dobra praktyka
Monitoring emisji spalin w praktyce
Instalacja przepływomierzy w  Elektrociepłownie Wybrzeże S.A.
Wcielony w życie system handlu uprawnieniami do emisji spalin (sprzedaż nadwyżek uprawnień do emisji CO2
zapoczątkowany z dniem 1 stycznia 2005 r. wraz z wejściem w życie dyrektywy 2003/87/WE Parlamentu i Rady
Europy) daje możliwość uzyskania przychodu dla firm zajmujących się produkcją energii elektrycznej. Aby jed-
nak do tego doszło, zainteresowana spółka zobligowana jest, zgodnie z wymaganiami prawnymi w zakresie
czystości powietrza, do ciągłego monitoringu emisji pyłowo-gazowych. Nieodzownym procesem monitoringu
emisji jest pomiar przepływu spalin w kominach bądz
kanałach.
wadzeniu do systemu pomiarowego) oraz
Słowem wstępu Problem do rozwiązania
poprawienie skuteczności i dokładności
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Mocno nieregularny profil przepływu, prognoz emisyjnych przez otrzymanie war-
Środowiska z dnia 23 grudnia 2004 r.  niestabilne prądy gazu oraz występują- tości jednogodzinowych.
w sprawie wymagań w zakresie prowadze- ce cząstki stałe w kominach lub kanałach
Z pomocą przyszły termiki
nia pomiarów wielkości emisji w środowi- dolotowych do kominów mogą stanowić
sku (Dz. U Nr 283, poz. 2842), nasz Klient poważną przeszkodę dla przepływomierzy Rozpoczynając opracowywanie oferty,
 Elektrociepłownie Wybrzeże S.A.  zobo- jednopunktowych oraz ultradz
więkowych. na każdym etapie prac projektowych, wraz
wiązany jest do wykonywania ciągłych po- Bardzo często głównym problemem dla pre- ze wszystkimi niezbędnymi wyliczeniami,
miarów emisji zanieczyszczeń. cyzyjnego pomiaru standardowym przepły- przedstawialiśmy koncepcję w postaci ry-
Stały monitoring emisji zanieczyszczeń, womierzem są ograniczone odcinki proste, sunku lub szkicu zabudowy przepływomierzy
prócz korzyści płynących z rozliczeń, jest które jak wiemy są jednym z warunków wy- w istniejącym kanale bądz
kominie. Chcieli-
także niezbędny do prowadzenia optyma- maganych przy dokładnym pomiarze jedno- śmy bowiem aby przedstawiciele naszego
lizacji oraz regulacji procesów spalania punktowym. Rozpatrując kanały spalin lub Klienta mieli od samego początku jasność co
i pracy elektrofiltrów oraz redukcji tlenków kominy, których średnice przekraczają 3000 do poszczególnych elementów układu oraz
azotu. Typowy układ ciągłego monitoringu mm, wymagane odcinki proste stają się już zakresu koniecznych do wykonania prac.
emisji spalin składa się z: tylko nieosiągalnym marzeniem. W oparciu o analizę warunków w ja-
" analizatora mierzącego m.in.: SO2, NO , Kolejnym utrudnieniem występującym kich prowadzony jest pomiar, przedstawi-
x
CO, CO2,parę wodną i inne, podczas pomiaru spalin jest znaczne zapy- ciele elektrociepłowni zdecydowali się na
" tlenomierza, lenie. Pył transportowany wraz ze strumie- zakup przepływomierzy termicznych firmy
" pyłomierza do pomiaru stężeń pyłu, niem spalin zatyka lub odkłada się bowiem FCI. Urządzenia miały być przeznaczone
" przepływomierza mierzącego strumień na wszelkich elementach pomiarowych sta- do pomiaru strumienia spalin na kominie
spalin, nowiących dlań przeszkodę. E1 o średnicy wewnętrznej 5500 mm, ka-
" komputera systemowego z magistralÄ… Wszystkie te niekorzystne warunki naÅ‚ach dolotowych K7 (2510×3520mm), K9
i analizÄ… danych. generowaÅ‚y brak wystarczajÄ…cej dokÅ‚ad- (2465×3510mm), K10 lewym i prawym (oba
Jednym z elementów systemu monito- noÅ›ci pomiarowej oraz problemy z wy- 2510×1750mm) do komina E2 oraz dwóch
ringu jest układ mierzący przepływ spalin konywaniem pomiaru przy stosowaniu przewodach spalinowych w kominie wielo-
wydostajÄ…cych siÄ™ do atmosfery. Dotych- metody ultradz
więkowej (szczególnie przy przewodowym  P3 i P4 o średnicach we-
czas, typowym rozwiązaniem stosowanym minimalnym przepływie). Specjaliści z Elek- wnętrznych 3400 mm.
