranteknikBo Ramsbäckfebruari 1995

538 Organiska tillsatsmedel vidvattenbehandling i ångkraftanläggningarJiiri Tavastapril 1995

539 Inloppsfilter till gasturbinerMats Blomqvistjuni 1995

540 Expansionskuddar för direktförlagdafjärrvärmeledningar - med huvud-inriktning på mineralullsprodukterSture Andersson, Bjarni Jenssonjuni 1995

541 Emissioner av kolväten och NOX vidlåga luftöverskott i CFBRobert Schusterjuni 1995

542 Utveckling av envärmeöverföringsmodell för skorstenarvid gaseldningMikael Näslundaugusti 1995

543 Kalibrering av gasflödesmätare(Calibration of gas flow meters)Jerker Delsingaugusti 1995

544 On-line mätning av energiinnehåll i bio-och naturgas: En grundläggandestudie av användning av ljudhastighetensom mått på energiinnehålletJerker Delsing och Inge Blomaugusti 1995

545 Funktions- och kvalitetsprovning avabonnentcentraler i fjärrvärmesystemHåkan Walletun och Peter Gummérusaugusti 1995

546 Försmutsningsförlopp iplattvärmeväxlare förfjärrvärmeabonnentcentralerJanusz Wollerstrand ochSvend Frederiksenaugusti 1995

547 Jämförelsemätningar av flödeshastighetmellan ultraljudsmätare avClamp-On typ och debiteringsmätare ifjärrvärmeabonnentcentralerJerker Delsing och Bernt Svenssonaugusti 1995

548 Utvärdering av fyra kontinuerligaemissionsmätsystem av enklare typHenrik Harnevie, Laszlo Sarközi,Håkan Henriksson och Magnus Larssonoktober 1995

549 Predikterande emissionsmätsystem(PEMS) för emissionskontroll iförbränningsanläggningarHenrik Harnevie, Per Holmberg ochJan-Olov Janssonoktober 1995

550 Membranteknik - Karakterisering avpartiklar i industrikondensatIvan Falkoktober 1995

551 Konservering och åtgärder vidstilleståndBarbara Goldschmidtoktober 1995

552 Rökgasavsvavling för oljeeldadeanläggningarAnna-Karin Hjalmarssondecember 1995

553 Svavelabsorption vid sameldning av oljaoch biobränslen - optimerings-försök i full skalaUlf Hagström, Karin Hedin ochAnders Nordindecember 1995

554 Livslängdsanalys av ångturbiner samtgenerell beskrivning av livs-längdsområdetLars Wrangenstendecember 1995

555 Reburning av en pulverflamma medlågvärdesgasNiklas Berge, Magnus Carlsson,Per Kallner och Birgitta Strömbergdecember 1995

556 Värmeväxlarrenovering -Materialpåverkan vid kemiskrengöring av värmeväxlareLars-Ake Cronholmdecember 1995

557 Korrosion i panntuberIvan Falkdecember 1995

558 Utvärdering av de första SCR-anläggningarna i SverigeCecilia Tärnströmmaj 1996

559 Erfarenheter från eldning med briketteroch pellets från träKent Nyströmdecember 1995

560 Installationer av NOx-reducerandeåtgärderAnna-Karin Hjalmarsson ochKarin Hedinjanuari 1996

561 Utvärdering av reduktionsmedel förSNCRChrister Andersson och Helena Woxlinjanuari 1996

562 Ersättning av HCFC 22 i storavärmepumparPaul Ingvarssonfebruari 1996

563 Sammanställning av drifts- ochunderhållserfarenheter frånkommunala och industriellakraftvärmeanläggningarJan-Olof Gustafssonfebruari 1996

564 Korrosion hos överhettare isulfatsodapannorFredrik Brunofebruari 1996

565 Installations of NO* control measures inSweden(översättning av rapport 560)Anna-Karin Hjalmarsson ochKarin Hedinfebruari 1996

566 Pulvereldning kol/rörflen/maldbränslekärnaSven Stridsberg och Karin Segerudmars 1996

567 Interface Oxidation and Lifetime ofThermal Barrier CoatingsXin-Hai Limars 1996

568 Nyttiggörande av kondensat frånrökgaskondenseringBarbara Goldschmidtmars 1996

569 Effekter av olika tillsatser i eldningsoljaJonas Dyrkemars 1996

570 Utvärdering av förutsättningarna förSNCR i några mindre anläggningarAnders Kullendorff, Katarina Lorentzonapril 1996

571 Alkalisering av ånga och kondensat medbutanolamin och hydrazinIvan Falkapril 1996

572 Utvärdering av ny SNCRinblandningsteknik vid avfallspanna hosUppsala Energi (System ROTAMIX™)G Moberg, H Sollenberg, H Westasapril 1996

573 Beslutsstöd on line för minimering avNOX - Resultat från Örebro EnergiBengt Göran Bergdahl, Bohao Liao,Jan Sieurinmaj 1996

574 Utvärdering av mekanisk och manuellprovtagning av biobränsle videnergiverkRonny Werkelin, Lennart Rykjuni 1996

575 Predikterande Emissionsmätsystem(PEMS) för emissionskontroll ibiobränsleeldade förbrännings-anläggningarHenrik Harnevie, Laszlo Sarközi,Sophia Trenkleaugusti 1996

576 Reningsteknik vid rökgaskondenseringMats Westermarkaugusti 1996

Värmeforsk är ett organ för industrisamverkan inom värmeteknisk forskning

och utveckling. Stiftelsens forskningsprogram är tillämpningsinriktat och

fokuseras pä energi- och processindustriernas behov och problem. Bakom

Värmeforsk stär följande huvudmän:

• F.lforsk

• Svenska Fjärrvärmeföreningen

• Skogsindustrin

• Övrig industri

Värmeforsk samarbetar med Närings- och teknikutvecklingsverket (NUTEK).

STIFTELSEN FÖR VÄRMETEKNISK FORSKNING

1(11 53 StockholmTel 1)8-677 25 KO • Fax (W-677 25 35

Beställning av trycksakenFax 08-677 25 35