Leitfaden Emissionsüberwachung Luftschadstoffe

Präsentation zum Thema: "Leitfaden Emissionsüberwachung Luftschadstoffe"—  Präsentation transkript:

1 Leitfaden Emissionsüberwachung Luftschadstoffe
(Entwurf) Emissionsüberwachung Luftschadstoffe Kontinuierliche Emissionsüberwachung

2 Kontinuierliche Emissionsmessungen
Gesetzliche Grundlagen: Kontinuierliche Emissionsmessung bei Anlagen die unter den Anwendungsbereich der GD 541/2003 (LCP) fallen Kontinuierliche Emissionsmessung bei Anlagen die unter den Anwendungsbereich der GD 128/2002 (Abfallverbrennung) fallen Kontinuierliche Emissionsmessung bei IPPC-Anlagen (EGO 152/2005), die nicht der LCP Richtlinie 2001/80/EC (GD 541/2003) sowie der Richtlinie zur Verbrennung von Abfällen 2000/76/EC (GD 128/2002) unterliegen Informationsquellen: EN Emissionen aus stationären Quelle – Qualitätssicherung für automatische Messeinrichtungen (2004) Reference Document on the General Principles of Monitoring (July 2003)

3 Messung und Überwachung der Emissionen
Aufgaben der Behörde bei Erteilung einer Genehmigung Festlegung von Genehmigungsauflagen für den Betreiber: - Einrichtung von Messplätzen - Ausstattung der Anlage mit zertifizierter Messtechnik zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung (z.B. NOx, SO2, CO, Staub) sowie der Bezugs- und Betriebsgrößen (z.B. O2 - Gehalt, Temperatur, Abgasvolumen, Feuchtegehalt) und Auswertesysteme - Erstmalige und wiederkehrende Kalibrierung der Messtechnik zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung, Funktionsprüfung der Messgeräte und Auswertesysteme - Durchführung von erstmaliger Einzelmessung und regelmäßiger Wiederholungsmessung bestimmter Schadstoffkomponenten oder Emissionsquellen - Jährliche Berichterstattung zur Emissionsüberwachung

4 Emissionsmessstellen am Schornstein

5 Detailansicht Einhausungen der Emissionsmessstellen vor dem Kühlturm

6 Einhausungen der Emissionsmessstellen am Rauchgaskanal vor dem Kühlturm

7 Kontinuierliche Emissionsmessungen
Kontinuierliche Emissionsmessung bei Anlagen die unter den Anwendungsbereich der GD 541/2003 (LCP) fallen mit einer Feuerungswärmeleistung von > 100 MW (Anhang 3.2) Brennstoff Emission SO2 NO2 Staub fest X flüssig flüssig bei Öl mit bekanntem Schwefelgehalt - flüssig bei REA Erdgas andere Gase Biomasse bei Einhaltung Anhang 3B für SO2

8 Bezugs- bzw. Betriebsgrößen
Kontinuierliche Emissionsmessung bei Anlagen die unter den Anwendungsbereich der GD 541/2003 (LCP) fallen mit einer Feuerungswärmeleistung von > 100 MW (Anhang 3.2) Bezugs- bzw. Betriebsgrößen Volumengehalt an Sauerstoff im Abgas Abgastemperatur Abgasvolumenstrom Wasserdampfgehalt im Abgas Druck Leistung der Anlage Thermoelement LU 2 – O2 Messgerät . Einsatz zertifizierter Meesseinrichtungen!

9 Beispiele für Genehmigungsauflagen
Kontinuierliche Emissionsmessung bei Anlagen die unter den Anwendungsbereich der GD 541/2003 (LCP) fallen Beispiele für Genehmigungsauflagen 1. Kontinuierliche Ermittlung der Emissionsmassenkonzentration - Im gereinigten Abgas der Anlage....an der Quelle müssen die Massenkonzentrationen der Emissionen an a) Gesamtstaub, b) Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid, angegeben als Schwefeldioxid, c) Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid, angegeben als Stickstoffdioxid, e) Kohlenmonoxid (nicht nach LCP-RL gefordert)[2] kontinuierlich ermittelt, registriert und ausgewertet werden. Des Weiteren sind die zur Beurteilung des ordnungsgemäßen Betriebs erforderlichen Betriebsgrößen (Bezugsgrößen) a) Volumengehalt an Sauerstoff (O2) im Abgas, b) Druck, c) Abgastemperaturen an der Schornsteinmündung, d) Abgasvolumenstrom und e) Feuchtegehalt[2]kontinuierlich zu ermitteln, zu registrieren und auszuwerten.

