24016657 Uras 14

TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun AG 60488 Frankfurt/Main

Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 10

In der nachfolgenden Zusammenfassung sind die Mindestanforderungen des Entwurfes der ″Bundeseinheitlichen Praxis bei der Überwachung der Emissionen - Richtlinien über die Eignungsprüfung, den Einbau, die Kalibrierung, die Wartung von Meßeinrichtungen für kontinuierliche Emissionsmessungen und die kontinuierliche Erfassung von Bezugs- bzw. Betriebsgrößen zur fortlaufenden Überwachung der Emissionen besonderer Stoffe...“, vom 23.04.1996, den Ergebnissen der Untersuchungen gegenübergestellt. Der Entwurf der Mindestanforderungen ist als Anlage 6 zum Bericht beigefügt. Zusammenfassung der Prüfergebnisse nach dem Entwurf vom 23.04.1996 Ziffer im Testbericht

Ziffer im Entwurf-

Mindestanford. lt. Entwurf vom 23.04.1996

Testergebnisse

Mindestanforderungen eingehalten

URAS 14 Nr.: 00400000013201 (1) Nr.: 00400000013601 (2) 5.1.1

1.1.1

Durchführung nach VDI 2449, DIN ISO 6879 und DIN IEC 359

Durchführung erfolgte entsprechend

ja

5.1.2

1.1.2

Dauertest min. 3 Monate

mehr als 3 Monate Dauertest

ja

5.1.3

1.1.3 1.3.1.5

Gerätekennlinie/ Analysenfunktion Abweichung: ≤± 2% vom MBE

linear; CO: ≤± 0,2 (1) ≤± 0,2 (2) SO2: ≤± 0,6 (1) ≤± 0,2 (2) NO: ≤± 0,5 (1) ≤± 0,6 (2)

ja ja

TÜV UMWELTTECHNIK GMBH TÜV SÜDDEUTSCHLAND AG

ja ja

TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun AG 60488 Frankfurt/Main Ziffer im Testbericht

Ziffer im Entwurf-

Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657 Mindestanford. lt. Entwurf vom 23.04.1996

Testergebnisse

06.08.1997 Seite 11 Mindestanforderungen eingehalten

URAS 14 Nr.: 00400000013201 (1) Nr.: 00400000013601 (2) 5.1.3

1.1.3 1.4.1.8

Gerätekennlinie/ Analysenfunktion Abweichung: ≤± 0,3 Vol.%

linear; O2: ≤± 0,06 Vol.% (1) ≤± 0,07 Vol.% (2)

ja ja

5.1.4

1.1.4

Justierung; Sicherung gegen unbeabsichtigtes und unbefugtes Verstellen

Paßwort

ja

5.1.5

1.1.5

Lage von Nullpunkt und Referenzpunkt

Meßwertausgang 2/4-20 mA Prüfgas frei wählbar oder Kalibrierküvette

ja

5.1.6

1.1.6

Meßbereiche (1,5 x EGW)

CO: SO2: NO: O2:

ja

5.1.7

1.1.7

Meßwertausgang

vorhanden

ja

5.1.8

1.1.8

Statussignale

vorhanden im Display, RS 485 Schnittstelle, Relaisausgang

ja

0-75 mg/m³ 0-75 mg/m³ 0-200 mg/m³ 0-25 Vol.-%



Ziffer im Entwurf-


Testergebnisse


URAS 14 Nr.: 00400000013201 (1) Nr.: 00400000013601 (2) 5.1.9

1.1.9

Verfügbarkeit mindestens 90%, anzustreben 95% (für O2 siehe 5.2.1)

99,1% (1) 98,1% (2)

ja

5.1.10

1.1.10

Wartungsintervall: mind. 8 Tage

8 Tage

ja

5.1.11

1.1.11

Reproduzierbarkeit aus Doppelbest.

siehe 5.2.12

ja

5.1.12

1.1.12

Typprüfung mit vollständiger Meßeinrichtung

mit 2 vollständigen Meßeinrichtungen geprüft

ja

5.1.13

1.1.13

Nenngebrauchsbed.

siehe Text

ja

5.1.14

1.1.14

Automatische Justierung

geprüft; Statussignal bei ±6% vom Meßbereichsende

ja

5.1.15

1.1.17

Mehrkomponentenmeßeinrichtung

alle Komponenten geprüft, alle Anforderungen eingehalten

ja



Ziffer im Entwurf


Testergebnisse


URAS 14 Nr.: 00400000013201 (1) Nr.: 00400000013601 (2) 5.2.1

1.4.1.1

Verfügbarkeit O2: mindestens 95 % anzustreben 98 %

99,1% (1) 98,1% (2)

5.2.2

1.4.1.2

Nachweisgrenze O2: ≤ 0,2 Vol.%

O2:

0,09% (1) 0,10% (2)

ja

-

1.3.1.1

CO, SO2, NO: < 5% des GW vom TMW

CO:

0,2 % (1) 0,2 % (2) 0,8 % (1) 0,8 % (2) 0,2 % (1) 0,3 % (2)

ja

SO2: NO:

ja

5.2.3

1.1.15

zulässiger Umgebungstemperaturbereich für CO, SO2, NO, O2: +5°C bis +40°C

geprüfter Bereich: +5°C bis +40°C

5.2.4

1.4.1.3

Umgebungstemp. - Änderung der Nullpunktanzeige: O2: <±0,5 Vol.-% von 20°C auf 40 °C und 20°C auf 5°C

O2:

5.2.4

1.3.1.2

CO, SO2, NO: <±5% des MBE von 20°C auf 40 °C und 20°C auf 5°C

CO: ±0,2 % (1) ±1,1 % (2) SO2: ±2,1 % (1) ±0,9 % (2) NO: ±0,4 % (1) ±0,3 % (2)

< ±0,11 Vol.-% (1) < ±0,06 Vol.-% (2)


ja ja

ja

ja

ja ja ja


Ziffer im Entwurf


Testergebnisse


URAS 14 Nr.: 00400000013201 (1) Nr.: 00400000013601 (2) 5.2.5

5.2.6

< ±0,11 Vol.-% (1) < ±0,15 Vol.-% (2)

1.4.1.3

Umgebungstemp. - Änderung der Empfindlichkeit: O2: <±0,5 Vol.-% von 20°C auf 40 °C und 20°C auf 5°C

O2:

1.3.1.2

CO, SO2, NO: <± 5% des MBE von 20°C auf 40 °C und 20°C auf 5°C

CO: ±0,2 % (1) ±0,4 % (2) SO2: ±4,2 % (1) ±3,9 % (2) NO: ±0,4 % (1) ±1,5 % (2)

ja

ermittelt; <± 0,2% (1) <± 0,1% (2)

ja

1.1.16

Änderung des Probegasdurchflusses Abweichung: <± 1% des MBE

ja

ja ja

positive /negative Summe 5.2.7

1.4.1.4

Querempfindlichkeit O2: <±0,2 Vol.-%

O2:

0,11 / -0,05 Vol.-% (1) 0,07 / -0,07 Vol.-% (2)


ja


Ziffer im Entwurf


Testergebnisse


URAS 14 Nr.: 00400000013201 (1) Nr.: 00400000013601 (2) positive /negative Summe 5.2.7

5.2.8

5.2.9

1.3.1.3

CO, SO2 und NO: <±4% vom MBE

CO: 2,2 / -1,2% (1) 1,7 / -0,7% (2) SO2: 3,5 / -1,5% (1) 2,7 / -1,6% (2) NO: 3,6 / -1,3% (1) 2,8 / -1,7% (2)

1.4.1.5

Einstellzeit (90%-Zeit): < 200 Sekunden

O2:

1.3.1.4

< 200 Sekunden

CO:

ja ja ja

42 s (1) 36 s (2)

ja

61 s (1) 55 s (2) SO2: 196 s (1) 176 s (2) NO: 62 s (1) 59 s (2)

ja

< ±0,19 Vol.-% (1) < ±0,19 Vol.-% (2)

1.4.1.6

zeitliche Drift des Nullpunktes: O2: <±0,2 Vol.-%

O2:

1.3.1.5

CO, SO2 und NO: <±2% vom MBE

CO: < ±1,9% (1) < ±1,9% (2) SO2: < ±1,4% (1) < ±1,7% (2) NO: < ±0,9% (1) < ±1,5% (2)


ja ja

ja

ja ja ja


Ziffer im Entwurf


Testergebnisse


URAS 14 Nr.: 00400000013201 (1) Nr.: 00400000013601 (2) 5.2.10

< ±0,08 Vol.-% (1) < ±0,13 Vol.-% (2)

1.4.1.6

zeitliche Drift der Empfindl. O2: <±0,2 Vol.-%

O2:

1.3.1.5

CO, SO2 und NO: <±2% des Sollwertes

CO: < ±2,4% (1) < ±1,5% (2) SO2: < ±3,2% (1) < ±3,9% (2) NO: < ±3,0% (1) < ±3,4% (2)

nein

*)

nein

*)

nein

*)

ja

*) eingehalten nach den derzeit gültigen Mindestanforderungen

5.2.11

1.4.1.5 1.3.1.6

Probenahme und Meßgasaufbereitung

keine Beeinflussung der Meßgaszusammensetzung

ja

5.2.12

1.1.11 1.4.1.7

Reproduzierbarkeit: O2: > 70

O2: Klasse 1: 236 2: 223

ja

1.1.11 1.3.1.7

CO, SO2 und NO: > 30

CO: Klasse 1: 50 2: 53 3: 47 SO2: Klasse 1: 36 2: 39 3: 31 NO: Klasse 1: 71 2: 74 3: 64 4: 70

ja


ja

ja

TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun AG 60488 Frankfurt/Main 2.

