emission fra større gasfyrede kedler · som dgc har modtaget for den pågældende opgave....

42
Emission fra større gasfyrede kedler Projektrapport Juli 2003

Upload: others

Post on 01-May-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

Emission fra større gasfyrede kedler

Projektrapport Juli 2003

Page 2: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

Emission fra større gasfyrede kedler

Jan de Wit Steen D. Andersen

Dansk Gasteknisk Center a/s Hørsholm 2003

Page 3: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

Titel : Emission fra større gasfyrede kedler

Rapport kategori : Projektrapport

Forfatter : Jan de Wit, Steen D. Andersen

Dato for udgivelse : 31.07.2003

Copyright : Dansk Gasteknisk Center a/s

Sagsnummer : 724.26; H:\724\26\Rapport\rapport_final.doc

Sagsnavn : Emission fra større gasfyrede kedler

ISBN : 87-7795-254-5

For ydelser af enhver art udført af Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) gælder:

• at DGC er ansvarlig i henhold til ”Almindelige bestemmelser for teknisk rådgivning & bistand (ABR 89)”, som er vedtaget for opgaven, med mindre andet aftales skriftligt.

• at erstatningsansvaret for fejl, forsømmelser eller skader over for rekvirenten eller tredjemand gælder pr. an-svarspådragende fejl eller forsømmelse. Ansvaret er dog altid begrænset til maksimum 100 % af det vederlag, som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte overstige DGC’s hæftelse.

• at DGC skal - uden begrænsning - omlevere egne ydelser i forbindelse med fejl, mangler og forsømmelser i DGC’s materiale. Dette gælder dog ikke længere end 5 år fra opgavens udførelse.

• at rekvirenten er ansvarlig for, at de iht. lov gældende sikkerheds- og arbejdsmiljøregler hos rekvirenten kan overholdes af DGC i forbindelse med opgavens udførelse. Såfremt DGC må standse, afbryde og/eller udsætte en opgave, fordi disse regler ikke kan overholdes, må rekvirenten bære DGC’s eventuelle ekstraomkostninger i forbindelse hermed.

Marts 2000

Page 4: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 1

Indholdsfortegnelse Side

1 Forord........................................................................................................................................... 3

2 Sammenfatning og konklusion .................................................................................................... 4

3 Installeret kedeleffekt i Danmark................................................................................................. 6 3.1 Kedler i DK............................................................................................................................ 6 3.2 Estimat for den samlede opstillede kedeleffekt ..................................................................... 7

4 Kedler, kortlægning ..................................................................................................................... 9 4.1 Kedeltyper.............................................................................................................................. 9 4.2 Stikprøveundersøgelser, kedeltyper..................................................................................... 13

4.2.1 Blokvarmecentraler ............................................................................................... 14 4.2.2 Fjernvarmecentraler .............................................................................................. 14 4.2.3 Kaskadekoblede kedler ......................................................................................... 16

5 Emission..................................................................................................................................... 17 5.1 Generelt................................................................................................................................ 17 5.2 Tidligere målinger................................................................................................................ 18

5.2.1 Litteraturangivelser ............................................................................................... 18 5.2.2 Tidligere DGC-målinger ....................................................................................... 20

5.3 Eksempler på nyere målinger på danske kedelanlæg .......................................................... 22 5.3.1 Oliefyrede kedler................................................................................................... 22 5.3.2 Gasfyrede kedler ................................................................................................... 23

6 Miljøkrav, kedelanlæg ............................................................................................................... 25 6.1 Emissionskrav...................................................................................................................... 25 6.2 Sammenligning af miljøkrav og målinger ........................................................................... 26

6.2.1 Sammenligning med ældre DGC-målinger........................................................... 26 6.2.2 Sammenligning med indhentede brændertilbud (1993) for større gasfyret dampkedelanlæg ................................................................................................................. 27 6.2.3 Sammenligning med nyeste målinger (udført 2002/2003).................................... 27 6.2.4 Kombibrændere..................................................................................................... 27

7 Referencer .................................................................................................................................. 28

Page 5: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 2

Bilag Bilag 1: Spørgeskema Bilag 2: Stikprøveundersøgelse, mindre varmecentraler (primært blokvarme) Bilag 3: Stikprøveundersøgelse, fjernvarmecentraler Bilag 4: Kedler (større gasfyrede) på det danske marked Bilag 5: Kedelbestand i DK Bilag 6: Måling på 9.3 MW gasfyret kedel Bilag 7: Måling på 3.7 MW ældre gasfyret kedel Bilag 8: Måling på 8 MW gasfyret vendeflammekedel

Page 6: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 3

1 Forord Denne projekt rapport er udarbejdet af DGC på vegne af Gasselskabernes Fagudvalg for Gasinstallationer (FAU GI). Carsten Nielsen, DONG, har som gasselskabsrepræsentant aktivt fulgt projektet. Projektet har, med hensyn til stikprøvevis kortlægning af kedelbestanden på varmecentraler, nydt udstrakt hjælpsomhed fra ansatte på en række fjern-varme- eller kraftvarmeværker (spørgeskemaundersøgelse) samt medarbej-dere fra NESA. Der skal også rettes en tak til Centralkommunernes Trans-missionsselskab (CTR) for at have bidraget til at belyse kedeleffekt for spids- og reservelastcentraler. Anlægsejerne på de kedelanlæg, hvor der er målt i forbindelse med projek-tet, takkes ligeledes for at have stillet anlæggene til rådighed samt for posi-tivt samarbejde omkring målingernes udførelse. Projektmedarbejdere hos DGC: Jan de Wit, Henrik Andersen, Steen D. An-dersen og Lone Mønsted Schmidt. Kvalitetssikring er foretaget af Lotte Sar-bæk Salling, DGC. Hørsholm, juli 2003 Jan de Wit Bjarne Spiegelhauer Projektleder Afdelingschef Afd. for Energiteknik og Sikkerhed Afd. for Energiteknik og Sikkerhed

Page 7: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 4

2 Sammenfatning og konklusion

Oplæg

Projekt har haft som formål: 1. Ved stikprøver at skabe et overblik over den gasfyrede kedelbestand, der

er opstillet på blok- og fjernvarmecentraler.

2. For udvalgte kedel/brænderkonstellationer at foretage emissionsmåling for at få et overblik over emissionen fra mellemstore og større kedler. Der udvælges både nyere og ældre kedler. Der indgår også enkelte ked-ler på andre brændsler.