10 Beispiele für Genehmigungsauflagen
Kontinuierliche Emissionsmessung bei Anlagen die unter den Anwendungsbereich der GD 541/2003 (LCP) fallen Beispiele für Genehmigungsauflagen Auswahl von Einrichtungen zur Feststellung der Emissionen - Für die Messungen der kontinuierlich zu ermittelnden Massenkonzentrationen und Bezugsgrößen dürfen nur von der Genehmigungsbehörde als geeignet anerkannte Messeinrichtungen eingesetzt werden. Die Verfügbarkeit der Messeinrichtungen muss mindestens 95 % erreichen. - Die Messeinrichtung für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes müssen eine Verfügbarkeit von 98 % erfüllen. - Zur Auswertung der kontinuierlich zu ermittelnden Messgrößen ist eine als geeignet anerkannte elektronische Auswerteeinrichtung (Messwertrechner) einzubauen und zu betreiben. Die Verfügbarkeit der Auswerteeinrichtung muss mindesten 99 % erreichen. - Die Auswerteeinrichtung soll so beschaffen sein, dass die zuständige Behörde ohne Inanspruchnahme von Bedienpersonal die Emissionsdaten sowie den Jahresausdruck des Vorjahres abrufen kann.

11 Emissionsmesstechnik am RG-Kanal
GM CO - Messgerät OMD 41 - Staubmessgerät Einsatz zertifizierter Meesseinrichtungen!

12 Emissionsmesstechnik am RG-Kanal
Kalibrierstutzen GM 30/2 – SO2 - Messung Einsatz zertifizierter Meesseinrichtungen!

13 Kontinuierlichen Emissionsüberwachung der Anlagen vom Typ I und II mit einer Feuerungswärmeleistung von > 100 MW Die Emissionsgrenzwerte für Anlagen von Typ I und II gelten als eingehalten, wenn die Auswertung der Ergebnisse für die Betriebsstunden innerhalb eines Kalenderjahres ergibt, dass a) keiner der Kalendermonatsmittelwerte die Emissionsgrenzwerte überschreitet und b) im Falle von i) Schwefeldioxid und Staub 97 v.H. aller 48-Stunden-Mittelwerte v.H. der Emissionsgrenzwerte nicht überschreiten; ii) Stickoxid 96 v.H. aller 48-Stunden-Mittelwerte 110 v.H. der Emissionsgrenzwerte nicht überschreiten Die Tagesmittelwerte sind auf Grundlage der gemessenen Stundenmittelwerte und nach Abzug der in der Kalibrierung bestimmten Messunsicherheit zu bestimmen. Die An- und Abfahrzeiten und Zeiten nach Artikel 7 LCP-RL bleiben unberücksichtigt.

14 der Emissionsgrenzwerte nicht übersteigen.
Kontinuierlichen Emissionsüberwachung der Anlagen vom Typ III mit einer Feuerungswärmeleistung von > 100 MW Die Emissionsgrenzwerte für Anlagen von Typ III gelten für die Betriebsstunden innerhalb eines Kalenderjahres als eingehalten, wenn a) kein validierter Tagesmittelwert die Emissionsgrenzwerte übersteigt und b) 95 v.H. aller validierten Stundenmittelwerte über das Jahr gerechnet 200 v.H. der Emissionsgrenzwerte nicht übersteigen. Die An- und Abfahrzeiten und Zeiten nach Artikel 7 LCP-RL bleiben unberücksichtigt.

15 Kontinuierliche Emissionsmessungen
Kontinuierliche Emissionsmessung bei Anlagen die unter den Anwendungsbereich der GD 128/2002 (Abfallverbrennung- und Mitverbrennungsanlagen) fallen (Anhang 3.3) Nach der EGO 128/2002 Anhang II Kapitel 7 sind folgende Emissionen kontinuierlich zu überwachen: Kohlenmoxid (CO) Staub Organisch gebundener Gesamtkohlenstoff (TOC) Chlorwasserstoff (HCl) Fluorwasserstoff (HF) Schwefeldioxid (SO2) Stickstoffoxide (NOx) sowie die Temperatur im Brennraum Bezugsgrößen: Abgas -Temperatur, Abgas -Volumenstrom, Feuchtegehalt und Druck im Abgas Sauerstoffgehalt im Abgas Regelmäßige Messungen für HCl, HF und SO2 können erlaubt sein, wenn Grenzwerte unter keinen Umständen nicht überschritten werden. Einzelmessungen als Ausnahme für: HF (bei ausreichender Reinigung für HCl)