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06.08.1997 Seite 17

Zweck der Untersuchung

Die Firma Mannesmann Hartmann & Braun, 60488 Frankfurt/Main, beauftragte die TÜV Umwelttechnik GmbH (TÜV Süddeutschland AG) mit Schreiben vom 17.07.1996 mit der Durchführung der Typprüfung der kontinuierlich arbeitenden Mehrkomponenten-Meßeinrichtung Advance Cemas-NDIR, mit dem Analysator Uras 14, für Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Stickstoffmonoxid und Sauerstoff. Die Typprüfung sollte entsprechend den "Richtlinien für die Eignungsprüfung, den Einbau, die Kalibrierung und die Wartung von Meßeinrichtungen für kontinuierliche Emissionsmessungen" - Rundschreiben des BMU vom 01.03.1990; IG I 2 - 556 134/4 - durchgeführt werden. 3.

Beschreibung der Meßeinrichtung

3.1

Gesamtaufbau

Die gesamte Meßeinrichtung setzt sich zusammen aus der Probegasentnahmesonde (4 EM), der Meßgasleitung (CAWB 13), dem Meßgaskühler (Advance SCC) mit integriertem Gasfördermodul (SCM) und dem Analysator Uras 14. Zur Aufzeichnung der Meßsignale sind zwei 3Kanal-Schreiber eingebaut. Zur Prüf-/Nullgasaufschaltung sind Magnetventile vorhanden. Die doppelt vorhandene Probegasentnahme befindet sich in ca. 13 m Höhe über Erdgleiche, am waagerechten Abgaskanal einer Müllverbrennungsanlage. Die Probegasentnahme besteht aus einer Edelstahlentnahmesonde mit einem beheizten Keramikfilter. Die beheizte Meßgasleitung besteht aus einer PTFE-Leitung mit einem Innendurchmesser von 6 mm und einer Länge von ca. 18 m. Die Prüf-/Nullgasaufgabe erfolgt am Ende der beheizten Meßgasleitung über ein Magnetventil, welches vom Analysator automatisch zeitgesteuert oder manuell von einem Schaltschrank aus geschaltet wird. Das Prüf-/Nullgas durchströmt damit die gleichen Gaswege wie das Meßgas. Das Meßgas wird über die Entnahmesonde und die beheizte Meßgasleitung dem Meßgaskühler zugeführt, in dem Meßgaspumpe, Kondensatwächter und Feinfilter integriert sind, und von dort dem Analysator aufgegeben. Der Wasserdampftaupunkt des Meßgases liegt nach dem Kühler bei 2°C-4°C. Die beiden Meßanlagen waren an einer Müllverbrennungsanlage auf ca. 13 m Höhe über Erdgleiche in klimatisierten Meßcontainern aufgestellt. In der Anlage 1 ist ein Anschluß- und Gasflußschema der Meßeinrichtung dargestellt. Teilweise zeitgleich mit dem Feldversuch im Rahmen der Eignungsprüfung für den Uras 14, lief der Test für den Analysator Magnos 16, ebenfalls aus der Produktreihe Advance Optima. Beide



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06.08.1997 Seite 18

Analysatoren wurden über die gleiche Meßgasaufbereitung (Sonde, beheizte Meßgasleitung, Kühler) mit Meßgas versorgt. Es wurden folgende Komponenten eingesetzt: Entnahmesonde:

Typ: Filtermaterial: Sondenlänge: elektr. Anschlußleistung:

FE 2 Keramikfilter 1000 mm 120 W/Ü-Stück, 100 W Ringheizkörper

Meßgasleitung:

Typ: Probegasleitung: Länge der Leitung: elektr. Anschlußleistung: Temperatur:

CGWB 13 PTFE 18 m 40 W/m 160 °C

Meßgaskühler:

Typ: Meßgaswege: Temperatur: Gasdurchfluß: elektr. Anschlußleistung: Wärmetauscher:

Advance SCC 1..3 3 °C Meßgasaustrittstemperatur 70 l/h 1 KW Glas/ Al-PTFE-PVDF

Analysator:

Uras 14 Netz: Leistungsaufnahme:

85...115...140 V AC oder 185...230...264 V AC, 47...63 Hz max. 200 VA

Meßkanal:

Kohlenstoffmonoxid, Schwefeldioxid, Stickstoffmonoxid, Sauerstoff

Meßprinzip:

NDIR (Kohlenstoffmonoxid, Schwefeldioxid, Stickstoffmonoxid) Elektrochemische Meßzelle (Sauerstoff)

Meßbereiche:

0... 75/ 250 mg/m3 CO 0... 75/ 300 mg/m3 SO2 0... 200/ 400 mg/m3 NO 0... 10/ 25 Vol% O2

Gerätenummern:

Gerät 1: Gerät 2:

00400000013201 00400000013601


TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun AG 60488 Frankfurt/Main 3.2

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06.08.1997 Seite 19

Aufbau und Arbeitsweise des Meßgerätes bzw. der Meßanlage

Die Meßanlage setzt sich im wesentlichen aus den Komponenten Meßgasförderung mit Gasaufbereitung, dem Mehrkomponenten-Analysator und zwei 3-Kanal-Schreibern zusammen. Das Meßgas wird über die Entnahmesonde mit dem beheizten Keramikfilter entnommen und über die beheizte Meßgasleitung dem Meßgaskühler (Ausgangstaupunkt 2-4 °C) zugeführt. Im Meßgaskühler sind ein Feinfilter und eine Meßgasförderpumpe integriert. Nach der Pumpe teilt sich der Meßgasstrom in zwei Teilgasströme für Kohlenmonoxid/ Schwefeldioxid/ Sauerstoff und Stickstoffmonoxid. Zur Einstellung des Meßgasflusses dienen Nadelventile. Das Meßgas wird dem Analysator mit einem Durchsatz von je ca. 30 l/h aufgegeben. Der Kondensataustrag aus dem Kühlersumpf erfolgt kontinuierlich mittels einer Schlauchpumpe. Bei Bedarf kann der Kühler mit Phosphorsäure angesäuert werden, wobei die Säure nach dem Magnetventil mittels Schlauchpumpe aufgegeben wird. Der Mehrkomponenten-Analysator Uras 14 arbeitet zur Messung der Komponenten CO, SO2 und NO nach dem NDIR-Verfahren (NDIR-Fotometer), O2 wird mit einer elektrochemischen Sauerstoffmeßzelle bestimmt. Bei der Typprüfung wurde das Analysengerät in folgenden Meßbereichen betrieben: 0... 75 mg/m3 CO 0... 75 mg/m3 SO2 3 0... 200 mg/m NO 0... 25 Vol% O2 Der Analysator Uras 14 ist in ein 19” - Stahlblechgehäuse eingebaut. An der Rückseite des Gehäuses befinden sich die Gasanschlüsse, die elektrischen Anschlüsse und Schnittstellen, an der Frontseite das Display, drei LEDs zur Statusanzeige und die Bedientastatur. Aufbau und Meßprinzip des Analysators Der Analysator Uras 14 besteht aus der Zentraleinheit, die bei allen Analysatoren des Prozeßanalysensystems Advance Optima identisch ist, und dem Analysatormodul. Das Infrarotfotometer Uras 14 arbeitet nach dem Prinzip der Nicht-Dispersiven-InfrarotAbsorption (NDIR-Verfahren). Es beruht auf der Resonanzabsorption charakteristischer Schwingungsbande nichtelementarer Gase im mittleren Infrarot zwischen 2 µm und 12 µm. Die Gasmoleküle treten aufgrund ihres Dipolmomentes mit Infrarotstrahlung in Wechselwirkung. Zur Selektivierung wird der Empfänger mit der Meßkomponente gefüllt und damit auf die Meßkomponente sensibilisiert.