Ovenstående skal anvendes for at give et bedre overblik over ”kedelbestan-den” i Danmark samt emissionsforhold fra samme. De fundne data er vurderet i henhold til den i år 2001 udsendte ”Luftvejled-ning fra Miljøstyrelsen /20/. Heri stilles nu krav til emission fra energian-læg, herunder også kedelanlæg > 120 kW (indfyret effekt). Konklusion

Kortlægningsarbejdet er foregået ved anvendelse af spørgeskemaer til en række fjernvarme- og blokvarmecentraler. For fjernvarmecentralernes vedkommende er modtaget besvarelser for i alt 108 kedler. I besvarelserne findes, udover oplysninger om kedlerne (ydelse, fabrikat, type, alder samt årlig benyttelsestid), også oplysninger om bræn-derfabrikat og andet relevant udstyr, se Bilag 3. Besvarelserne viser i hoved-træk, at der optræder ganske mange kedelfabrikater (>13) og et næsten tilsvarende antal forskellige brænderleverandører til samme. Kedlerne eovervejende kanalrøgrørskedler, enkelte heraf såkaldte vendeflammekedler. De spænder årstalsmæssigt fra 1959-2001 med en gennemsnitsalder på 16 år. På mange af kedlerne er monteret brændere af nyere dato, end kedlens alder angiver.

r

For blokvarmecentralernes vedkommende er modtaget besvarelser for i alt 26 kedler, se Bilag 2. Besvarelserne viser i hovedtræk, at der optræder flere kedelfabrikater (>5) og ligeledes flere forskellige brænderleverandører. Blandt kedlerne er 6 støbejernskedler og 4 såkaldte vendeflammekedler;

Page 8: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 5

øvrige er kanalrøgrørskedler. De fleste af brænderne arbejder som 2- eller 3- trins brændere, og visse er fuldmodulerende. De i projektet fundne emissioner svarer ganske godt til, hvad Miljøstyrelsen netop har anført som ”state of art” med hensyn til såvel eksisterende som nye anlæg i Luftvejledningen /20/. Langt de fleste installationer vil kunne honorere kravene for eksisterende anlæg, og der findes også lav-NOx bræn-dere på markedet, som vil kunne honorere kravene til nye anlæg. Herunder er anført typiske emissionsværdier for større naturgasfyrede ke-del/brænderanlæg.

Gasbrændere > 120 kW NOx CO UHC

mg/MJ mg/MJ mg/MJ

Alm. blæseluftbrænder 30 - 55 < 3 < 3

Lav-NOx brændersystemer 12- 17 <3 <3

Det synes på samme vis med kombibrændere (naturgas samt let-olie) også muligt at kunne honorere kravene for eksisterende anlæg. I materialet for nærværende rapport indgår også data fra en enkelt ældre såkaldt specialgaskedel med atmosfærisk brænder. Det enkeltstående resul-tat, der her indgår, viser, at denne ikke vil kunne honorere kravene i henhold til Luftvejledningen. Leverandøren af pågældende kedeltype oplyser, at dis-se de senere år er solgt med ændrede brændere (pre-mix). Fabrikantoplys-ninger vedrørende emissionsniveauerne for disse ændrede kedler/brændere viser, at disse ikke har problemer i relation til Luftvejeledningens grænse-værdi for nye eller eksisterende anlæg. Det fremgår af det indsamlede og/eller målte datamateriale, at det er væsent-ligt at have korrekt indtrimmet brænder med hensyn til luftoverskud i hele det aktuelle lastområde. Visse brændere havde en høj emission ved meget lav last. Dette kan skyldes, at ovenstående ikke er opfyldt, eller at anlægget arbejder med så lav last, at ordentlig opblanding gas/luft ikke er mulig. I sidste tilfælde bør anlæggets nedre ydelse revurderes.

Page 9: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 6

3 Installeret kedeleffekt i Danmark

3.1 Kedler i DK

Danmark er, som det fremgår af Tabel 1, i meget vidt omfang et fjernvarme-forsynet land. Ud af i alt ca. 2.5 mio. boliger er ca. 1.5 mio. opvarmet med fjernvarme. Denne fjernvarme er i meget væsentligt omfang et resultat af kraftvarmeproduktion; 80-85 % af den på årsbasis leverede fjernvarme p.t. er produceret som kraftvarme. Denne produktion foregår på en række af de centrale kraftværker og på de flere hundrede decentrale kraftvarmeværker, der oftest leverer til fjernvarmenet, hvor varmen tidligere blev produceret alene på kedler. For i alt ca. 80 af disse decentrale gasfyrede kraftvarmeværker gælder, at fjernvarmenettet er nyt og etableret i tilknytning til opførelsen af kraftvar-meværket (såkaldte Barmarksværker). Tabel 1 Opvarmningsform for danske boliger (2001). Antal boliger Fjernvarme 1.450.000

Direkte oliefyring 475.000

Direkte gasfyring 325.000

Elopvarmet 140.000

Andet 50.000

Total 2.440.000 Decentral kraftvarmeforsyning dimensioneres ofte til (varmemæssigt) at kunne klare ca. 60 % af et givent forsyningsområdes maksimale effektbe-hov. Dette betyder, at kraftvarmeanlægget på årsbasis vil være i stand til at levere ca. 90 % af den nødvendige varmeforsyning til området. I årets kol-deste perioder vil der skulle ske forsyning fra reservespidslastkedler. Sidst-nævnte udgøres i mange tilfælde af de oprindelige kedler til forsyning af fjernvarmenettet, måske fraregnet en eller to kedler, der har måttet vige af pladsmæssige krav. I de centrale kraftvarmeområder er også opstillet betydelig reserve/spidslast kedeleffekt. Disse kedler kan i vidt omfang også udgøres af kedelcentraler, der tidligere forsynede selvstændige fjernvarmenet, som nu er kommet til at indgå i større sammenhængende centrale fjernvarmesystemer. Baseret på oplysninger fra sådanne større centrale net skønner DGC, at der her er etab-

Page 10: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 7

leret kedelbackup svarende fra ca. 35 % til over 100 % af nødvendig varme-effekt på de koldeste dage. De anlæg, hvorpå der arbejdes med lav kedel-backup, er typisk fjernvarmesystemer, hvor der leveres varme fra flere af hinanden uafhængige centrale kraftvarmeværker. Kedelstørrelserne, der falder inden for dette projekts rammer, rummer også kedelstørrelser og typer til fx installation på institutioner, mindre virksom-heder og eksempelvis til forsyning af mindre lukkede net inden for samme matrikelnummer (blokvarme). 3.2 Estimat for den samlede opstillede kedeleffekt

Nedenstående er et estimat over kedelbestand til opvarmningsformål inkl. dampproduktion i industrien. Estimatet omfatter kedler med alle brændsler. Beregningen tager udgangspunkt i statistisk materiale /16/ og /17/ over energiforbrug til opvarmningsformål i DK inden for sektorerne: Hushold-ning, handel & service samt en skønsmæssigt ansat andel af energiforbruget i produktionssektoren. En væsentlig del af den danske opvarmning er som nævnt baseret på fjernvarme produceret i forbindelse med elproduktion på centrale kraftværker (kraftvarme). Det påregnes dog også her, at der i de centrale fjernvarmeforsynede områder i pæn udstrækning forefindes kedel-kapacitet som reservelast (spids/reservelast kedelcentraler). Ud fra det årlige energiforbrug er foretaget graddagebetinget omregning til såkaldt dimensionerende varmeforbrug/behov, det vil sige effektbehov ved -12°C udetemperatur. Dette effektbehov til opvarmning og procesformål udgør da ca. 27.000 MW. Ovenstående fører, idet der også indregnes en vis overkapacitet (35 %), til et estimat for kedelbestanden (basiskedler samt spids- og reservelast) til en installeret effekt på omtrent 36.000 MW. Kedeleffekt til mindre gas- eller olieopvarmede ejendomme (parcelhuse samt række-, kæde- og dobbelthuse) udgør skønsmæssigt ca. 10.000 MW heraf. Data vedrørende boligbestand og opvarmningsform er fra /16/. I stedet for at anvende en eller to større kedler, anvendes undertiden såkaldt kaskadekobling af 2-10 mindre, oftest væghængte, kedler. De førende leve-

Page 11: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 8

randører oplyser tal for sådanne, der angiver, at der p.t. i alt findes 250-300 af sådanne anlæg i Danmark. For nærmere information vedrørende estimatet henvises til Bilag 5.