16 Kontinuierliche Emissionsmessungen
Es gibt keine konkreten Vorschriften zur kontinuierlichen Emissionsüberwachung in Artikel 12 (1) der EGO 152/2005 bzw. IPPC-RL Empfehlung: Anwendung von Schwellenwerte für Emissionsmassenströme („Bagatellmassenstrom“ nach TA Luft) ab deren Überschreitung eine kontinuierliche Überwachung erfolgen sollte. (siehe Punkt 5 im Anhang 3.1) Beispiele: Kontinuierliche Emissionsmessung bei IPPC-Anlagen (EGO 152/2005), die nicht der LCP Richtlinie 2001/80/EC (GD 541/2003) sowie der Richtlinie zur Verbrennung von Abfällen 2000/76/EC (GD 128/2002) unterliegen (Anhang 3.1) Schadstoff Bagatellmassenstrom Staub > 3 kg/h Fluorwasserstoff 0,3 kg/h Kohlenmonoxid 5 kg/h

17 Beispiele für Genehmigungsauflagen (siehe hierzu Anhang 3.1)
Kontinuierliche Emissionsmessung bei IPPC-Anlagen, die nicht der GD 541/2003 (LCP) sowie der GD 128/2002 (Abfallverbrennung/Mitverbrennung) unterliegen (Anhang 3.1) Beispiele für Genehmigungsauflagen (siehe hierzu Anhang 3.1) Messplatz Für die Durchführung der kontinuierlichen Messungen und Einzelmessungen sind im Einvernehmen mit einer amtlich bekanntgegebenen Messstelle ein geeigneter Messplatz und Probenahmestellen einzurichten. Kontinuierliche Messungen Im gereinigten Abgas der Emissionsquelle ist die Massenkonzentration an - ...., , , kontinuierlich zu ermitteln, aufzuzeichnen und auszuwerten. Des Weiteren sind die zur Beurteilung des ordnungsgemäßen Betriebes erforderlichen Bezugsgrößen - Sauerstoffgehalt im Abgas - Abgastemperatur an der Schornsteinmündung - Abgasvolumenstrom - Anlagenleistung kontinuierlich zu ermitteln, zu registrieren und auszuwerten

18 Beispiele für Genehmigungsauflagen (siehe hierzu Anhang 3.1)
Kontinuierliche Emissionsmessung bei IPPC-Anlagen, die nicht der GD 541/2003 (LCP) sowie der GD 128/2002 (Abfallverbrennung/Mitverbrennung) unterliegen (Anhang 3.1) Beispiele für Genehmigungsauflagen (siehe hierzu Anhang 3.1) Kontinuierliche Messungen Für die kontinuierlichen Messungen dürfen nur als geeignet anerkannte Messeinrichtungen eingesetzt werden. Zur Auswertung der kontinuierlich zu ermittelnden Messgrößen ist eine als geeignet anerkannte elektronische Auswerteeinrichtung (Messwertrechner) einzubauen und zu betreiben. Es ist für die regelmäßige Überprüfung der Mess- und Auswerteeinrichtungen ein Wartungsvertrag abzuschließen. Der Ausfall von kontinuierlichen Messeinrichtungen bzw. des Messwertrechners ist der Überwachungsbehörde unverzüglich mitzuteilen. Spätestens 4 Wochen vor Inbetriebnahme der Anlage ist der Überwachungsbehörde ein Konzept über die detaillierte Art und Weise der Parametrierung des Messwertrechners zur Zustimmung vorzulegen.