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06.08.1997 Seite 20

Aufbau des Fotometers: Der Aufbau ist schematisch in Abbildung.1 dargestellt. Das Fotometer besteht aus einer thermischen IR-Quelle IR-S, deren Strahlung über ein Chopperad CH in eine Meßküvette MC1 fällt. Sie ist als Rohr ausgebildet, das durch einen Steg in eine Meß- und Vergleichsküvette geteilt ist. Von hier gelangt die Strahlung durch die Kalibrierküvette CC1 in den gasgefüllten Empfänger E1. Der in dem Empfänger entstehende Meßeffekt ist ein mit der Chopperfrequenz einhergehender Druckeffekt, der von einem Membrankondensator aufgenommen und in einem angeschlossenen Vorverstärker in ein elektrisches Analogsignal umgewandelt wird. Der Empfänger ist als Zweischichtempfänger aufgebaut. Er besitzt auf der Rückseite ein optisch transparentes Fenster, so daß die verbleibende Strahlung in einen zweiten Empfänger E2 gelangt. Dieser ist mit einem der zweiten Meßkomponente entsprechenden Gas gefüllt und damit auf die zweite Meßkomponente sensibilisiert. Durch den Aufbau eines zweiten Strahlenganges mit einem Strahler IR-S und der Küvette MC2 und dem Empfänger E3 werden so mit dem Fotometer 3 Meßkomponenten gleichzeitig erfaßt. Abb. 1: Schematischer Aufbau des Uras 14

MC1 IR-S CH

CC1 E1

IR-Quelle Chopperrad Empfänger 1 (CO) Interferenzfilter

E2

CC2

MC2

IR-S CH E1 F

F

MC1 Meßküvette 1 (CO, SO2) MC2 Meßküvette 2 (NO) E2 Empfänger 2 (SO2)

F E3

CC1 Kalibierküvette 1 (CO, SO2) CC2 Kalibrierküvette 2 (NO) E3 Empfänger 3 (NO)



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06.08.1997 Seite 21

Der elektrochemische Sauerstoffsensor (im obigen Schema nicht eingezeichnet) befindet sich im Meßgasausgang der Küvette MC1. Er arbeitet wie eine Brennstoffzelle, wobei die Meßkomponente Sauerstoff an der Grenzschicht Kathode/Elektrolyt elektrochemisch umgesetzt wird. Der daraus resultierende Strom an dem Widerstand R ist der Sauerstoffkonzentration proportional. Zwischen Anode und Kathode findet folgende Reaktion statt:

Kathode:

O2 + 4H + + 4e − → 2H 2O

Anode:

2 Pb + 2 H 2 O

→ 2 PbO + 4 H + + 4 e −

gesamt:

O 2 + 2 Pb

→ 2 PbO

Die Temperaturabhängigkeit des Sensors wird über die gemessene Temperatur elektrisch kompensiert. Wegen Alterungs- und Verschmutzungseffekten ist eine periodische Überwachung und Justierung von Null- und Referenzpunkt notwendig. Justierkonzept des Uras 14: Die Meßkanäle für CO, SO2 und NO werden am Nullpunkt durch Aufgabe von Umgebungsluft über den Meßgaskühler justiert. Mögliche infrarotaktive Komponenten können bei Bedarf mit Hilfe von chemischen Absorptionsmitteln entfernt werden. Am Referenzpunkt besteht die Möglichkeit der Überprüfung entweder mit Prüfgasen, die in Stahl- oder Aluminiumflaschen bereitgestellt werden, oder durch die Verwendung der geräteinternen Justierküvetten. Diese Küvetten sind mit der Meßkomponente gefüllt und stellen einen den Prüfgasen gleichwertigen Standard dar. Während des Abgleichvorganges wird Außenluft (Nullgas) über den Meßgaskühler zur Meßküvette geleitet. Die Überprüfung und Korrektur von Null-/ Referenzpunkt kann vom Analysator aus automatisch/ zeitgesteuert durchgeführt werden. Der in der, als Nullgas für die NDIR-Messung, aufbereiteten Außenluft enthaltene Sauerstoff, der bei hoher Langzeitkonstanz mit 20,946 Vol% ermittelt wurde, wird für die Empfindlichkeitsüberprüfung des elektrochemischen Sensors verwendet. Der Nullpunkt des Sensors ist absolut und braucht nicht abgeglichen zu werden. Die Einflußeffekte durch z.B. atmosphärische Druckschwankungen können mit Hilfe eines Drucksensors als Aufnehmer korrigiert werden. Der Drucksensor befindet sich im Ausgang der Meßküvette und mißt den in der Meßküvette vorherrschenden Druck.



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06.08.1997 Seite 22

Beschreibung des Meßgaskühlers

Nach dem die Meßgaskühlereinheit Advance SCC größtenteils eine Neuentwicklung darstellt, soll hier näher auf Konstruktion und Arbeitsweise eingegangen werden. Der in dem Meßsystem Advance Optima eingesetzte Kühler mit der Typenbezeichnung SCC integriert neben der Kühleinheit mit Wärmetauscher noch die Fördereinheit SCM und beinhaltet Sensoren zur Überwachung. Kernstück der Meßgaskühlereinheit ist der Wärmetauscher. Er arbeitet nach dem Gegenstromprizip. Dabei wird das Meßgas dem Wärmetauscher von unten über ein auf ca. 70 °C beheiztes Anschlußteil zugeführt. In diesem Anschlußteil erfolgt die Trennung von Kondensat und Meßgas, die eigentliche Kühlstrecke schließt sich oberhalb an und endet am Gasauslaß. Die Trennung von Kondensat und Meßgas bei einer vorgegebenen erhöhten Temperatur sorgt für eine hohe, konstante Wiederfindungsrate der wasserlöslichen Meßkomponenten. Das Gas wird mit der Pumpe des Gasfördermoduls angesaugt. Vor die Pumpe ist ein Dosierventil zur Einstellung des Gasstromes geschaltet. Der Meßgasweg wird hinter einem Filter mittels eines weiteren Nadelventils aufgetrennt und dem Meßgerät Uras 14 zugeführt. Der eine Gasweg führt durch den Meßkanal zur Messung von CO, SO2 und O2, der andere durch den Meßkanal für die Messung von NO, in den bei Bedarf ein Konverter geschaltet werden kann. Die Aufgabe von Außenluft als Nullgas erfolgt über einen Befeuchter und ein Magnetventil, vor dem Kühler SCC. Die Bedienungsanleitung der Kühlereinheit ist als Anlage 7 zum Bericht beigefügt.



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06.08.1997 Seite 23

Bedienung

Die Anzeige- und Bedieneinheit des Uras 14 befindet sich auf der Frontseite des Analysators und umfaßt folgende Elemente: • • • • •

das Display die Status-LEDs ("Power", "Maint", "Error") die numerische Tastatur die Abbruchtasten "BACK" und "MEAS" die sechs Softkeys mit wechselnden Funktionen

Im Meßbetrieb gelangt man durch Betätigung des "MENUE"-Softkeys in den Menübetrieb und es erscheinen die Hauptmenüs "Kalibrieren", "Konfigurieren", "Service/Test" sowie "Diagnose/Info". Diese Hauptmenüs verzweigen sich weiter z.B. in die Auswahl und Einstellung von Werten (s. Seite 6-13 bis 6-15 der Bedienungsanleitung des Herstellers). Jeder Menüpunkt ist einer Zugriffsebene (0, 1, 2) zugeordnet und durch Paßworte vor unberechtigter Veränderung geschützt. Die Bedienung des Analysators kann auch über eine Schnittstelle von einem externen Rechner aus mit entsprechender Software erfolgen. Die Bedienungsanleitung des Herstellers ist als Anlage 7 zum Bericht beigefügt.



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06.08.1997 Seite 24

Spezifikation und technische Daten (nach Angaben des Geräteherstellers)

3.4.1 Spezifikation und technische Daten des Uras 14

Meßkomponenten, Meßbereiche

1 bis 4 Meßkomponenten max. 2 Meßbereiche pro Meßkomponente Umschaltverhältnis ≤ 1:10. geprüfte Meßbereiche: 0... 75 mg/m³ CO 0... 75 mg/m³ SO2 0... 200 mg/m³ NO 0... 25 Vol% O2

Ausgangssignale

Meßausgang:

Schnittstellen

RS 485-Schnittstelle (Modbus Protokoll) Ethernetschnittstelle (Option), für Remote-Control und Remote-Maintenance (TCP/IP-Protokoll)

Anzeige- und Bedieneinheit

LCD-Display, Auflösung 320x240 Bildpunkte; digitale Anzeige mit Einheit sowie als horizontaler Balken; gleichzeitige Anzeige von bis zu 6 Meßwerten Auflösung: ≤ 0,2% der Meßspanne

Statussignale

Einzelstatus

0/2/4-20 mA, galvanisch gegen Masse getrennt, Bürde ≤ 750 Ω

Funktionskontrolle Wartungsbedarf Ausfall

Stabilität und Einflußeffekte Nullpunktsdrift

wird in vorgegebenen Zeitabständen automatisch kalibriert

Empfindlichkeitsdrift

≤ ±1 % des Meßwertes pro Woche, bei Einsatz von Kalibrierküvetten: die Sollwerte sind jährlich mit Prüfgasen zu kontrollieren