Page 12: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 9

4 Kedler, kortlægning

4.1 Kedeltyper

Kedeltyper, olie- og gasfyring Kedler til større olie- eller gasfyrede varmecentraler kan enten være støbe-jerns- eller pladejernskedler. Kedler over ca. 500 kW vil oftest være kanal-røgrørskedler.

Figur 1 Forskellige kedeltyper (kanalrøgrørskedel og vendeflammekedel)

til større olie- og/eller gasfyrede varmecentraler. Kedlerne består oftest af et vandkølet fyrrum, hvor forbrændingen finder sted. Røgen afgiver herefter yderligere varme ved passage af et antal rørslag/rørtræk. For støbejernskedler er disse rørslag integreret i de støbte kedelelementer. I røgrørskedler løber røgen efter fyrrummet ind til flere efterfølgende rør-

Page 13: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 10

bundter. Disse er typisk påsvejset (kan dog være valset) rørpladerne i ked-lens vendekamre. Der er kedelvand på ydersiden af røgrørene. Røgens udgangstemperatur fra kedlen bestemmes af den aktuelle indfyrede effekt samt det antal rørslag, den passerer. På visse kedler kan man afspærre (”by-passe”) rørslag og dermed tilpasse røgtemperaturen. På en række kedler vil man ved at lægge såkaldte retarderer/turbolatorer i rørslag kunne øge varmeovergangen og dermed sænke røgtemperaturen. ”Prisen” for dette er et større trykfald gennem kedel. Kanalrøgrørskedler - eller korte røgrørskedler - findes normalt med fra 2 og op til 5 træk. Mange træk giver en stor varmeoverførende flade i kedlens konvektionspart, hvilket medvirker til at formindske røggastabet. På nogle kedeltyper kan der ved lav last udskydes træk, således at kedlen ikke kom-mer i kondenserende drift med korrosionsproblemer til følge. Kanal-røgrørskedler er oftest udført med vandkøling af kedlens for- og bagplader samt isolering af alle de udvendige overflader. Herunder er vist to udførelser af kanalrøgrørskedler.

Figur 2 Cylindrisk kanalrøgrørskedel.

Page 14: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 11

Figur 3 ”Kassekedel” af kanalrøgrørskonstruktion, ældre kedelkonstruk-

tion. Vendeflammekedler har ligesom kanalrøgrørskedler en firkantet eller cy-linderformet fyrboks, men er tillige udstyret med et røgslag, udført som vandkammerrøgslag eller -røgrør, der vender flammen, se Figur 1. Her er varmeoverføringen - stråling og konvektion - meget stor, hvorfor der skal sørges for en effektiv vandcirkulation. Vandkammerrøgslag udføres i stål-plade eller støbegods; kedler med røgrør udføres kun i stålplade. Der kan opnås lige så høje virkningsgrader ved vendeflammekedler som ved kanal-røgrørskedler med 2 og 3 træk. Støbejernskedler består af støbte elementer, der spændes sammen og dan-ner hele kedelenheden: selve kedlen inklusive støbegodset mellem kedlens røggas- og vandsider. Støbejern er et korrosionsbestandigt materiale, hvor-for kedeldrift kan foregå ved lav røgtemperatur (kondenserende drift). Stø-bejernskedler anvendes bl.a. til mindre kedelanlæg og til større anlæg op-bygget til kaskadedrift.

Page 15: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 12

Figur 4 Støbejernskedel installeret i blokvarmecentral. Vandrørskedler anvendes primært til produktion af damp og højtryksdamp. I disse kedler befinder vandet sig i rør. Rørene opvarmes af flammen og røggassen (stråling og konvektion).

Figur 5 Gasfyret (vandrørs-)dampkedel til produktion af procesdamp. Der er også udviklet mellemstore specialgaskedler, eksempelvis som vist i efterfølgende figur. Denne kedel har atmosfærisk gasbrænder, og røggas

Page 16: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 13

passerer uden på vandkølede ribberør. Vandindholdet i kedlen er lille og vægten ligeså, hvilket eksempelvis muliggør placering på loft og lignende

Figur 6 Specialgaskedel /9/. De fleste mindre gaskedler er i dag udført som vandrørskedler, ofte forsynet med ribber. Brænderen kan være en specialbrænder, fx en kugleformet over-flade- eller fiberbrænder. Mange mindre kedler har indbygget udetempera-turstyring. 4.2 Stikprøveundersøgelser, kedeltyper

Der er i projektet udført stikprøveundersøgelser vedrørende forekomst af kedeltyper og andet udstyr inden for henholdsvis blokvarmecentraler og fjernvarmecentraler. Hertil er anvendt et standardiseret enslydende spørge-skema (Bilag 1)l. DGC har til dette kortlægningsarbejde fået god hjælp fra i alt ca. 20 fjern-varmeværker (i alt 108 kedler) og fra NESA Varme med hensyn til afdæk-ning af kedeltyper på i alt ca. 13 gasforsynede blokvarmecentraler i Køben-havnsområdet.

Page 17: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 14

4.2.1 Blokvarmecentraler

Der er foretaget besøg på 13 gasfyrede blokvarmcentraler beliggende i Kø-benhavnsområdet, den komplette oversigt over besvarelser vedrørende disse findes som Bilag 2 . Der indgår i alt 26 kedler i registreringen med en (fuldlast-)effekt fra 126-5400 kW. Kedlerne spænder aldersmæssigt jævnt fra 1973 til 2000. Af kedeltyper er kanalrøgrørskedler dominerende (i alt 16). Der er dog regi-streret enkelte vendeflammekedler (4) og 6 støbejernskedler. Af kedelfabri-kater er følgende registreret: • Viesmann (10) • Vølund/Danstoker (8) • Tasso (3) • De Dietrich (3) • Parca Norhammer (2) Ingen af kedlerne er forsynet med afspærringsmulighed for røgslag eller anvender retardere/strips til yderligere sænkning af røggastemperaturen. Ingen af kedlerne i undersøgelsen er udstyret med iltstyring/ilttrim. Blandt brænderne til ovenstående dominerer Weishaupt som fabrikat (23), herudover er anvendt Riello-brændere på 3 af kedlerne. Ingen af kedler-ne/brænderne fungerer som ”on/off”. De fleste brændere er 2- og 3-trins (17), og de øvrige er trinløst modulerende (9). De blokvarmecentraler, der indgår i undersøgelsen, er centraler, der typisk er etableret af boligforeninger eller lignende, og hvor der efterfølgende er blevet installeret kraftvarmforsyning i tilknytning hertil. Kedlernes benyttel-sestid er derfor ikke voldsom høj; gennemsnittet er ca. 500 timer årligt, spændende fra 0 -1500 timer på de enkelte kedler. 4.2.2 Fjernvarmecentraler

Der er modtaget besvarelser på spørgeskema vedrørende kedelbestykning (se Bilag 3) fra i alt 30 fjernvarmeværker. Den komplette oversigt over be-svarelser vedrørende disse findes som Bilag 3.

