10. Workshop Krematorium in Göttingen Mindestanforderungen für Emissionsauswerterechner entsprechend BEP

Transkript

1 10. Workshop Krematorium in Göttingen Mindestanforderungen für Emissionsauswerterechner entsprechend BEP Dipl.-Ing. Stefan Gamaleja

2 Gesetzliche Grundlagen in Deutschland 1 Anforderungen an Emissionsauswertesysteme 2 3 Definition der Klassen Rundung von Mittelwerten, Jahresmittelwerte und Jahresgrenzwerte 4 EN QAL / Gültigkeit der Kalibrierkurve

3 Gesetzliche Grundlagen in Deutschland 1 Anforderungen an Emissionsauswertesysteme 2 3 Definition der Klassen Rundung von Mittelwerten, Jahresmittelwerte und Jahresgrenzwerte 4 EN QAL / Gültigkeit der Kalibrierkurve

4 Grundlegende Neuerungen in den novellierten Verordnungen und Mindestanforderungen für elektronische Auswerteeinrichtungen Die validierten Mittelwerte werden am Ende des Integrationsintervalles aus den Integralwerten des Rohmesswertes nach entsprechender Normierung und nach Abzug der bei der Kalibrierung ermittelten Messunsicherheit (Konfidenzintervall) bestimmt und anschließend gemäß der aktuellen Klassierungsvorschrift nach DIN 1333 gerundet. Bei redundanten Systemen (zweites, unabhängiges und räumlich getrenntes Aufzeichnungssystem für Daten) kann auf den täglichen Protokollausdruck verzichtet werden. Bei redundanten Systemen kann auf die Rohwerteschreiber verzichtet werden, wenn die elektronische Erfassung eine Mittelung von 5 Sek. nicht überschreitet. Die Verfügbarkeit der Auswerteeinrichtung muss mindestens 99% betragen. Auswertesysteme sind mit einer Funkuhr DCF 77 auszurüsten und täglich abzugleichen. Auswerteeinrichtungen dürfen ausschließlich für die Belange der Emissionsüberwachung und -datenfernübertragung genutzt werden Validierte Mittelwerte außerhalb des gültigen Kalibrierbereiches (Nr. 6.5 DIN EN 14181) sind mit dem zugehörigen Zeitpunkt und mit Status abzuspeichern

5 Mess-/ Auswerteeinrichtungen Entsprechend dem Stand der Technik Messung und Kalibrierung entsprechend EN14181 Kalibrierpflicht für die Messeinrichtungen - alle drei Jahre (Dauer: 3 Tage) - jährliche Überprüfung (Dauer: 1 Tag) - bei häufigem Überschreiten des gültigen Kalibrierbereiches Auswertung gemäß Mindestanforderungen Verfügbarkeit der Systeme - Schadstoffanalysatoren 95% (Betriebszeit) - Sauerstoffanalysatoren 98% (Betriebszeit) - Emissionsauswertesysteme 99% (Jahreszeit)

6 Auswertung für Anlagen gemäß 27. BImSchV

7 Gesetzliche Grundlagen in Deutschland 1 Anforderungen an Emissionsauswertesysteme 2 3 Definition der Klassen Rundung von Mittelwerten, Jahresmittelwerte und Jahresgrenzwerte 4 EN QAL / Gültigkeit der Kalibrierkurve

8 Emissionsauswertung nach überarbeiteter Bundeseinheitlicher Praxis (aktuelle Klassierungsvorschrift)

9 Schadstoffbewertung gem. deutschen Mindestanforderungen Temp 400 K O 2 CO Integration 60min Integration 60min Integration 30min 10 mg/m³ 8 Vol-% K=10 21-O 2B Validation [QAL2] 18,4 mg/nm³ 16,4 mg/nm³ -2 mg/m³ Konzentration SMW Rundung 16 mg/nm³ Klass. Anzahl +1 CO content Dust Dust Class Class limite content Class Class limite Klass Klass.Werte mg/nm³ Der Integralwert wird validiert indem der bei der Kalibrierung ermittelte Vertrauensbereich (Konfidenzinterval bei 95%, QAL 2) vom Messwert subtrahiert wird. Das Ergebnis wird nach TA-Luft gemäß DIN 1333 gerundet. S. S14 Grenzwert