19 Beispiele für Genehmigungsauflagen (siehe hierzu Anhang 3.1)
Kontinuierliche Emissionsmessung bei IPPC-Anlagen, die nicht der GD 541/2003 (LCP) sowie der GD 128/2002 (Abfallverbrennung/Mitverbrennung) unterliegen Beispiele für Genehmigungsauflagen (siehe hierzu Anhang 3.1) Kalibrierung und Funktionsprüfung der Einrichtungen zur kontinuierlichen Feststellung der Emissionen Die Messeinrichtungen die zur kontinuierlichen Feststellung der Emissionen eingesetzt werden, sind durch eine Kalibrierstelle kalibrieren zu lassen. Die Kalibrierung ist nach der EN durchzuführen Bei einer wesentlichen Änderung in der Betriebsweise der Anlage oder der Messeinrichtung, im Übrigen im Abstand von 3 Jahren, ist die Kalibrierung wiederholen zu lassen. Die Funktionsprüfung der Einrichtung zur kontinuierlichen Feststellung der Emissionen ist jährlich durch eine Kalibrierstelle wiederholen zu lassen. Über das Ergebnis der Kalibrierung und Funktionsfähigkeitsprüfung ist ein Bericht zu erstellen. Die Berichte über die Kalibrierung sowie über die Funktionsfähigkeitsprüfung der Messeinrichtungen sind vom Betreiber der Überwachungsbehörde jeweils spätestens zwölf Wochen nach Kalibrierung vorzulegen.

20 Emissionsmessung am RG-Kanal
Stutzen zum Anschluss von Kalibriermesstechnik Thermoelement Kalibrierstutzen LU 2 – O2 Messgerät GM 30/2 – SO2-/NOX-Messgerät Einsatz zertifizierter Meesseinrichtungen!

21 Beispiele für Genehmigungsauflagen (siehe hierzu Anhang 3.1)
Kontinuierliche Emissionsmessung bei IPPC-Anlagen, die nicht der GD 541/2003 (LCP) sowie der GD 128/2002 (Abfallverbrennung/Mitverbrennung) unterliegen Beispiele für Genehmigungsauflagen (siehe hierzu Anhang 3.1) Auswertung und Beurteilung der Messergebnisse Aus den Messwerten gemäß Auflage... ist für jede aufeinander folgende halbe Stunde der Halbstundenmittelwert zu bilden. Die Halbstundenmittelwerte sind auf die jeweilige Bezugsgröße umzurechnen und mit den dazugehörigen Statussignalen zu speichern. Aus den Halbstundenmittelwerten ist für jeden Tag der Tagesmittelwert, bezogen auf die tägliche Betriebszeit, zu bilden. Aus den normierten Mittelwerten sind durch Abzug der bei der Kalibrierung bestimmten Messunsicherheit validierten Mittelwerte zu bestimmen. Die Emissionswerte gemäß Auflage .... gelten als eingehalten, wenn die Auswertung der Messwerte für die Betriebsstunden ergibt, dass a) kein validierter Tagesmittelwerte die festgelegte Massenkonzentration und b) kein validierter Halbstundenmittelwerte das 2-fache der festgelegten Massenkonzentration nicht überschreiten.

22 Auswertegeräte Emissionsmessung
Zusätzliche Anforderungen an Emissionsdatenfernübertragungssysteme

23 Systemarbeitsplatz Emissionsauswertung D – EMS 2000

24 Die Überwachungsbehörde prüft die Berichte
Funktionsprüfung und Kalibrierung automatischer Emissionsmesseinrichtungen (Anhang 3.10) Beispiel Auflagen aus einer Genehmigung: Die Messeinrichtungen die zur kontinuierlichen Feststellung der Emissionen eingesetzt werden, sind durch eine Kalibrierstelle kalibrieren zu lassen. Die Kalibrierung ist nach der EN durchzuführen Die Funktionsprüfung der Einrichtung zur kontinuierlichen Feststellung der Emissionen ist jährlich durch eine Kalibrierstelle wiederholen zu lassen. Über das Ergebnis der Kalibrierung und Funktionsfähigkeitsprüfung ist ein Bericht zu erstellen. Die Berichte über die Kalibrierung sowie über die Funktionsfähigkeits- prüfung der Messeinrichtungen sind vom Betreiber der Überwachungsbehörde jeweils spätestens zwölf Wochen nach Kalibrierung vorzulegen. Die Überwachungsbehörde prüft die Berichte