Page 18: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 15

Der er anført besvarelser for i alt 108 kedler med en (fuldlast-)effekt fra 500 kW til 26 MW. Kedlerne spænder aldersmæssigt fra 1959 til 2001, med en gennemsnitsalder på 16 år. Kanalrøgrørskedler er klart den mest dominerende kedeltype (i alt 101). Der er dog registreret enkelte vendeflammekedler (4) og enkelte, hvor typen ikke er anført. Af kedelfabrikater er følgende registreret: • Danstoker (66) • Vølund/DS (4) • Vølund (6) • Hollensen (10) • Eurotherm (6) • Falkenborg (6) • Aalborg Boilers (3) • DSV (2) • Tuboy (2) • ECO (1) • HETO (1) • Jyden (1) Et begrænset antal af kedlerne (4) er forsynet med afspærringsmulighed for rørslag. En del (19) anvender retardere/strips til yderligere sænkning af røg-gastemperaturen. Ganske mange af kedlerne (54) er udstyret med ekstra røgkøler. I alt 32 af kedlerne på de fjernvarmeværker, der har besvaret spør-geskemaet, er udstyret med iltstyring/ilttrim. Kedlernes årlige benyttelsestid spænder fra 0 og op til 8200 timer, gennem-snittet er ca. 750 timer årligt. Herunder er angivet de brændere, der anvendes, på de nævnte kedler: • Weishaupt (35) • Sacke (17) • EuroTherm (11) • Ray (11) • Zantingh (10) • Puripher (7)

Page 19: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 16

• KB (7) • Aalborg (3) • ELCO (2) • DSV (2) • MAN (2) • Monarch (1) De fleste af brænderne er registreret som fuldmodulerende (102). Nogle få brændere er angivet som 2/3-trins (4), og en enkelt som on/off . For en en-kelt kedel er der ikke anført information om brændertype. De registrerede kedler omfatter både kedler til naturgas, kombikedler/bræn-dere til gas samt olie og kedler, hvorpå der alene anvendes olie som brænd-sel. En enkelt kedel er registreret med biogas. 4.2.3 Kaskadekoblede kedler

I stedet for anvendelse af en eller to større kedler anvendes undertiden så-kaldt kaskadekobling af 2-10 mindre, oftest væghængte, kedler. DGC har forespurgt til forekomsten blandt de førende leverandører af lette, mindre gaskedler i Danmark. Baseret på leverandørernes oplysninger skøn-nes det, at der p.t. er opført ca. 250-300 af sådanne anlæg i Danmark.

Page 20: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 17

5 Emission

5.1 Generelt

Røggassens indhold af forskellige komponenter (røggasemission) kan deles op i brændselsafhængige og procesafhængige komponenter. Emission af komponenterne CO2, H2O samt SO2 er eksempelvis alene brændselsafhængige. Det vil sige, at man ved kendskab til brændselstype og -forbrug på rimelig enkel vis kan regne sig frem til emission. Andre røggaskomponenter er såkaldt procesafhængige, såsom eksempelvis CO, NOx mv. Koncentrationen af disse komponenter er afhængige af for-brændingsprincip og de aktuelle omstændigheder (luftoverskud, opblanding, temperaturer mv.). Fastlæggelse af emission kræver derfor i denne forbin-delse en måling i røggassen. Det vil her være sådan, at en lang række fakto-rer kan spille ind (oftest samtidig) og faktisk trække i hver sin retning, hvad angår indflydelse på en given komponent. Generelt gælder det, at jo varmere og mere intensiv forbrænding, desto mere NOx dannes der. Dog skal der også være overskydende ilt til stede, hvilket der jo også er, da der arbejdes med et vist luftoverskud. Temperaturen af de omgivende flader spiller som nævnt ind. På kedler er de omgivende flader oftest i vidt omfang vandkølede. Kedeloverfladen ind mod fyrrummet kan dog godt have en temperatur, der ligger væsentligt over vandtemperaturen, hvis kedlen har belægning enten på vand- eller røgside eller begge. Kulilte eller kulmonoxid (CO) emission er som regel et udtryk for, at bræn-deren ikke helt fungere så godt som ønskeligt. Høj CO-koncentration an-vendes i flere sammenhænge som en generel indikator for forbrændingens kvalitet. For gaskedler er i Gasreglementet /19/ er - af person- og sikker-hedsgrunde - anført en højeste grænse på 1000 ppm (=0,1 %) i røggassen under specificerede omstændigheder. Gældende praksis er dog ofte, at mon-tører/servicepersonale ikke forlader et anlæg, hvor der under de aktuelle omstændigheder er over 500 ppm CO i røggassen. Der er nu udviklet en indreguleringsmetode /25/, hvor man med hensyntagen til emission samt de aktuelle klimatiske omstædigheder ved indreguleringen sikrer sig, at bræn-deren ikke under normalt forekommende klimatiske ændringer bringes til at overstige nævnte grænseværdi.

Page 21: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 18

Begrænsning af NOx-emission kan findes ved anvendelse af lav-NOx bræn-dere. Princippet i disse kan enten være, at de udnytter trinvis forbrænding (staged combustion) eller røggasrecirkulation (intern eller ekstern recirkula-tion). For mindre brændere har overflade lav-NOx brændere fundet anven-delse. Intet tyder dog på snarligt gennembrud for større brændere med dette princip. Emission kan opgives i forskellige enheder. I denne rapport er de målte værdier efterfølgende omregnet til mg/MJ (mg pr. indfyret MJ brændsel). Ved anvendelse af denne enhed er emissionsværdierne sammenlignelige uanset brændsel og ilt-% i røggassen. 5.2 Tidligere målinger

5.2.1 Litteraturangivelser

I /9/ er angivet emission for kedelanlæg indrettet til og fyret med en række forskellige brændsler. Reference /9/ er fra 1991, men de tilgrundliggende emissisonsdata er fra en udgivelse publiceret i 1988. For kedel/brænder-anlæg fra denne periode er tallene givetvis repræsentative endnu. For anlæg, der er etableret senere, er forventeligt sket en udvikling mod lavere emissi-on. Tabel 2 Emission for kedelanlæg baseret på forskellige brændsler (fra /9/,

1991). For alle angivelser gælder, at disse er før evt. rensning. Brændsel NOx CO UHC (mg/MJ) (mg/MJ) (mg/MJ) Gasfyring 50-100 15-20 0-2 Olie (gas olie) 75-100 15-30 10-30 Olie (svær olie) 140 15-30 15-30 Træ 130 500-3000 <10 Halm 130 500-3000 <10 Kul 200-400 45-200 <10

Den efterfølgende figur (Figur 7) stammer fra et arbejde udført i 1993 /1/. Figuren viser NOx-emissioner fra et antal kedler opstillet i Østrig. Det er DGC’s vurdering, at figuren i en vis udstrækning også kan være repræsenta-tiv for ældre danske kedler.