10

11 Klassierung (Schwerpunkte) M 01 M 02 M 03 M 04 M 05 M 06 M 07 M 08 M 09 M 10 M 11 M 12 M 13 M 14 M 15 M 16 M 17 M 18 M 19 M 20 S 01 Mittelwerte Null EGW >EGW Sonderklassen S 01 > GW S 02 < 2/3 keine Klassierung in M1-M20, S1, neu: keine Klassierung in S4, S5, S7, S14 S 03 mit Ersatzwerten S 04 Störung S 05 Wartung S 06 in Betrieb S 07 nicht verwertbare Integrale z.b. An-/Abfahren der Anlage S 08 unplausibel Werte S 09 ungültige Kalibrierkurve (Halbstunden pro Woche) S 10 ungültige Kalibrierkurve (Wochenanzahl) S 11 Ausfall Abgasreinigung ARE S 14 An- / Abfahren F1 Anzahl der Klassierungen Staub < GW TNBZ 1 > Mindesttemperatur TNBZ 2 < Mindesttemperatur TNBZ 3 Ausfall der Messeinrichtung TNBZ U Zeitdauer der Temperaturunterschreitungen

12 Gesetzliche Grundlagen in Deutschland 1 Anforderungen an Emissionsauswertesysteme 2 3 Definition der Klassen Rundung von Mittelwerten, Jahresmittelwerte und Jahresgrenzwerte 4 EN QAL / Gültigkeit der Kalibrierkurve

13 Rundung von Mittelwerten und Festlegung der Klassengrenzen TA-Luft 2.9 Rundung: Soweit Zahlenwerte zur Beurteilung von Immissionen oder Emissionen (z.b. Immissionswerte, Zusatzbelastungswerte, Irrelevanzwerte, Emissionswerte) zu überprüfen sind, sind die entsprechenden Mess und Rechengrößen mit einer Dezimalstelle mehr als der Zahlenwert zur Beurteilung zu ermitteln. Das Endergebnis ist in der letzten Dezimalstelle nach Nummer der DIN 1333 (Ausgabe Februar 1992) zu runden sowie in der gleichen Einheit und mit der gleichen Stellenzahl wie der Zahlenwert anzugeben.

14 Rundung von Mittelwerten Beispiel : Bonus ~ + 10% GW = 0,05 (Hg 17. BImSchV); validierter Mittelwert = 0, Rundungsschritt 1 Streichung nicht relevanter Stellen auf eine Stelle mehr als der Zahlenwert des Grenzwertes 0,054 -Rundungsschritt 2 Unterschied Auswertung Alt - Neu : Rundung der letzten Dezimalstelle gemäß DIN , ,005 = 0,059 --> Ergebnis = 0,05 Klasse M20 Alt: validierter Messwert 100,34 mg/nm³ bei GW 100 mg/nm³ S1 Überschreitung!! Neu: validierter Messwert 100,34 mg/nm³ bei GW 100 mg/nm³ M20 im erlaubten Bereich!! Beispiel : GW = 20 (TA Luft); validierter Mittelwert = 40,499 -Rundungsschritt 1 Streichung nicht relevanter Stellen auf eine Stelle mehr 40,4 -Rundungsschritt 2 Rundung gemäß DIN ,4 + 0,5 = 40,9 Ergebnis = 40 Klasse M20 Bonus ~ + 1,25%

15 Gesetzliche Grundlagen in Deutschland 1 Anforderungen an Emissionsauswertesysteme 2 3 Definition der Klassen Rundung von Mittelwerten, Jahresmittelwerte und Jahresgrenzwerte 4 EN QAL / Gültigkeit der Kalibrierkurve

16 EN Qualitätssicherung für automatische Messeinrichtungen Beeinflusst durch: VDI 2066/3950, ISO North American (RATA) requirements Voraussetzungen: Geeignete Messgeräte Vergleichbare Messgeräte Fehlerfreie Installation Permanente Qualitätssicherung während des Anlagenbetriebes

17 EN (vereinfacht) Eignungsprüfung Installation Kalibrierung Jährliche Prüfung QAL 3 QAL 1 QAL 2 AST

18 QAL 1 Eignungsprüfung der Gerätetechnik QAL 1 spezifiziert die Eignung eines Messgerätes durch Berechnung der Gesamtmessunsicherheit nach EN ISO vor Installation - Standardabweichung - Linearitätsabweichung - Reproduzierbarkeit - Drift - Temperaturabhängigkeit - Betriebsspannungseinflüsse TÜV-Eignungsprüfung - Querempfindlichkeit - Ansprechverhalten - Antwortzeiten - Messgeräteausführung

19 QAL 2 Prüfung zur Installation/ Kalibrierung Auswahl des Messortes (Messstellengutachten) Ordnungsgemäßer Einbau des Messgerätes Korrekte Wahl des Messbereiches Kalibrierung des Gerätes unter Nutzung der Standard-Referenz- Methode (min. 15 Messpunkte an 3 aufeinander folgenden Tagen Bestimmung der Kalibrierkurve oder Kurven bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen (Brennstoffe, Last, etc.) Berechnung der Schwankungsbreite als σ bei 95%, - Konfidenzintervall Prüfungswiederholung nach jeweils 3 Jahren