Nachweisgrenze

≤ ±0,5 % der Meßspanne

Ausgangssignalschwankung

≤ ±0,2 % der Meßspanne des kleinsten Meßbereiches bei 2 σ



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06.08.1997 Seite 25

Linearitätsabweichung

≤ ±1% der Meßspanne

Durchflußeinfluß

innerhalb der Nachweisgrenze im Bereich von 20-100 l/h

Temperatureinfluß innerhalb des zulässigen Umgebungstemperaturbereiches mit Thermostatisierung Nullpunkt ≤ ±1% der Meßspanne /10K Empfindlichkeit ≤ ±1% des Meßwertes /10K Luftdruckeinfluß

am Nullpunkt auf die Empfindlichkeit

kein Einfluß ca. 0,2% des Meßwertes pro 1% Luftdruckänderung

zulässiger Umgebungstemperaturbereich 5°C bis 40°C Stabilität und Einflußeffekte für den Sauerstoffsensor Nullpunktsdrift

Nullpunkt langzeitstabil ( 0,1Vol% /Jahr)

Empfindlichkeitsdrift

≤ ±1% des Meßwertes pro Woche

Ausgangssignalschwankung

≤ ± 0,2% der Meßspanne

Linearitätsabweichung

linear

Durchflußeinfluß

≤ ±2% der Meßspanne im Bereich von 20-60 l/h

Temperatureinfluß innerhalb des zulässigen Umgebungstemperaturbereiches: auf die Empfindlichkeit: ≤ ±0,2 Vol% O2 /10K Energieversorgung

85...115...140 V AC oder 185...230...250 V AC, 47- 63 Hz



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06.08.1997 Seite 26

3.4.2 Spezifikation und technische Daten der Meßgaskühlereinheit Meßgaseintrittsbedingungen

Eingangsdruck bei Meßgaseintrittstemperatur 140 °C Wärmetauschermaterial

Meßgasdruck pabs

Glas

50...200 kPa (0,5...2,0 bar) ohne, 50...150 kPa (0,5...1,5 bar) mit Schlauchpumpe

PVDF

50...250 kPa (0,5...2,5 bar) ohne, 50...150 kPa (0,5...1,5 bar) mit Schlauchpumpe

Edelstahl

0,05...10 MPa (0,5...100 bar)

Aluminium, PTFE, PVDF (Gegenstrom-Wärmetauscher)

70...150 kPa (0,7...1,5 bar)

Durchfluß bezogen auf 100 kPa und 25 °C, Meßgaseintrittstemperatur, 140 °C, Eintrittstaupunkt 70 °C Wärmetauschermaterial

Umgebungstemperatur

Meßgasdurchfluß

Glas oder PVDF

+5...+40 °C +5...+45 °C +5...+50 °C

250 l/h 250 l/h 125 l/h

Edelstahl

+5...+40 °C +5...+45 °C +5...+50 °C

500 l/h 250 l/h 125 l/h

Aluminium, PTFE, PVDF (Gegenstrom-Wärmetauscher)

+5...+45 °C +5...+50 °C

120 l/h 100 l/h



Betriebsdaten

Umgebungsbedingungen

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Meßgasaustrittstemperatur

+1...+7 °C (eingestellt auf +3 °C) Abweichung ± 0,3 °C bei 250 l/h (Taupunkt und Umgebungstemperatur konstant)

Kühlleistung

Gaswege 1 und 2: 433 kJ, Gasweg 3: 560 kJ

Vorlaufzeit

ca. 60 min

Druckverlust Wärmetauscher

ca. 25 hPa (mbar) bei 250 l/h

Totvolumen Wärmetauscher

ca. 137 cm³ ohne Kondensatbehälter ca. 460 cm³ mit Kondensatbehälter ca. 30 cm³ bei GegenstromWärmetauscher

Gasdichtigkeit

5x10-6 mbar l/s

Umgebungstemperatur

im Betrieb: +5...+50 °C (bei 50 °C eingeschränkte Leistung) bei Lagerung und Transport: -25...+65 °C

Relative Luftfeuchte Klimaklasse

< 75 % im Jahresmittel 3K4 nach DIN IEC 721-3-3



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Durchführung der Funktionsprüfung

Im Zusammenhang mit der Durchführung der Funktionsprüfung werden hier nur solche Prüfpunkte behandelt, die eine spezifische Vorgehensweise für das vorliegende Analysensystem erfordern. Über die Durchführung der übrigen Prüfpunkte und den Umfang der gesamten Funktionsprüfung verweisen wir auf die VDI-Richtlinie 3950, Blatt 1. 3.5.1 Überprüfung der Justierhilfen (Küvetten)

Bei Verwendung von Küvetten als Justierhilfe für die Komponenten NO, CO und SO2 sind diese bei der jährlichen Funktionsprüfung zu kontrollieren. Die Durchführung wird gemäß den Ausführungen im Kapitel 9 "Wartung und Inspektion“, Seite 9-10 der Gebrauchsanweisung des Geräteherstellers "Kalibrierküvetten im Uras 14 vermessen" durchgeführt. Dazu wird Nullpunktsgas (N2 oder Luft) und Prüfgas mit ca. 80 % der jeweiligen Meßspanne benötigt. 3.5.2 Überprüfung des Nullpunktes am Sauerstoffsensor

Im Rahmen der jährlichen Funktionsprüfung ist der Nullpunkt des Sauerstoffsensors zu überprüfen. Die richtige Justierung ist dabei durch die Aufgabe von Stickstoff nachzuweisen. Sollte der Nullpunkt abweichen, so muß im Rahmen einer Grundkalibrierung mittels Service-Software eine Korrektur erfolgen. 3.5.3 Überprüfung der Einflüsse von Querempfindlichkeiten

Im Rahmen der Eignungsprüfung haben sich für die folgenden Komponenten nennenswerte Querempfindlichkeiten herausgestellt: • • • •

CO2 (CO-, SO2-, NO-Kanal) O2 (SO2-, NO-Kanal) N2O (CO-Kanal) NO2 (NO-Kanal)

Die Prüfung am SO2-Kanal bezüglich Methan ist nur bei begründetem Verdacht auf die Anwesenheit dieser Störkomponente durchzuführen. Dies gilt auch für N2O und NO2.


TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun AG 60488 Frankfurt/Main 4.

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Durchführung der Untersuchungen

Die vom Gerätehersteller am 23.07.1996 gelieferten Meßeinrichtungen wurden zunächst im Laboratorium einer Funktionsprüfung unterzogen und anschließend für den Dauertest am Reingaskanal einer Abfallverbrennungsanlage installiert. Die Anlage ist mit folgenden Rauchgasreinigungsanlagen ausgerüstet: Sprühabsorber: Hersteller: Baujahr: Verfahren:

Lurgi 1986 Quasi-trockene Rauchgasreinigung nach dem Sprühabsorptionsverfahren mit Weißfeinkalk u. Hochofenkoks

Gewebefilter: Hersteller: Baujahr: Bauart:

Lurgi 1986 dreiteiliger Gewebefilter

Zur NOx-Minimierung, nach dem SNCR-Verfahren, wird Harnstoff an vier Stellen in den Brennraum eingedüst. Während der Versuche wurden folgende wichtige Kenngrößen ermittelt: - Dauerbetriebsverhalten - Gerätekennlinie - Analysenfunktion - Nachweisgrenze - Standardabweichung (Bestimmung der Reproduzierbarkeit) - Nullpunkt- und Empfindlichkeitsdrift - Tot- und Einstellzeit - Querempfindlichkeiten - Einfluß von Änderungen der Umgebungstemperatur - Einfluß von Netzspannungsschwankungen - Einfluß des Probegasdurchflusses


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06.08.1997 Seite 30

5.