25 Bericht über die Funktionsprüfung und Kalibrierung
Die Kalibrierstelle ist für die Durchführung der Prüfungen und für die Abfassung der Berichtes verantwortlich. Inhalt eines Berichtes (siehe hierzu Muster im Anhang 3.10) Formulierung der Messaufgabe Beschreibung der Anlage, gehandhabte Stoffe Beschreibung der automatischen Messeinrichtung (AMS) für die zu messenden Emissionen (z.B. SO2, NOx, CO, Staub) und der elektronischen Auswerteeinrichtung Probenahmestellen für die Vergleichsmessung (z.B. SO2, NOx, CO, Staub) Messverfahren für die Vergleichmessung für jede Emission die zu messen ist (z.B. SO2, NOx, CO, Staub) Funktionsprüfung der AMS für jede Emission, die zu messen ist Ermittlung der Kalibrierfunktion und Validierung der AMS Betriebszustand der Anlage während der Vergleichsmessungen Jährliche Funktionsprüfung der elektronischen Auswerteeinrichtung Zusammenfassung der Ergebnisse Anhang

26 Bericht über die Funktionsprüfung und Kalibrierung
Empfehlung: Terminverfolgung für Funktionsprüfungen und Kalibrierungen im Verantwortungsbereich der Überwachungsbehörde Form und Inhalt soll den Vorgaben entsprechen (z.B. VDI 3950, Anhang C Ausgabe Dezember 2006) Wurden alle gemäß der Genehmigung kontinuierlich zu messenden Parameter (Emissionen und Bezugsgrößen) erfasst? Ist die Beschreibung der Anlage, gehandhabte Stoffe richtig und vollständig? Sind die Einrichtungen zur Verminderung der Emissionen beschrieben? Wurden alle Messobjekte von der Funktionsprüfung und Kalibrierung erfasst? Wurde der Betriebszustand der Anlage während der Vergleichsmessungen nachvollziehbar angegeben? Wurde die jährliche Funktionsprüfung der elektronischen Auswerteeinrichtung durchgeführt. Gibt es in der Zusammenfassung der Ergebnisse Besonderheiten? Auswertung eines Berichtes über die Funktionsprüfung und Kalibrierung

27 Beispiel für die Beschreibung der Einrichtungen zur Emissionsminderung
Elektrofilter – Technische Angaben Hersteller: Baujahr: Typ: / F2 – 3,5 x 6 – 10 Bauart: Trocken-Elektrofilter Anzahl der Felder: 3 Felder, 10 Gassen Art der Elektrodenabreinigung: 2 Felder mechanisch, 1 elektrisch Klopfzeiten und Pausen für Niederschlagsplatten und Sprühdrähte: keine Angaben Effektive Niederschlagsfläche: m2 Wanderungsgeschwindigkeit: 1,19 m/s Kennwerte der Filterspannungsregelung: Sekundärspannung 85KV einphasig, Sekundärstrom 500 mA arithmet., 700mA eff. Letzte Wartung des Elektrofilters März 2006 Art des Staubaustrages: Zellenradschleuse Garantiebedingungen des Herstellers: - Abscheidegrad / Reststaubgehalt: 96% / 20 mg/m3 max. - Abgastemperatur: ° C - Abgasfeuchte: Wassergehalt im Brennstoff 10 % - Rohgasstaubgehalt: 0,5 g/m3

28 Beschreibung des Betriebszustandes der Anlage während der
Vergleichsmessung (Dampfkesselanlage) Beispiel: „Die Vergleichsmessung wurde im Bereich der Volllast des Kessels durchgeführt: - Dampfmenge: ca. 22 t/h (max. möglich: 23 t/h) - elektrische Leistung: 5.5 MW Andere Laststufen sind im Normalbetrieb der Anlage nicht vorgesehen. Die Variation der Messobjektkonzentration erfogte über die Änderung der Luftverhältnisse am Rost; die Anlage wurde zum Zeitpunkt der Kalibrierung hinsichtlich der Luftverhältnisse optimiert. Eine Beeinflussung des Abscheidegrades des Elektrofilters ist nicht möglich, da kein Eingriff in die Steuerung vorgesehen ist.“

29 Behörde kann Festlegungen zum Betrieb der Anlage treffen
Zusammenfassung der Ergebnisse der Funktionsprüfung der AMS 1 Jährliche Funktionsprüfung der AMS 1.1 Funktionskontrolle 1.2 Überprüfung der Gültigkeit der Kalibrierfunktion 1.3 Überprüfung der Variabilität 2 Ergebnisse der Kalibrierung und Plausibilitätsprüfung der Kalibrierung (Darstellung in Tabellenform) 3 Ergebnisse der Prüfung des elektronischen Auswertesystems Zu den einzelnen Prüffeldern sollte die Kalibrierstelle ggf. Maßnahmen vorschlagen. Behörde kann Festlegungen zum Betrieb der Anlage treffen