w układzie ciągłego monitoringu emisji spa- trociepłowni Wybrzeże S.A. zdecydowali Ilość czujników w każdym z punktów
lin była obliczeniowa metoda wyznaczania się więc poszukać lepszego rozwiązania. pomiarowych została wyznaczona w opar-
strumienia objętości spalin lub stosowanie Podstawowymi celami stawianymi nowej ciu o program doboru oraz doświadczenie
przepływomierzy ultradz
więkowych. Wraz instalacji pomiarowej, poza rozwiązaniem nasze i partnerów z FCI. Po wizji
z uzyskaniem przez przepływomierze MT91 przytaczanych problemów, były: zmniejsze- lokalnej stwierdzono, że w ko-
firmy FCI certyfikatu QAL-1 (zgodność z nor- nie ryzyka przekroczeń dopuszczalnej emi- minach zabudowane zostaną
mami EN 15267-1:2009, EN 15267-2:2009, sji, uzyskanie wyników emisji zanieczysz- przepływomierze 6 punktowe
EN 15267-3:2007 oraz EN 14181:2004), poja- czeń on-line (przed modernizacją układu (3 sondy z dwoma czujnikami),
wiła się możliwość wykonywania pomiarów pomiarowego wyniki otrzymywane były a w kanały zostaną wsunięte
z lepszą dokładnością i powtarzalnością. najwcześniej po 24 godzinach  po wpro- sondy 4 lub 3 punktowe two-
W niektórych przypadkach zastosowanie rząc przepływomierze 8 lub
przepływomierza MT91 pozwala na wyko- 12 punktowe. Większa ilość
nanie pomiaru w miejscach, w których nie czujników zdecydowanie po-
ma możliwości użycia innych urządzeń po- lepsza dokładność pomiarową,
miarowych. niweluje problemy zwiÄ…zane
Pierwszą w Polsce firmą, która skorzy- z niewielkimi odcinkami pro-
stała z tej możliwości była spółka Elektro- stymi oraz bardzo różnym pro-
ciepłownie Wybrzeże S.A. należąca do Grupy filem prędkości (w zależności
EDF Polska. Warty zanotowania jest fakt, iż od wielkości przepływu).
jest to pierwsza w Europie instalacja ciągłe- Największym wyzwaniem
Profil prędkości w kanale spalinowym
go monitoringu spalin oparta o termiczne spośród wszystkich punk- Sonda
wyznaczony podczas badań testowych rurką
przepływomierze masowe. Pitota tów pomiarowych okazały 2,8 m
8
dobra praktyka
siÄ™ dwa bliz
niacze kanały o wymiarach Zastosowanie
Korzyści z zastosowania MT91
2510×1750mm, których caÅ‚kowite odcinki przepÅ‚ywomierzy
proste nie przekraczały 3,5 m. Zastosowanie Kluczową kwestią dla zastosowania termicznych MT91
8 punktowego przepływomierza (2 sondy urządzeń serii MT91 było posiadanie przez pozwoliło specja-
z wbudowanymi 4 czujnikami pomiarowymi nie Certyfikatu TÜV zgodnoÅ›ci z QAL-1, listom Elektrocie-
każda) umożliwiło pomiar, którego dokład- który umożliwia zastosowanie przepływo- płownii Wybrzeże
ność jest lepsza niż 3,8% + 0,5% zakresu. mierzy przy rozliczaniu emisji i daje spółce S.A. na poprawienie
możliwość sprzedaży nadwyżek uprawnień skuteczności i do-
Kilka słów o montażu Czujnik pomiarowy po
do emisji. kładności prognoz
6 miesięcznej, ciągłej
Równie ważne są możliwości przepływo- emisyjnych oraz
pracy w kanale spalin
mierzy MT91. O najbardziej istotnych kom- uzyskanie pełnej
plikacjach prowadzania pomiarów w tego zgodności w zakresie wyznaczania emisji (dane
typu instalacjach już wspominałem. Innym, godzinowe, oparte o wartości rzeczywiście po-
znaczącym problemem użycia ultradz
wię- mierzonego przepływu strumienia, a nie uśred-
ków jest nieregularny rozkład temperatury nioną wartość z 24 godzin). Uzyskanie dostępu
w kanale bÄ…dz
kominie. Wiemy, że systemy do wyników pomiarowych on-line (tym samym
pomiarowe oparte o przepływomierze ul- dostępu do jednogodzinnych pomiarów obję-
tradz
więkowe dokonują pomiaru objętości tości strumienia spalin) zapewniło zgodność
Rozmieszczenie sond pomiarowych w kanale
przepływającego medium przy kompensacji z obowiązującymi wymogami prawnymi.
spalin o wymiarach 2510×1750mm
temperaturowej zazwyczaj w jednym punk-
To dopiero poczÄ…tek?