Page 22: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 19

Figur 7 NOx-emission afbilledet som funktion af kedlernes alder. I forbindelse med samme (/1/) projektarbejde blev en række brænderleve-randører anmodet om at fremkomme med tilbud på brændere til et svensk naturgasfyret dampkedelanlæg, hvor man af hensyn til den svenske NOx-beskatning for større kedelanlæg ønskede at begrænse NOx-emissionen. De tilbudte løsningsforslag gik dels på modificering af de eksisterende brændere, alternativt nye lav-NOx brændere og dels større ombygning med ekstern røggasrecirkulation eller dampinjektion. Der blev modtaget informa-tion fra i alt 9 forskellige leverandører, hvoraf de 6 gav pristilbud for leve-rancen. Den garanterede NOx-emission ved naturgasforbrænding lå mellem 24 og 60 mg/MJ. Budgetprisen (1993) for installation (eller ombygning) på den aktuelle svenske 25 MW kedel var mellem 800.000 og 1900.000 SEK, det vil sige 30-75.000 SEK pr. MW indfyret. Flere af brænderne fandtes også i udgaver til lette og sværere olietyper. Her ligger den garanterede NOx-emission for mange af brænderne typisk en fak-tor 1.5-4 højere. I Tabel 3 og 4 er angivet typiske emissionsdata for målinger udført på flis- og halmfyrede kedler. Emission fra sådanne fastbrændselsfyrede anlæg vil oftest variere mere end for eksempelvis olie- eller gasfyrede anlæg. Angi-velser i nævnte referencer er derfor udtrykt med såvel gennemsnitsværdier

Page 23: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 20

som med et interval for typisk emission. Der kan dog godt forekomme emis-sion, der ligger uden for de angivne typiske variationer. Tabel 3 Emission målt på et antal flisfyrede kedelanlæg iht. /23./ Enhed Typisk værdi Typisk variation

NOx mg/MJ 90 40-140

SOx mg/MJ 15 5-30

Støv, rens. v. multicyklon mg/m3n 300 200-400

Støv, røggaskondensering mg/m3n 50 20-90

Emissionen af CO (kulmonoxid) kan variere noget for flisfyrede anlæg. Ofte er der i Miljøgodkendelsen anvendt en grænseværdi for CO på 0,05 % (sva-rende til 500 ppm), en grænseværdi, der er taget fra bestemmelserne vedrø-rende halmfyrede anlæg. I /23/ anføres det, at ved opstart, vådt brændsel eller usædvanlige driftsfor-hold kan ovenanførte værdi til tider måtte overskrides. Dette bekræftes af den måling på træpillefyret kedelanlæg, DGC har udført i tilknytning til nærværende rapport. Grundet udetemperatur på ca. 10oC arbejdede kedlen intermitterende (5 minutters drift, 20 minutters stilstand). Tabel 4 Emission målt på et antal halmfyrede kedelanlæg iht. /24/.

Målingerne er udført i perioden 1987- 1993. Enhed Typisk værdi Typisk variation

NOx mg/MJ 90 40-150

SOx mg/MJ 75 60-100

CO mg/MJ 600 120-1150

HCl mg/MJ 40 15-80

Partikler (rens. i posefilter) mg/m3n 1) 80 5-200 1) v. 10 % O2

Emissionsværdierne ligger generelt højere end for gasfyrede ked-ler/brændere. Luftvejledningen har separate (højere) grænseværdier for emission fra fastbrændselsfyrede anlæg end for gasfyrede kedelanlæg. 5.2.2 Tidligere DGC-målinger

I Tabel 5 er oplistet en række målinger på kedler udført af DGC i perioden 1989-1996.

Page 24: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 21

Tabel 5 Tidligere DGC-målinger på kedelbrændere (naturgasfyring). Tidligere emissionsmålinger på kedelanlæg

År Brænd-

sel Kedel Brænder Nom kedel

Nom effekt brænder

Indf. Effekt O2 CO NOx UHC

Kilde nr. Andet

kW kW kW % mg/MJ mg/MJ mg/MJ

1989 N-gas Forsøgske-

del Zantingh VBR 10 ca. 600 600 3 3 28 1 7

1989 N-gas Tasso VH

15 Weishaupt 727 429 3.9 3 32 i.m. 1 Kedel 1 590 2.8 10 29 i.m. 1 Kedel 1

1989 N-gas Tasso VH

15 Weishaupt 727 375 3.9 2 31 i.m. 1 Kedel 2 536 4.2 2 31 i.m. 1 Kedel 2

1990 N-gas Hollensen Zanting 15000 1320 6.6 3 34 i.m. 2 5610 3.5 0 33 i.m. 2 14870 1.8 2 44 i.m. 2

1990 N-gas Tasso VH

14 Weishaupt

65/1-D 609 257 6.3 2 39 i.m. 3 Kedel 1 381 4.5 2 37 i.m. 3 Kedel 1

1990 N-gas Tasso VH

14 Weishaupt

65/1-D 609 239 1.2 16 31 i.m. 3 Kedel 2 359 3.2 2 34 i.m. 3 Kedel 2

1990 N-gas Danstok VE-H83 Weishaupt 4650 1206 3.1 1 36 i.m. 4 Kedel 1

4717 4.4 2 39 i.m. 4 Kedel 1 868 4 1 37 i.m. 4 Kedel 2 4653 3.9 2 44 i.m. 4 Kedel 2 890 5.6 1 42 i.m. 4 Kedel 3 4717 2.9 2 43 i.m. 4 Kedel 3

1991 N-gas DS Type

100

Ray Int. PGECN 3

SL 2900 1300-3900 1300 2.0 65 62 0 8 3100 2.1 0 43 0 8

1995 N-gas

HAKA Compact

WT

Weishaupt G7/1-D

ZMA 1000 150-1750 902 1.9 0 33 I.a. 5 Standard,

uden recirk.

150-1750 820 2.0 0 17 I.a. 5

Standard, med eks-

tern recirk.

Weishaupt

NA 150-1750

(?) 820 2.0 0 17 I.a. 5

Med Intern røggas recirk.

1996 N-gas Danstoker

TVB I.a. 3400 I.a. 1870 3.2 1 32 I.m. 6

Rendamax

280 (Integreret) 1066 990 8 3 120 i.m. 6

Atmosfæ-risk bræn-

der

1992 N-gas Danstoker VE-11-80

KB-6000 SM 5815 7000 4850 1.4 6.3 12.5

M. Optinox RPM 7

I.m.: Ikke målt I.a.: Ikke angivet Kildeliste: 1. Måling mindre kedel, Måløv, 1989 5. DGC-måling, lav-NOx-brænder i væksthus, 1995 2. Måling industriel central, 1990 6. DGC-måling, blokvarmecentral, 1996 3. Måling mindre kedel, 1990 7. Avanceret fyringsteknologi for naturgas, 1990 4. DGC-mål., større blokvarmecentral, 1996 8. DGC-måling, væksthus, 1991 Det ses i Tabel 5, at NOx-emissionen for gasblæseluftbrændere ligger mel-lem 28-65 mg/MJ. Der er også målt på en Lav-NOx brænder, denne havde en NOx-emission på ca. 17 mg/MJ ved målingen (1995).