Ergebnisse der Untersuchungen und Vergleich mit den Mindestanforderungen

5.1

Allgemeine Anforderungen

5.1.1

Begriffsbestimmungen

Anforderung 1.1.1 Die Eignungsprüfung ist unter Beachtung der Begriffsbestimmungen der Richtlinie VDI 2449, Blatt 1, vom Februar 1995, der Norm DIN ISO 6879, vom Januar 1984 und der Norm DIN 43 745, vom Februar 1975, durchzuführen. Die Eignungsprüfung wurde unter Beachtung der Begriffsbestimmungen der Richtlinie VDI 2449, Blatt 1, vom Februar 1995, der Norm DIN ISO 6879, vom Jan. 1984 und der Norm DIN 43 745, vom Feb. 1975, durchgeführt. Bewertung: erfüllt

5.1.2

Dauertest

Anforderung 1.1.2 Die Einhaltung der Mindestanforderungen soll bei der Eignungsprüfung während eines wenigstens dreimonatigen Dauertests nachgewiesen werden. Der Dauertest soll nach Möglichkeit an einem einzigen Prüfort, während eines zusammenhängenden Zeitraumes, durchgeführt werden. Nur in Ausnahmefällen können kürzere Prüfzeiträume aus Einsätzen an unterschiedlichen Prüforten auf den Dauertest angerechnet werden. Die Untersuchungen wurden am Reingaskanal einer Müllverbrennungsanlage in der Zeit vom 29.01.1997 bis 16.06.1997 durchgeführt. Bewertung: erfüllt


TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun 60488 Frankfurt/Main 5.1.3

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Gerätekennlinie und Analysenfunktion

Anforderung 1.1.3 Bei der Eignungsprüfung soll der Zusammenhang zwischen der Geräteanzeige und dem mit einem Bezugsverfahren, zum Beispiel als Massenkonzentration, Volumenkonzentration oder Volumenstrom ermittelten Wert des Meßobjektes im Abgas, durch Regressionsrechnung ermittelt werden (Analysenfunktion). Die Gerätekennlinie gibt den Zusammenhang zwischen der Geräteanzeige und der vorgegebenen Massenkonzentration des Meßobjektes wieder; ihre mathematische Umkehr ergibt die Analysenfunktion. Die Linearität der Gerätekennlinie wurde durch die Aufgabe abgestufter Prüfgaskonzentrationen auf den Analysator ermittelt. Hierzu wurde mit einer Gasmischeinrichtung Prüfgas mit bekanntem Gehalt an Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Stickstoffmonoxid und Sauerstoff in Stickstoff, in definierten Volumenverhältnissen mit Stickstoff gemischt und durch die Meßeinrichtung gedrückt. Eine Gegenüberstellung der Sollwerte zu den Anzeigewerten ist in der Anlage 2 aufgeführt. Zur Überprüfung der Geräteanzeige und der im Abgas enthaltenen Konzentration an Kohlenmonoxid und Sauerstoff wurde mit Hilfe von Gasanalysatoren (Vergleichsmeßwerte) die im Probegas enthaltene Quantität des Meßobjektes gemessen und mit den Meßwerten des Analysengerätes verglichen. Zur Überprüfung der Geräteanzeige und der im Abgas enthaltenen Konzentration an Schwefeldioxid und Stickstoffmonoxid wurde mit Hilfe von Bezugsverfahrenen (Vergleichsanalysen) die im Probegas enthaltene Quantität des Meßobjektes bestimmt und mit den Meßwerten des Analysengerätes verglichen. Zur Bestimmung der Gehalte an Kohlenmonoxid und Sauerstoff im Abgas wurde mit einer eigenen Entnahmesonde Meßgas entnommen. Dazu wurde mit einer Pumpe ein Teilstrom des Abgases über eine Borosilikatsonde, die zur Abscheidung von Feststoffen mit einem Quarzwollefilter versehen war, abgesaugt und einem eignungsgeprüften Kohlenmonoxidmeßgerät (UNOR 6N, Fa. Maihak, NDIR-Meßverfahren) bzw. Sauerstoffmeßgerät (Oxor 610, Fa. Maihak, magnetodynamisches Meßverfahren) zugeführt. Zur Bestimmung des Gehaltes an Schwefeldioxid im Abgas wurde ein Teilstrom des Abgases über eine Quarzglassonde, die zur Abscheidung von Feststoffen mit einem Quarzwollefilter versehen war, entnommen und durch eine Absorptionseinheit, bestehend aus zwei hintereinandergeschalteten Frittenwaschflaschen, gesaugt. Als Absorptionsmittel wurde eine ca. 0,5 %ige wässrige Wasserstoffperoxidlösung eingesetzt. Die abgesaugten Probengasvolumina wurden an einer kalibrierten Gasmengenmeßeinrichtung im Normzustand (273 K, 1013 hPa, trocken) abgelesen.



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Die Gehalte an Sulfat in den Absorptionslösungen wurde ionenchromatografisch bestimmt und auf SO2 umgerechnet. Da die Anlage im allgemeinen keine SO2 -Konzentrationen über den gesamten Meßbereich liefert, wurden beide Geräte auf eine Sonde geschaltet und hochkonzentriertes Prüfgas (15 g/m³) zudosiert. Die Probenahme für die Vergleichsmessungen erfolgte in diesem Fall über ein T-Stück zwischen Sonde und Heizleitung. Zur Bestimmung des Gehaltes an Stickstoffmonoxid im Abgas wurde mit einer eigenen Entnahmesonde Meßgas entnommen. Dazu wurde mit einer Pumpe ein Teilstrom des Abgases über eine Borosilikatsonde, die zur Abscheidung von Feststoffen mit einem Quarzwollefilter versehen war, abgesaugt. Daraus wurde wiederum ein Teilstrom über ein T-Stück mit nachgeschalteter Kapillare in evakuierte Gassammelgefäße gezogen. Die in die Gassammelgefäße eingefüllten Probegasmengen wurden durch Druck-, Volumen- und Temperaturmessung bestimmt und auf den Normzustand (273 K, 1013 hPa, trocken) umgerechnet. Der Gehalt an Stickstoffoxiden in den Gassammelgefäßen wurde, nach Oxidation der Stickstoffoxide mit Ozon und Absorption in Wasser, als Nitrat ionenchromatografisch ermittelt und in Stickstoffoxidgehalte umgerechnet. Ein Teil der Vergleichsmessung wurde, gemäß der VDI-Richtlinie 2456, Blatt 6+7, mit dem eignungsgeprüften Chemilumineszenz-Analysator CLD 700 ELht, der Fa. Eco Physics durchgeführt. Die Probenahme erfolgte dabei analog der CO- und O2 -Vergleichsmessungen. Mit beiden Meßverfahren wird die Summe der Stickstoffoxide (NO + NO2) bestimmt. Die Anlage 3 enthält die Ergebnisse der Vergleichsmessungen sowie grafische Darstellungen der Analysenfunktionen.



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Aus den ermittelten Wertepaaren ergeben sich die folgenden charakteristischen Daten der Regressionsrechnung (alle Konzentrationsangaben in Vol.-% bzw. in mg/m³, trocken): Gerät (1)

Gerät (2)

40 2-40 25,8 26,0

40 2-40 26,3 26,0

-8,92

-10,36

4,25 0,993

4,40 0,988

30 8-65 37,1 42,5

30 8-65 39,6 42,5

-2,80

-4,77

4,15 0,975

4,11 0,980

Kohlenmonoxid: Anzahl der Meßwerte n Konzentrationsbereich (in mg/m³) Mittelwert der Geräteanzeigen x (in mg/m³) Mittelwert der Vergleichsanalysen y (in mg/m³) Ordinatenabstand a der Regressionsgeraden (in mg/m³) Steigung b der Regressionsgeraden (in mg/(m³ mA)) Korrelationskoeffizient r Schwefeldioxid: Anzahl der Meßwerte n Konzentrationsbereich (in mg/m³) Mittelwert der Geräteanzeigen x (in mg/m³) Mittelwert der Vergleichsanalysen y (in mg/m³) Ordinatenabstand a der Regressionsgeraden (in mg/m³) Steigung b der Regressionsgeraden (in mg/(m³ mA)) Korrelationskoeffizient r



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Gerät (1)

Gerät (2)

40 73-168 125 123

40 73-168 123 123

-30,84

-30,35

11,60 0,995

11,73 0,995

40 8,8-10,9 10,2 10,2

40 8,8-10,9 10,2 10,2

-30,84

-30,35

11,60 0,987

11,73 0,983

Stickstoffmonoxid: Anzahl der Meßwerte n Konzentrationsbereich (in mg/m³) Mittelwert der Geräteanzeigen x (in mg/m³) Mittelwert der Vergleichsanalysen y (in mg/m³) Ordinatenabstand a der Regressionsgeraden (in mg/m³) Steigung b der Regressionsgeraden (in mg/(m³ mA)) Korrelationskoeffizient r Sauerstoff: Anzahl der Meßwerte n Konzentrationsbereich (in Vol. %) Mittelwert der Geräteanzeigen x (in Vol. %) Mittelwert der Vergleichsanalysen y (in Vol. %) Ordinatenabstand a der Regressionsgeraden (in Vol. %) Steigung b der Regressionsgeraden (in Vol. %/mA)) Korrelationskoeffizient r Bewertung: erfüllt

5.1.4

Sicherung gegen unbefugtes und unbeabsichtigtes Verstellen der Justierung

Anforderung 1.1.4 Die Justierung der Meßeinrichtungen soll im Betrieb gegen unbefugtes oder unbeabsichtigtes Verstellen gesichert werden können. Alle Menügruppen des Analysators, außer der Zugriffsebene 0, können über nummerische Paßwörter (Zahlencodes) vor Veränderung geschützt werden. Bewertung: erfüllt



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Lage des Nullpunktes (“Lebender Nullpunkt”) und des Referenzpunktes

Anforderung 1.1.5 Die Lage des Nullpunktes der Geräteanzeige soll bei etwa 10% oder 20%, die Lage des Referenzpunktes bei etwa 70% des Vollausschlages liegen. Bei einem Vollausschlag von 20 mA liegt der Nullpunkt bei 2 oder 4 mA. Durch Wahl einer geeigneten Prüfgaskonzentration kann der Referenzpunkt auf etwa 70% des Vollausschlages gelegt werden. Bewertung: erfüllt