Aby układ pomiarowy osiągnął zakładaną cie. Kompensacja w jednym punkcie nie
dokładność, należało wykonać montaż sond reprezentuje jednak rozkładu temperatury Pierwsza instalacja MT91 w kanałach
pomiarowych ściśle według zaleceń. W tym w całym przekroju kanału bądz
komina, co i kominach wyprowadzających spaliny była
celu niezbędnym staje się wykonanie doku- generuje znaczące błędy pomiarowe. Roz- zarówno dla nas jak i dla Elektrociepłownii
mentacji technicznej. Na potrzeby montażu wiązaniem jest metoda termiczna, w której Wybrzeże S.A. swoistym przetarciem ścieżek
została więc przygotowana pełna dokumen- każdy z czujników przepływomierzy wie- w obszarze rozliczania emisji przy użyciu
tacja zawierająca projekt zabudowy, przy- lopunktowych MT91 w rzeczywistości jest przepływomierzy termicznych. Zabudowane
łączy procesowych oraz projekt elektryczny. osobnym urządzeniem mierzącym objętość w kanałach spalinowych oraz kominach urzą-
W przypadku montażu przepływomierzy skompensowaną i temperaturę. Sygnały dzenia pracują do tej pory bez jakichkolwiek
w kominach betonowych, niezbędna jest wyjściowe z każdego czujnika pomiarowe- zarzutów, co pozwala na stwierdzenie, że za-
ekspertyza techniczna obiektu, która została go są przy tym automatycznie uśredniane, równo pod względem zakresowości jak i nie-
wykonana przez jedną ze współpracujących co zapewnia dokładny pomiar przepływają- zawodności, przepływomierze serii MT91 firmy
z nami firm. Montaż mechaniczny oraz elek- cego medium. FCI stają się liderem na rynku ciągłego moni-
tryczny zrealizowaliśmy również przy pomocy Kolejnym atutem przemawiającym za toringu emisji spalin. Jako jedyne rozwiązanie
naszych sprawdzonych podwykonawców. pomiarem termicznym jest duża zakreso- bowiem, przepływomierz wielopunktowy serii
Sondy przepływomierzy termicznych wość, która wynosi aż do 100:1 oraz zdol- MT91 dostarcza informacje o rzeczywistym
MT91 zostały zabudowane za pomocą ność przepływomierzy MT91 do pomiaru rozkładzie prędkości i temperatury spalin
króćców montażowych z przyłączem koł- medium o bardzo niskiej prędkości (od w kanale lub kominie. Inne metody pomiaru
nierzowym. Obudowa sond skonstruowa- 0,08 Nm/s). Przewagą przepływomierzy po prostu nie są w stanie tego zapewnić.
na na potrzeby projektu wykonana została termicznych MT91 nad innymi, pracujący- Zakończona sukcesem inwestycja daje
z włókna szklanego. Zastosowanie włókna mi w wielu spółkach zajmujących się pro- nam powody do dumy, a Klientowi możli-
skutecznie zmniejsza bowiem podatność dukcją energii elektrycznej, jest także fakt, wość sprawnego procesu monitorowania
sond na korozję, która w niewielkiej odle- że w przypadku ewentualnej awarii które- emisji spalin. Wkrótce powinniśmy rozpo-
głości od komina stanowi poważne zagroże- gokolwiek z czujników, istnieje możliwość cząć realizację kolejnych układów tego typu,
nie dla metalowych skrzynek. W dogodnym odłączenia go, nie powodując tym samym zwiększając tym samym potencjał polskich
dla pracowników miejscu, zainstalowana przerw w pomiarze. Co więcej, odłączenie emitentów CO2 na rynku uprawnień do
została rozłączna elektro- uszkodzonego czujnika nie emisji spalin.
nika zbierająca sygnały generuje dodatkowego
z poszczególnych czujni- błędu pomiarowego.
ków (obsługa ułatwiona Dodatkowym, ważnym
została dzięki dużemu wy- atutem termików jest kon-
świetlaczowi LCD). Układ strukcja sond, która zapew-
został skonfi nia proces samoczyszcze-
gurowany
tak, że wyjście analogowe nia, co zapobiega oblepieniu
Autor artykułu:
4-20 mA przesyła infor- czujników pomiarowych, Wojciech Misz
mację na temat wielkości nawet przy bardzo zapylo- Absolwent Politechniki Śląska, Wydziału In-
żynierii Materiałowej i Metalurgii o specjal-
przepływu do systemu nym medium. Całkowicie
ności Energetyka Procesowa i Ochrona Śro-
nadrzędnego, a wyjścia zwilżane powierzchnie są
dowiska. W Introlu pracuje od marca 2008
przekaz
nikowe informujÄ… skonstruowane ze stali nie-
na stanowisku projektanta. Do jego podsta-
obsługę o ewentualnej rdzewnej 316 lub Hastelloy
wowych zadań należy projektowanie prze-
mysłowych układów pomiaru przepływu.
awarii któregokolwiek C-276 (opcja w przypadku
tel. [phone]
z czujników. zwiększonej zawartości SO2
Widok istniejÄ…cej instalacji
e-mail: przepł[e-mail]
na kanale spalinowym w spalinach).
9