Page 25: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 22

Den sidst oplistede måling i Tabel 5, der udviste en NOx-værdi på 12.5, er en særlig installation, hvor et roterende fugt- (og varme-)overførende hjul opfugter indsugningsluften samtidig med, at der også overføres lidt varme og røggas (= røggasrecirkulation). Som det ses, opnås der hermed ganske lav NOx samtidig med, at indsugningsluft (og derved sluttelig også røggas) opfugtes med vanddamp. Systemet kræver nogen kanalføring og er DGC bekendt kun anvendt på et beskedent (< 5) antal naturgasfyrede kedelanlæg. 5.3 Eksempler på nyere målinger på danske kedelanlæg

5.3.1 Oliefyrede kedler

Projektet har modtaget nyere måledata for en oliefyret kedelcentral med fire oliefyrede kedler. Kedlerne er formentlig ret ens med hensyn til konstrukti-on, og de har alle en fuldlast varmeydelse på ca. 16-30 MW. Der oplyses ikke noget om brænderfabrikat eller specifik oliekvalitet i målerapporten. Ved normaldrift er kedlernes/brændernes reguleringsområde ca. 25-100 % for de tre af kedlerne, mens den fjerde kedel kan arbejde mellem ca. 15-100 % last. Tabel 6 Nyere målinger på varmecentral med oliefyrede kedler. Kedlerne

og de tilhørende brænderes alder/konstruktion er ikke oplyst. Kedel Last % O2% CO

ppm1)

NOx ppm1)

CO mg/MJ

NOx mg/MJ

Kedel 1 25 53

111

8.2 5.2 3.6

0 0 0

106 107 132

0 0 0

85 69 77

Kedel 2 21 50 91

6.5 4.6 3.7

0 0 0

121 108 138

0 0 0

85 67 81

Kedel 3 27 61 87

5.0 3.8 4.8

0 0 0

109 108 116

0 0 0

69 64 73

Kedel 4 13 43 93

9.2 3.6 3.0

0 0 0

150 87

124

0 0 0

130 51 70

1) Volumenandel

Page 26: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 23

5.3.2 Gasfyrede kedler

Projektet har også modtaget eksempler på nyere måleresultater fra en ny-etableret større naturgasfyret varmecentral med et antal nye kedler. Indfyret effekt er på de p.t. opstillede kedler op til ca. 25 MW for hver enkelt kedel. Kedlerne er forsynet med såkaldte kombibrændere, hvor der kan vælges mellem naturgas og let olie (gasolie) som brændsel. De aktuelle kedler kan tilpasse ydelsen fra ca. 15-100 %. Emissionen af NOx ligger for disse kombibrændere generelt ca. 50-100 % højere ved oliefyring end ved naturgasfyring i de aktuelle kedler. I tabellen herunder er angivet NOx-emission ved gasfyring ved yderpunkterne i last-området for de 3 kedler. Tabel 7 Nyere måling på nyetableret varmecentral. Kedlerne (25 MW) er

med kombibrændere (gas/olie). Nedenstående resultater er for gasfyring.

NOx mg/m3n reference

10 % O2

NOx

Omregnet til mg/MJ

Kedel 1 Fuldlast 125 56 Minimumslast (13 %) 31 14

Kedel 2 Fuldlast 124 56 Minimumslast (14 %) 42 19

Kedel 3 Fuldlast 124 56 Minimumslast (13 %) 56 25

Det ses af Tabel 7, at de anvendte kombibrændere ved gasfyring opfylder de senere ikrafttrådte krav i Luftvejledningen til ”eksisterende anlæg” (emissi-onskrav 125 mg/m3n ref. 10 % O2). Nye DGC-målinger DGC har i tilknytning til det aktuelle projekt udført et antal målinger på nogle forskellige naturgasfyrede kedelanlæg. Der er såvel traditionelle røgrørskedler som vendeflammekedler repræsenteret mellem de udvalgte kedelanlæg. De fuldstændige målerapporter er gengivet i Bilag 6, 7 og 8. Herunder gengives i Tabel 8, 9 og 10 i summarisk form de fundne resultater.

Page 27: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 24

Tabel 8 Måleresultater for naturgasfyret traditionel 3.66 MW kanal-røgrørskedel undersøgt i tilknytning til nærværende projekt. Ked-len er fra 1972, og brænderen er en gasblæseluftbrænder med nominel effekt på 5.1 MW.

Kanalrøgrørskedel O2 CO NOx CO NOx

(%)1 (ppm)1 (ppm)1

(mg/MJ) (mg/MJ)

Last 3.2 MW 5.3 1 58 <1 38

Last 2.7 MW 4.3 0 61 <1 37

Last 2.4 MW 4.3 0 60 <1 37

Minimumlast 1.8 MW

6.6 1 61 <1 43

1) Volumenandele NB: UHC-emission er lille i alle lastpunkter < 1.25 mg/MJ (< 7 ppm)

Tabel 9 Måleresultater for naturgasfyret 8.3 MW vendeflammekedelanlæg

undersøgt i tilknytning til nærværende projekt. Vendeflamme

O2 CO NOx CO NOx

(%)1 (ppm)1 (ppm)1 (mg/MJ) (mg/MJ)

100 % last(= 8.3 MW)

2.9 8 89 2.9 50

80 % last 2.3 7 94 2.3 51

50 % last 2.5 4 85 1.3 47

30 % last 7.2 3 66 <1.4 49 1) Volumenandele NB: UHC-emission meget lille i alle lastpunkter < 1.25 mg/MJ (< 7 ppm)

Tabel 10 Måleresultater for naturgasfyret 10 MW kanalrøgrørskedelanlæg

undersøgt i tilknytning til nærværende projekt. Kedlen er fra 1977 (renoveret i 1990), og brænderen er en gasblæseluf industribræn-der.

Kanalrøgrørskedel O2 CO NOx CO NOx (%)1 (ppm)1 (ppm)1 (mg/MJ) (mg/MJ) 100 % last

(= 8.4 MW)2 3 73 1 39

75 % last 4.3 <2 71 <2 43 50 % last 3.4 <2 64 <2 37 1) Volumenandele NB: UHC-emission er lille i alle lastpunkter < 2.7 mg/MJ (< 15 ppm)

Page 28: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 25

6 Miljøkrav, kedelanlæg

6.1 Emissionskrav

Ved revision af Luftvejledningen (2001) og den nyeste udgave heraf /20/, kom der som noget nyt emissionskrav for energianlæg, herunder også for kedler. Luftvejledningen er, som navnet siger, grundlæggende en vejledning til fx kommunale/amtslige tilsyn. I princippet kan tilsynsmyndigheder vælge an-dre grænseværdier, end der står anført heri. Praksis viser, at dette kun sker ganske sjældent. Kravene med hensyn til emission for gasfyrede (naturgas, LPG og biogas) kedler er i henhold til Luftvejledningen /20/ følgende: Gasfyrede kedelanlæg < 120 kW Anlæg med en indfyret effekt under 120 kW: Ingen specifikke krav vedrørende emission til denne størrelse anlæg i Luft-vejledingen. Bestemmelser vedrørende skorstenshøjde mv. skal opfylde Gas- og Byg-ningsreglementets krav hertil. Gasfyrede kedelanlæg med indfyret effekt mellem 120 kW og 5 MW Minimumskrav: Tabel 11 mg/m3n

ref. 10 % O2 Omregnet til

ppm ved 3 % O2

Omregnet til mg/MJ

Nye anlæg NOx 65 51 30 CO 75 98 34

Ældre anlæg NOx 125 99 56

Gasfyrede kedelanlæg med indfyret effekt mellem 5 MW og 50 MW Samme emissionskrav, som anført umiddelbart ovenfor.