20 QAL 3 Kontinuierliche Überwachung Permanente Qualitätssicherung während des Anlagenbetriebes Sicherung des zuverlässigen und korrekten Betriebes der Messeinrichtung (Wartungsnachweise) Regelmäßige Kontrollen - Nullpunkt, Messbereich, Drift - Bestimmung von Drift und Genauigkeit (Cusum Karte) - Erkennung/ Festlegung wenn für das Messgerät Herstellerwartung notwendig wird. Überprüfung der QAL3-Ergebnisse aus den kontinuierlichen Kontrollen der Analysengeräte im Rahmen der jährlichen Überprüfung (AST)

21 D-EMS 2000 QAL EN Elan/ Modbus Analoysatordaten, Analysenwerte, Diagnosewerte, Werte AE/AA, Status DE/DA, Driften, Präzisionen, Statusinformationen, MODBUS/ TCP/IP Analog/ binär Komplette Dokumentation des AMS gem. EN Pkt.9, Anhang D Eingabe Basiswerte des AMS (z. Bsp. QAL1: S AMS, Null- und Referenzpunkt) Einträge in CUSUM-Regelkarten (automatisiert und/ oder händisch) Ergebnisdarstellungen (Präzision und Drift bei Null- und Referenzpunkt) Speicherung in separater Datenbank Aktuelle und historische Darstellung in Charts Programm im offline Modus benutzbar

22 Modul D-EMS 2000 QAL zur Erfüllung EN Erfassung, Bewertung und Dokumentation von Drift und Präzision gemäß QAL3 der EN Automatische Erfassung - Manuelle Dateneingabe Darstellung der Ergebnisse - Datenbank mit grafischer Darstellung über die Zeit - Erstellung und Ausdruck der CUSUM-Charts Komplette Dokumentenverwaltung für die AMS gemäß EN Pkt. 9 Anlage D - Wartungsaktivitäten, Personalqualifikation - Information über die Gerätetechnik - Wartungs- und Bedienungsanleitungen - Ergebnisse Kalibrierung etc.

23

24 Historisches Liniendiagramm für CUSUM/ Shewhart Berechnungen Cusum Statistik Shewhart Statistik

25 AST Jährliche Überprüfung Bestätigung QAL 2 jährlich Nachweis der Gültigkeit der Kalibrierkurve - Kleiner Funktionstest - Kalibrierung durch 5 Parallelmessungen QAL 2 ist zu wiederholen, falls AST negativ

26 QAL3 im D-EMS 2000 CEN TC264 WI Annex A QAL3 procedure The result of the QAL3 procedure must be stored and kept in the DAHS non volatile storage, and be reported together with emission data

27 Gültigkeit der Kalibrierkurve 100 Staub [ mg/m 3] Gültiger Kalibrierbereich ^ Y smax +10% Extrapolation 25 0 ^ Y s ma Eine vollständig neue Kalibrierung (QAL2) ist innerhalb von sechs Monaten durchzuführen, mitzuteilen und umzusetzen, falls eines der folgenden Ereignisse eintritt: mehr als 5 % der Messwerte, die innerhalb einer Woche (Montag bis Sonntag) als normierte kalibrierte Werte berechnet werden, liegen zwischen zwei jährlichen Funktionsprüfungen (AST) für mehr als fünf Wochen außerhalb des gültigen Kalibrierbereiches; mehr als 40 % der Messwerte der AMS, die für die so festgelegte Woche berechnet werden, liegen für eine oder mehrere Wochen außerhalb des gültigen Kalibrierbereiches.

28 Gültigkeit der Kalibrierfunktion gem. Festlegungen des LAI vom November 2008 Regelung unter Berücksichtigung der realen Betriebszeit der Anlage: Fall A Betriebszeit 168 Std. 1 Woche (Montag 0:00 Uhr bis Sonntag 24:00 Uhr) => 7*24 SMW= 168 SMW = 100% > 5% => 9 SMW außer Kalibrierbereich => Neukalibrierung, wenn > 5 Wochen pro Jahr >40% => 68 SMW außer Kalibrierbereich => Neukalibrierung Fall B Betriebszeit 2 Std. 1 Woche (Montag 0:00 Uhr bis Sonntag 24:00 Uhr) => 2 SME = 100% > 5% => 1 SMW außer Kalibrierbereich => Neukalibrierung, da 40% überschritten >40% => 1 SMW außer Kalibrierbereich => Neukalibrierung NEU, aber noch nicht reguliert! Bei nicht kontinuierlich arbeitenden überwachungspflichtigen Anlagen können zur Komplettierung der Wochenbetriebsstunden historische Werte zur Komplettierung bis 168 Std. herangezogen werden.