5.1.6

Meßbereich

Anforderung 1.1.6 Die Meßeinrichtungen sollen so beschaffen sein, daß der Anzeigebereich auf die jeweilige Meßaufgabe abgestimmt werden kann. In der Regel soll der Anzeigebereich das 1,5-fache des geltenden Emissionsgrenzwertes betragen. Geprüfte Meßbereiche:

0 - 75 mg/m³ CO 0 - 75 mg/m³ SO2 0 - 200 mg/m³ NO (entspricht: 307 mg/m³ NO2) 0 - 25 Vol.-% O2

Bewertung: erfüllt



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Elektrischer Meßwertausgang

Anforderung 1.1.7 Die Meßeinrichtungen sollen einen Meßwertausgang besitzen, an den ein zusätzliches Anzeigeoder Registriergerät angeschlossen werden kann. An das Meßgerät können zusätzliche Registriergeräte angeschlossen werden. Bewertung: erfüllt

5.1.8

Statussignale

Anforderung 1.1.8 Die Meßeinrichtungen sollen in der Lage sein, einem nachgeschalteten Auswertesystem ihren jeweiligen Betriebszustand (Betriebsbereitschaft, Wartung, Störung) über Statussignale mitzuteilen. Die Meßeinrichtung ist mit einer Datenschnittstelle RS 485 zum Datenaustausch mit externen Rechnern ausgerüstet. Zusätzlich stehen je vier Digitalein- und ausgänge, sowie optional eine Ethernet-Schnittstelle zur Verfügung. Bewertung: erfüllt

5.1.9

Verfügbarkeit

Anforderung 1.1.9 Die Verfügbarkeit der Meßeinrichtungen soll im Dauereinsatz mindestens 90% betragen und in der Eignungsprüfung 95% erreichen. (Die Verfügbarkeit beschreibt den Zeitanteil, während dessen verwertbare Meßergebnisse zur Beurteilung des Emissionsverhaltens einer Anlage anfallen). Für Sauerstoffmeßeinrichtungen gelten abweichende Anforderungen (siehe Abs. 5.2.1).



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Die Emissions-Meßeinrichtungen wurden vom 29.01.1997 bis 16.06.1997 an einer Müllverbrennungsanlage betrieben. Dabei ergaben sich die folgenden Einsatzzeiten: Gerät (1)

Gerät (2)

139 Tage 3336 h

139 Tage 3336 h

28 h

28 h

3,5 h

35 h

Kundendienst

0h

0h

Verfügbarkeit

99,1%

98,1%

Zeitraum Betriebsstunden Wartungszeiten (Überprüfung der Justierung) Ausfallzeiten (Analysator,Pumpen,Kühler)

Bewertung: erfüllt

5.1.10

Wartungsintervall

Anforderung 1.1.10 Das Wartungsintervall der Meßeinrichtungen ist zu ermitteln und anzugeben. Das Wartungsintervall beträgt aufgrund der zeitlichen Driften (vgl. Abs. 5.2.9 und 5.2.10) für den Nullpunkt 24 h und für den Referenzpunkt 1 Woche. Das Wartungsintervall bezüglich der anderen Arbeiten, wie z.B. Reinigung der Filter, muß nach den Anforderungen der jeweiligen Anlage festgelegt werden. Bewertung: erfüllt



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Reproduzierbarkeit

Anforderung 1.1.11 Die Reproduzierbarkeit R = x/U (x Meßbereichsendwert; U Unsicherheitsbereich gemäß VDI 2449, Blatt 1) ist aus Doppelbestimmungen zu ermitteln. Hierzu sind Messungen mit zwei gleichartigen Meßeinrichtungen am selben Meßort durchzuführen. Die Standardabweichung zweier Meßgeräte bei der Messung einer unbekannten Quantität des Meßobjektes wird aus Doppelbestimmungen ermittelt. Die Konzentrationen des Meßobjektes im Abgas wurden mit zwei identischen Meßeinrichtungen zeitgleich registriert. Stichprobenartig und zufällig über den Meßzeitraum verteilt, wurden paarweise Halbstundenmittelwerte bestimmt. Die Standardabweichung sD berechnet sich nach der folgenden Gleichung:

sD = ±

mit:

x1,2 n

∑ (x

1

− x 2 )2

2n

Halbstundenmittelwerte Zahl der Doppelbestimmungen

Durch Multiplikation der Standardabweichung sD mit dem Student-Faktor t ergibt den Unsicherheitsbereich U = sD * t Die Reproduzierbarkeit R berechnet sich nach der Gleichung

R=

Meßbereichsendwert U

Um für die Ermittlung der Reproduzierbarkeiten über den gesamten Meßbereich des SO2-Kanals Meßwerte zu gewinnen, wurde dem Meßgas zeitweise ein hochkonzentriertes Prüfgas (ca. 15 g/m³ SO2) zudosiert. Zur Auswertung wurden jeweils mehrere Konzentrationsklassen gebildet. In der Anlage 5 sind die Meßwertepaare zusammengestellt. Damit errechnen sich folgende Ergebnisse:



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Konzentrationsklasse

n

sD

U

R

0 - 25 mg/m³ 26 - 50 mg/m³ 51 - 75 mg/m³

30 30 30

0,730 0,695 0,775

1,493 1,421 1,585

50 53 47

0 - 25 mg/m³ 26 - 50 mg/m³ 51 - 75 mg/m³

30 30 30

1,017 0,940 1,169

2,080 1,922 2,391

36 39 31

0 -50 mg/m³ 51 - 100 mg/m³ 101 -150 mg/m³ 151 -200 mg/m³

30 30 30 30

1,372 1,329 1,522 1,396

2,806 2,718 3,112 2,855

71 74 64 70

0 - 10,5 Vol.-% 10,5 - 21,0 Vol.-%

30 30

0,052 0,055

0,106 0,112

236 223

Kohlenmonoxid:

Schwefeldioxid:

Stickstoffmonoxid:

Sauerstoff:

Bewertung: erfüllt



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Typprüfung

Anforderung 1.1.12 Die Eignungsprüfung umfaßt die vollständige Meßeinrichtung einschließlich Probenahme, Probenaufbereitung und Datenaufzeichnung oder -ausgabe. Die Bedienungsanleitung des Herstellers ist in die Eignungsprüfung einzubeziehen. Die Typprüfung umfaßte die gesamte Meßeinrichtung einschließlich Probenahme, Probenaufbereitung und Registriereinrichtung (vgl. Abs. 3.1). Die Bedienungsanleitung wurde auf die praktische Anwendbarkeit hin überprüft. Bewertung: erfüllt

5.1.13

Nenngebrauchsbedingungen

Anforderung 1.1.13 Die Mindestanforderungen sollen unter den nachfolgend angeführten Nenngebrauchsbedingungen gemäß DIN 43 745, vom Februar 1975, Einsatzgruppe II, eingehalten werden: a) Netzspannung b) Relative Luftfeuchtigkeit c) Gehalt der Luft an Flüssigwasser d) Schwingung Für die Betriebslage sind die Toleranzgrenzen vom Hersteller festzulegen.



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zu a)

Hierzu wurde die Stromversorgung mit einem Trenntrafo im Spannungsbereich von 185 V bis 264 V untersucht. Dabei wurden keine Auswirkungen der Netzspannungsänderungen auf das Meßsignal am Nullpunkt und am Referenzpunkt festgestellt.

zu b)

Nach Angaben des Herstellers ist die Meßeinrichtung unempfindlich gegen Luftfeuchtigkeit (ohne Betauung).

zu c)

Die Meßeinrichtung ist in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht und damit vor Tropfwasser geschützt.

zu d)

Die bei den Untersuchungen im Feldtest an der Anlage aufgetretenen Schwingungen beeinflußten die Messungen nicht.