Page 29: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 26

Gasfyrede kedelanlæg større end 50 MW For nye anlæg gælder Miljøstyrelsens Bekendtgørelse nr. 689 af 15.10.1990 og Bekendtgørelse nr. 518 af 20.06.1995. For ældre anlæg vurderes individuelt med BAT (Best Available Technolo-gy) princip som udgangspunkt. Andre brændsler For andre brændsler (olie, træ, kul, biomasse, affald mv.) angiver Luftvej-ledningen andre emissionsgrænser end for gas. Grænserne baserer sig i vidt omfang på, hvad der er bedst tilgængelig teknologi for anvendelsen af på-gældende brændsel (BAT - Best Available Technology). For eksempelvis oliefyrede (letolie-)kedler er tilsvarende emissionsgrænseværdier 25 % høje-re for CO og 70-100 % højere for NOx for henholdsvis nye og eksisterende anlæg. 6.2 Sammenligning af miljøkrav og målinger

6.2.1 Sammenligning med ældre DGC-målinger

Sammenlignes de i Afsnit 6.1 anførte krav med de anførte tidligere målinger på danske naturgasfyrede kedelanlæg, udført af DGC og andre, ses det, at langt de fleste af disse vil kunne overholde grænseværdien (NOx) for ”eksi-sterende anlæg”. Mange af de oplistede målinger fra perioden 1989-1996 ligger også ganske tæt på grænseværdien for ”nye anlæg” med hensyn til NOx, og langt de fleste vil kunne overholde CO-grænsen. Der er mere end én brænderleverandør repræsenteret mellem de brændere, der kan - eller er ganske tæt på (dengang) - at kunne overholde de i 2001 ikrafttrådte emissi-onskrav til ”nye anlæg”. Målingen i Tabel 5 er udført i 1995 på en lav-NOx gasblæseluftbrænder. Det ses, at denne i lav-NOx mode (intern eller ekstern røggasrecirkulation) med god margin er i stand til at overholde kravene, der nu gælder for ”nye an-læg”. Den nævnte brænder udnyttede den såkaldt Dry Low NOx-teknik; en teknik, der er blandt de i dag fremherskende (røggasrecirkulation, trinvis forbrænding, overfladebrændere (sidstnævnte anvendes dog fortrinsvis på mindre brændere)).

Page 30: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 27

6.2.2 Sammenligning med indhentede brændertilbud (1993) for større gasfyret dampkedelanlæg

I forbindelse med et projektarbejde omkring et større svensk naturgas- og oliefyret dampkedelanlæg /1/, blev der, som tidligere nævnt, i 1993 indhen-tet tilbud på lav-NOx fyring af den aktuelle svenske 25 MW dampkedel. Der blev modtaget data fra i alt 9 forskellige leverandører, hvoraf alle tilbudte løsninger ville kunne honorere de danske krav pr. 2001 for ”eksisterende anlæg”. Blandt tilbuddene ville også 3 kunne honorere NOx-kravene for ”nye anlæg” i henhold til /20/. To af disse benytter vand- eller dampinjekti-on. Der er ikke angivelser af CO-emissionen i nævnte undersøgelse; når der anvendes vand- eller dampinjektion, kan der måske blive en CO-emission, som overstiger de nugældende regler for ”nye anlæg”. 6.2.3 Sammenligning med nyeste målinger (udført 2002/2003)

For alle de kedler, der er målt på i direkte tilknytning til dette projekt, gæl-der, at de med hensyn til NOx vil være i stand til at honorere emissionskra-vene, som i henhold til /20/ gælder for ”eksisterende anlæg”. Kedelanlæg-gene er tilfældigt udvalgt, og ingen af disse er oplyst monteret brændere, hvor der ved indkøb og indregulering er lagt særlig vægt på lav-NOx emissi-on. Ingen af kedlerne/brænderne vil kunne honorere kravene til ”nye anlæg” dertil er NOx-emissionen ca. 30-60 % for høj. Også de i Tabel 7 oplistede nyere måleresultater fra de 3 større fjernvarme-producerende kedler vil alle lige netop kunne overholde emissionskravet for ”eksisterende anlæg” ved naturgasfyring. Sænkes lasten på disse, mindskes NOx-emissionen. 6.2.4 Kombibrændere

I datamaterialet for nærværende rapport indgår også nyere målinger for olie-fyring på kombibrændere, se Tabel 6. De her målte værdier honorerer alle Luftvejledningens emissionskrav for olie med hensyn til CO og ved fuldlast også med god margin kravene (eksisterende kedler) med hensyn til NOx for oliefyrede anlæg.

Page 31: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 28

7 Referencer /1/ Reduktion af NOx-emission fra naturgasfyrede industrikedler, NGC-

rapport skrevet af Jan de Wit, Ole H. Madsen og Per Pedersen, DGC. /2/ Varmetransmission ved naturgasfyring i kedler og industriovne,

EFP-rapport 1988. DTI, DTU. /3/ Avanceret fyringsteknologi for naturgas, DTU, DTI, DGC, 1990. /4/ Forbrænding, teori og praksis, Polytekniks Forlag (Bind 1 og 2). /5/ Energieffektivisering af større gasfyrede kedelanlæg, del 1 (Varme-

centraler), DGC, 19 93/94. /6/ Energieffektivisering af større gasfyrede kedelanlæg, del 2 (Industri-

elle kedelanlæg), DGC, 1993/94. /7/ Energieffektivisering af større gasfyrede kedelanlæg, del 3 (Miljø-

forhold), DGC, 1993/94. /8/ Håndbog for Maskinmestre (Bind 1), Maskinmestrenes Forening,

1999. /9/ Varmeståbi, Teknisk Forlag/Ingeniøren Bøger, 3. udgave, 2000. /10/ Gasståbi, Teknisk Forlag/Ingeniøren Bøger, 1993. /11/ Indregulering af gasblæseluftbrændere ved varierende driftsforhold,

DGC, Teknisk Note, 1991. /12/ Røggaskøling og brænderstyring på naturgasfyrede blokvarmecen-

traler, DGC, 1997. /13/ Energi- og Miljødata, Leo van Gruijthuijsen, Jan K. Jensen, DGC,

2000. /14/ Baggrundsteknologidatarapport for Energihandlingsplaner. Bilags-

rapport til samme.

Page 32: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport 29

/15/ Industribrænderkatalog, DGC, se www.dgc.dk.

/16/: Statistisk Årbog 2002, Danmarks Statistik. /17/: Energistatistik på www.ens.dk, Energistyrelsen. /18/: Energihåndbogen, Foreningen for Energi & Miljø, 2002. /19/: Gasreglementet, Danmarks Gasmateriel Prøvning, Hellerup

(www.dgp.dk). /20/: Luftvejledningen - begrænsning af luftforurening fra virksomheder, Miljøstyrelsen, Vejledning nr. 2, 2001. /21/: Træ til energiformål, Teknik-Miljø-Økonomi, Videncenter for Halm-

og Flisfyring, 1999. /22/ Artikel: Demonstration af lav-NOx brænder i væksthus, Gasteknik,

1995. /23/ Træ til energiformål, Teknik-Miljø-Økonomi, Videncenter for Halm-

og Flisfyring, 1999. /24/ Nøgletal for emission fra halmfyrede anlæg, Videnblad 61 (revide-

ret) fra Videncenter for Halm- og Flisfyring, 1998. /25/ DGC vejledning nr. 5: Indregulering af gasblæseluftbrændere, større

anlæg. (www.dgc.dk).

Page 33: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 1

BILAG 1 Spørgeskema

Page 34: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 1 Værkets navn : _________________________________ Telefon : __________________ Udfyldt af : __________________ Dato : __________________ ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Kedel Nr. : ____ (Internt nummer på værket) Fabrikat : ____________________ (Står sikkert på mærkeplade) Typebetegnelse : ______________ (Står sikkert på mærkeplade) Årgang : ______________ (Står sikkert på mærkeplade) Nominel Varmeydelse : ______________(kW) (Står sikkert på mærkeplade) Fyrrumsvolumen : ______________ (m3) (Hvis det står på mærkeplade) Kedeltype (sæt kryds) ___ Kanal-røgrørskedel ___ Vendeflammekedel ___ Støbejerns kedel ___ Atmosfærisk kedel (fx Rendamax)

___ Dampkedel ___ Andet, skriv _____________________

Kan enkelte rørslag spærres/bypasses (sæt kryds) : ___ Nej, ____ Ja Anvendes der retardere/strips i rørslag (sæt kryds) ___ Nej,……...____ Ja Har kedlen tilkoblet ekstra røgkøler/economizer (sæt kryds) ___ Nej, ____ Ja Har kedlen tilkoblet iltstyring/ilt-trim (sæt kryds) ___ Nej, ____ Ja Brænder Fabrikat : ____________________ (Står sikkert på mærkeplade) Typebetegnelse : ____________________ (Står sikkert på mærkeplade) Årgang : ____________________ (Står sikkert på mærkeplade) Indfyret effekt (kW) : ____________________ (Står sikkert på mærkeplade) Brændertype (sæt kryds) ___ Modulerende (trinløs last tilpasning) ___ 2 eller 3 trins brænder ___ On/off

___ Andet, skriv _____________________ Brændsel ___ Naturgas ___ Olie (let olie) ___ Olie (Svær Fuel olie) Årlig driftstid (ca. antal timer) ___________ ( Udfyld et skema pr. kedel på værket)

Page 35: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 2

BILAG 2

Stikprøveundersøgelse, mindre varmecentraler (primært blok-varme)

Page 36: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 3

BILAG 3

Stikprøveundersøgelse, fjernvarmecentraler

På omstående sider er anført resultatet af en spørgeskemaundersøgelse vel-villigt besvaret af ca. 30 fjernvarmeværker/forsyningsselskaber. Der er mod-taget besvarelser for lidt over 100 opstillede kedler. Der blev på spørgeskemaet også spurgt om fyrrumsvolumen med det håb, at dette stod anført på mærkeplade. Der er ikke modtaget besvarelser, hvor dette felt er udfyldt. Der optræder en række forkortelser under kedeltype, forklaring herfor er følgende: KR: Kanalrøgrørskedel KR-D: Kanalrøgrørskedel, damp VF: Vendeflammekedel På de efterfølgende sider ses resultatet af de indkomne svar.

Page 37: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 4

BILAG 4

Kedler (større gasfyrede) på det danske marked Nedenfor er i uprioriteret rækkefølge anført de kedelfabrikater, som DGC har kendskab til, eller som har været repræsenteret på danske gasfyrede mel-lemstore eller større kedelinstallationer. Varmtvandskedler (oftest kanalrøgrørskedler) Danstoker (optræder undertiden under nyere navn som Vølund/Danstoker eller ældre navn som fx Dansk Fyrings og stokerkompagni) Hollensen, Loos, EuroTherm, Jysk Varmekedelfabrik, Buderus, Viesmann, Parca Nor-hammer, De Dietrich. Endvidere ses Tasso støbejernskedler samt HETO valsede kanalrøgrørsked-ler. Tårnkedler (stagede pladekedler (kanalrøgrørskedler)) såsom Falkenborg ses også stadig i drift/driftsklare. Atmosfæriske kedler: Rendamax (med og uden kondenserende røgkøler),

Buderus (?). Kaskade: Seriekobling af 3-7 almindelige kedler. Dampkedler: (vandrørskedler): Ålborg Boilers (Ciserv), Tøma/- B&W (produceres nu af Ålborg Boilers (Ciserv)), Danstoker, Hollensen (?), Loos. Brænderleverandører: Blæseluftbrændere: Weishaupt, Electro Oil/Bentone(?), Zanting, Dansk Energi Service (DES), Gastech Energi, Milton A/S, Riello, Ray Int.

Page 38: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 5

BILAG 5 Kedelbestand i DK (Basis + spidslast, uagtet brændsel) Estimat

Energiforbrug i forskellige sektorer Total (netto) Andel til

varme+el El-andel heraf Energiforbrug var-

meprod. PJ % % PJ

Husholdning 190 100 20 152 Handel/-service

80 100 60 32

Produktion 170 50 35 55 Total 440 239

Energiforbru-get

239,25 PJ svarer til 66.511.500.000

kWh

Graddage omregnet til 12°C:

26.789

MW

Virkningsgrad kedler snit: 85 %

Overkapacitet (total DK): 25 %

Samlet installeret kedelef-fekt:

39.396

MW

Heraf udgør småkedelopvarmede huse : Antal Inst. effekt pr. hus

(kW) Samlet MW

Parcel 500.000

15 7.500

Række-, kæde-, dobbelthu-se 80.000

20 1.600

I alt 9.100

Page 39: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 6

BILAG 6

Måling på 9.3 MW gasfyret kedel

Page 40: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 7

BILAG 7

Måling på 3.7 MW ældre gasfyret kedel

Page 41: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 8

BILAG 8

Måling på 8 MW gasfyret vendeflammekedel

Page 42: Emission fra større gasfyrede kedler · som DGC har modtaget for den pågældende opgave. Rekvirenten holder DGC skadesløs for alle tab, udgifter og erstatningskrav, der måtte

DGC-rapport Bilag 9

BILAG 9

Måling på 550 kW træpillefyret kedel