Das Gerät ist stets in normaler Betriebslage zu montieren. Bewertung: erfüllt

5.1.14

Automatische Justierung

Anforderung 1.1.14 Bei Meßeinrichtungen mit automatischer Funktionsprüfung und Nachjustierung soll ein Statussignal ausgegeben werden, wenn bei der automatischen Korrektur ±6% des Anzeigebereiches überschritten wird. Die Meßeinrichtung gibt nach der automatischen Justierung ein Statussignal aus, wenn die Abweichung des zu korrigierenden Null- oder Referenzpunktes ±6% des Anzeigebereiches überschreitet. Der Analysator gibt in diesem Fall das Statussignal “Wartungsbedarf“ aus. Bewertung: erfüllt



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06.08.1997 Seite 42

5.2

Anforderungen an Meßgeräte für gasförmige Luftverunreinigungen und für den Sauerstoffgehalt

5.2.1

Verfügbarkeit

Anforderung 1.5.1 Die Verfügbarkeit der Meßeinrichtungen für Sauerstoff soll abweichend von 1.1.9 im Dauereinsatz mindestens 95% betragen und in der Eignungsprüfung 98% erreichen. Die Verfügbarkeit wurde für das Meßsystem Uras 14 ermittelt. Sie lag bei Anlage 1 bei 99,1% und bei Anlage 2 bei 98,1% (vgl. Abs. 1.1.9). Bewertung: erfüllt

5.2.2

Nachweisgrenze

Anforderung 1.5.2 und 1.4.1.1 Die Nachweisgrenze der Meßeinrichtungen soll für Sauerstoff 0,2 Vol.-% und für CO, SO2 und NO 2% des empfindlichsten Anzeigebereiches nicht übersteigen. Ihre Bestimmung erfolgte durch 30-malige Vorgabe von Nullpunktgas. Zwischen der Nullpunktgasaufgabe wurden die Analysatoren mit Meßgas beaufschlagt. Die einzelnen Meßwerte sind in der Anlage 4 zusammengestellt. Über die Bestimmung der Standardabweichung der Nullpunktanzeige:

sX 0 = ±

mit

∑(x

oi

− xo ) 2

n −1

xoi = Meßwert bei Nullpunktgas-Aufgabe xo = mittl. Leerwert

tn-1;0,95 = Studentfaktor für 95% Sicherheit (einseitig) errechnet sich die Meßschwelle x (nach VDI 2449, Blatt 1, vom Februar 1995) zu



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x = xo + tn-1;0,95*sxo

Gerät (1)

Gerät (2)

30 1,80 0,013 1,82 0,1 0,13

30 1,59 0,015 1,62 0,1 0,13

30 1,54 0,036 1,60 0,3 0,40

30 1,94 0,039 2,01 0,3 0,40

Kohlenmonoxid n xo sxo x x x

(in mA) (in mA) (in mA) (in mg/m³) (in % vom MBE)

Schwefeldioxid n xo sxo x x x




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Gerät (1)

Gerät (2)

30 2,42 0,021 2,45 0,4 0,20

30 2,36 0,026 2,40 0,5 0,30

30 2,03 0,010 2,04 0,09

30 2,00 0,011 2,02 0,10

Stickstoffmonoxid n xo sxo x x x


Sauerstoff n xo sxo x x

(in mA) (in mA) (in mA) (in Vol.-%)

Bewertung: erfüllt

5.2.3, 5.2.4 und 5.2.5

Umgebungstemperatur-Abhängigkeit des Nullpunktmeßsignals und der Empfindlichkeit

Anforderung 1.5.3 und 1.4.1.2 Der zulässige Umgebungstemperaturbereich beträgt +5 bis +40°C. Er sollte -10°C und +55°C entsprechend DIN 43 745, vom Februar 1975, Einsatzgruppe II, erreichen. Anforderung 1.5.4 und 1.4.1.3 Die Temperaturabhängigkeit der Nullpunktanzeige soll, bei einer Änderung der Umgebungstemperatur um 10 K, im zulässigen Temperaturbereich nicht mehr als ±2% des Anzeigebereiches betragen (für O2: ±0,2 Vol.-%). Eine Beeinflussung des Nullpunktes durch Änderungen der Temperatur des Meßgutes soll durch geeignete Maßnahmen kompensiert werden.

Anforderung 1.5.5 und 1.4.1.4



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Die Änderung der Referenzpunktanzeige, verursacht durch eine Temperaturabhängigkeit der Empfindlichkeit, soll bei einer Änderung der Umgebungstemperatur um 10 K im zulässigen Temperaturbereich nicht mehr als ±3% des Sollwertes betragen (für O2: ±0,2 Vol.-%). Eine Beinflussung der Empfindlichkeit durch Änderungen der Temperatur des Meßgutes soll durch geeignete Maßnahmen kompensiert werden. Zur Untersuchung des Einflusses der Umgebungstemperatur auf die Meßsysteme wurden diese in einer Klimakammer installiert. Geprüft wurde im Temperaturbereich von 5°C bis 40°C, in Intervallen von 10 K, jeweils durch 5 bis 10-minütige Aufgabe von Nullpunktgas und Prüfgasen mit Gehalten von 20,0 Vol.-% O2, 78 ppm NO, 57 mg/m³ SO2 und 40 ppm CO, jeweils in Stickstoff. Beginnend bei 25°C wurde die Temperatur auf 40°C erhöht, dann auf 5°C abgesenkt und wieder auf 25°C zurückgebracht. Die Anpassungszeit an die neu eingestellte Temperatur betrug jeweils 4 Stunden. Die Registriereinrichtungen waren außerhalb der Klimakammer aufgestellt. Die Änderungen des Nullpunkt-Meßsignals bei 10 K Temperaturänderung sind in den folgenden Tabellen zusammengestellt: Änderung der Anzeige am Nullpunkt in % vom MBE Temperaturstufe

25°C - 35°C 35°C - 40°C 40°C - 35°C 35°C - 25°C 25°C - 15°C 15°C - 5°C 5°C - 15°C 15°C - 25°C

Gerät (1)

Gerät (2)

CO

SO2

NO

CO

SO2

NO

0,4 -0,2 0,1 -0,4 -0,3 0,1 0,6 0,2

-0,2 -0,8 0,9 0,6 0,8 1,3 -0,8 -0,7

0,0 -0,4 0,4 0,3 -0,1 -0,1 -0,2 -0,4

0,2 0,1 0,0 -0,4 -0,3 -0,8 0,0 -0,3

0,1 -0,5 0,3 0,7 1,1 -0,2 -0,1 -1,1

-0,3 0,0 0,1 0,1 0,6 -0,3 0,3 -0,6



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Änderung der Anzeige am Nullpunkt in Vol.% Temperaturstufe


Gerät (1)

Gerät (2)

O2

O2

0,04 0,04 -0,03 -0,15 -0,07 -0,04 0,03 0,03

0,00 -0,01 -0,03 -0,04 -0,03 -0,03 0,01 0,03

Die Änderungen des Empfindlichkeit bei 10 K Temperaturänderung sind in den folgenden Tabellen zusammengestellt: Änderung der Anzeige am Referenzpunkt in % vom Sollwert Temperaturstufe


Gerät (1)

Gerät (2)

CO

SO2

NO

CO

SO2

NO

0,5 -0,2 -0,1 -0,5 -0,2 0,3 0,7 0,3

-0,8 -1,0 1,3 1,5 2,3 2,7 -1,4 -1,6

-0,1 -0,5 0,6 0,5 0,5 0,3 -0,3 -0,5

0,2 -0,2 0,2 0,3 0,4 0,2 -0,8 -0,6

-0,9 -1,0 0,8 1,9 2,4 2,2 -1,4 -1,6

-0,8 -0,3 0,0 1,3 2,0 0,7 -0,5 -1,5



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06.08.1997 Seite 47

Änderung der Anzeige am Referenzpunkt in Vol.% Temperaturstufe


Gerät (1)

Gerät (2)

O2

O2

0,04 0,07 -0,01 -0,04 -0,04 -0,06 0,04 0,04

-0,01 0,00 0,00 0,10 0,07 0,08 -0,13 -0,13

Bewertung: erfüllt

5.2.6

Änderung des Probegasdurchflusses

Anforderung 1.5.6 Der Einfluß von Änderungen des Probegasdurchflusses am O2-Kanal ist anzugeben. Der Einfluß von Änderungen des Probegasdurchflusses wurde im Bereich von 30 bis 80 l/h am Null- und Referenzpunkt bestimmt. Der Einfluß dieser Änderungen über den gesamten Bereich war kleiner als 0,2 Vol. % pro 10 l/h Durchflußänderung. Bei den anderen Komponenten konnte kein Einfluß beobachtet werden. Bewertung: erfüllt



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06.08.1997 Seite 48

Einflüsse durch Querempfindlichkeiten

Anforderung 1.5.7 und 1.4.1.5 Der Störeinfluß durch die Querempfindlichkeit gegenüber im Meßgut enthaltenen Begleitstoffen in den üblicherweise in Abgasen auftretenden Massenkonzentrationen soll insgesamt nicht mehr als ±4% des Anzeigebereiches (O2: ±0,2 Vol.-%) betragen. Kann diese Forderung nicht eingehalten werden, soll der Einfluß der jeweiligen Störkomponente auf das Meßsignal durch geeignete Maßnahmen berücksichtigt werden. Der Einfluß von Begleitstoffen wurde durch Aufgabe entsprechender Prüfgasgemische auf die Meßeinrichtungen vor dem Kühler bzw. durch Befeuchten des Prüfgases ermittelt. Die Herstellung der Gasgemische erfolgte mit Hilfe einer Gasmischpumpe der Fa. Wösthoff bzw. mit Massenflußreglern der Fa. MKS, wobei das Grundgas mit bekannter Konzentration der Meßkomponente mit einem Prüfgas mit bekanntem Gehalt an den jeweiligen Störkomponenten in Stickstoff gemischt wurde. Untersucht wurde der Einfluß von: Wasserdampf....................................................................70 Kohlenmonoxid..............................................................300 Kohlendioxid....................................................................15 Stickstoffmonoxid ..........................................................320 Stickstoffdioxid ................................................................35 Distickstoffmonoxid.........................................................30 Schwefeldioxid...............................................................329 Schwefeldioxid.............................................................1050 Ammoniak........................................................................20 Sauerstoff ......................................................................10,0 Methan.............................................................................5,7 Methan..............................................................................51

°C (30 Vol. %) mg/m³ Vol.-% mg/m³ mg/m³ mg/m³ mg/m³ 1) mg/m³ 2) mg/m³ % mg/m³ 1) mg/m³ 2)

Bei der Summation der Querempfindlichkeiten wurde mit den Abweichungen bei der Aufgabe von 329 mg/m³ SO2 gerechnet. Entgegen der im ″Prüfkatalog für die Eignungsprüfung von Meßeinrichtungen für kontinuierliche Emissionsmessungen“ geforderten Konzentration der QE-Komponente Methan von 50 mg/m³ wurde der SO2-Kanal mit einer Konzentration 5,7 mg/m³ beaufschlagt. Eine Konzentration an Methan, die zu einer Überschreitung der zulässigen QE führen könnte, ist üblicherweise an Anlagen der 17. BImSchV nicht vorstellbar, da sie eine Überschreitung des Grenzwertes für Gesamtkohlenstoff zur Folge hätte. Als Hauptmethanquelle sind nur erdgasbetriebene Stützbrenner relevant. Ein nennenswerter Schlupf von Methan ist jedoch an Anlagen der 17. BImSchV nicht bekannt. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit des Einbaus einer Filterküvette, um die QE gegen



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06.08.1997 Seite 49

Methan zu verringern. Da dies jedoch zu einer Verringerung der Empfindlichkeit führt und an der Müllverbrennungsanlage kein Methan zu erwarten war, wurde die Eignungsprüfung mit Geräten ohne Filterung durchgeführt.

Der Einfluß der Begleitstoffe auf den Nullpunkt, dargestellt als Abweichung vom Meßbereichsendwert, zeigen die folgenden Tabellen: CO-Kanal: (in %)

Summe:

SO2-Kanal: (in %)

Summe: NO-Kanal: (in %)

Störkomponente:

Gerät 1

Gerät 2

SO2 SO2 NO O2 CO2 NH3 NO2 CH4 N2O H2O

0,1 0,1 0,1 0,0 -0,4 0,1 0,1 0,0 1,8 0,0

0,1 -0,1 -0,1 -0,1 1,5 0,1 0,0 -0,1 -0,2 0,0

2,2 -0,4

1,7 -0,5

Störkomponente:

Gerät 1

Gerät 2

NO CO O2 CO2 NH3 NO2 CH4 N2O H2O

-0,1 0,2 1,3 -0,7 0,1 0,2 1,6 -0,3 0,1

0,2 -0,2 0,5 -1,1 0,0 0,0 1,6 -0,3 0,0

3,5 -1,1 Gerät 1

2,3 -1,6 Gerät 2

positive Abweichungen negative Abweichungen

positive Abweichungen negative Abweichungen Störkomponente:


1) 2)

2)

1)


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SO2 SO2 CO O2 CO2 NH3 NO2 CH4 N2O H2O Summe:

O2-Kanal: (in %)

Summe:


06.08.1997 Seite 50

0,0 -0,1 -0,4 -0,7 2,1 0,1 0,8 0,1 0,4 0,1

0,1 0,2 -0,4 -0,6 1,6 0,0 0,9 0,1 0,1 0,0

3,6 -1,1

2,8 -1,0

Störkomponente:

Gerät 1

Gerät 2

SO2 SO2 NO CO CO2 NH3 NO2 CH4 N2O H2O

-0,01 0,00 0,01 -0,01 -0,01 0,00 -0,01 0,01 0,00 0,00

-0,03 0,00 0,01 0,01 -0,01 0,00 0,03 0,01 0,00 0,00

0,02 -0,04

0,06 -0,04



1) 2)

2)

1) 2)

2)


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06.08.1997 Seite 51

Der Einfluß der Begleitstoffe auf den Referenzpunkt, dargestellt als Abweichung vom Meßbereichsendwert, zeigen die folgenden Tabellen: CO-Kanal: (in %)

Summe:

SO2-Kanal: (in %)

Summe:

Störkomponente:

Gerät 1

Gerät 2

SO2 SO2 NO O2 CO2 NH3 NO2 CH4 N2O H2O

0,1 0,3 0,1 0,1 -1,1 -0,1 0,0 0,0 1,8 0,1

0,0 -0,2 -0,1 0,3 0,9 0,0 -0,1 -0,2 -0,3 0,1

2,2 -1,2

1,3 -0,7

Störkomponente:

Gerät 1

Gerät 2

NO CO O2 CO2 NH3 NO2 CH4 N2O H2O

-0,1 -0,2 1,3 -0,2 -0,3 0,2 1,7 -0,2 -0,5

-0,1 -0,2 0,4 -0,6 -0,2 -0,1 1,8 -0,1 0,5

3,2 -1,5

2,7 -1,3




1) 2)

2)

1)

TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun 60488 Frankfurt/Main NO-Kanal: (in %)

Summe:

06.08.1997 Seite 52

Störkomponente:

Gerät 1

Gerät 2

SO2 SO2 CO O2 CO2 NH3 NO2 CH4 N2O H2O

0,3 0,1 -0,3 -1,0 1,4 0,2 0,3 0,1 0,6 0,0

0,2 -0,1 -0,4 -1,2 0,9 0,1 0,4 0,1 0,4 -0,1

2,9 -1,3

2,1 -1,7


O2-Kanal: (in %)

Summe:

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Störkomponente:

Gerät 1

Gerät 2

SO2 SO2 NO CO CO2 NH3 NO2 CH4 N2O H2O

0,04 0,03 0,01 0,01 0,03 0,01 0,00 0,01 -0,04 -0,01

0,03 -0,03 -0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01 -0,06 0,00

0,11 -0,05

0,07 -0,07


Bewertung: erfüllt


1) 2)

1) 2)


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06.08.1997 Seite 53

Einstellzeit

Anforderung 1.5.8 und 1.4.1.6 Die Einstellzeit (90%-Zeit) der Meßeinrichtungen soll nicht mehr als 200 Sekunden betragen. Zur Ermittlung der Tot- und Einstellzeit wurden die gesamten meßgasführenden Teile der Meßeinrichtung mit Stickstoff bzw. Umgebungsluft gespült und dann im Überschuß Prüfgas aufgegeben und die Zeit bis zum Erreichen von 10% (Totzeit, T10) und 90% (Einstellzeit, T90) des erwarteten Meßwertes gestoppt. Folgende Zeiten wurden gemessen (Mittelwerte aus 3 Messungen): Gerät 1

Meßkanal

CO SO2 NO O2

Gerät 2

T10

T90

T10

T90

34 s 60 s 29 s 30 s

61 s 196 s 62 s 42 s

29 s 52 s 30 s 26 s

55 s 176 s 59 s 36 s

Bewertung: erfüllt

5.2.9/ 5.2.10

Zeitliche Driften der Nullpunktanzeige und der Empfindlichkeit

Anforderung 1.5.9 und 1.4.1.7 Die zeitliche Änderung der Nullpunktanzeige soll im Wartungsintervall ±2% des Anzeigebereiches (O2: ±0,2 Vol.-%) nicht übersteigen. Anforderung 1.5.10 und 1.4.1.8 Die zeitliche Änderung der Referenzpunktanzeige, verursacht durch eine Änderung der Empfindlichkeit, soll im Wartungsintervall ±4% des Sollwertes (O2: ±0,2 Vol.-%) nicht übersteigen. Die Meßsysteme wurden über einen Zeitraum von 139 Tagen im Dauertest betrieben. In diesem Zeitraum wurden für CO, SO2 und NO die Abweichungen der Nullpunktanzeige und der Empfindlichkeit durch die Aufgabe von Nullpunktgas (aufbereitete Umgebungsluft) und Prüfgasen mit bekanntem Gehalt an Kohlenmonoxid (70,9 mg/m³), Schwefeldioxid (70,7, 71,0 und 71,3 mg/m³) und Stickstoffmonoxid (192 mg/m³), jeweils in Stickstoff, im Intervall von einer Woche überprüft.



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06.08.1997 Seite 54

Die Überprüfung des O2-Kanals erfolgte ebenfalls wöchentlich, am Nullpunkt mit Stickstoff und am Endpunkt mit aufbereiteter Umgebungsluft (20,94 Vol.%) Die Parametrierung des Analysators war so gewählt, daß im Intervall von 24 h für CO, SO2 und NO eine automatische Nullpunktkorrektur ausgeführt und für O2 der Endpunkt neu justiert wurde. Der Nullpunkt des O2-Kanals ist systembedingt stabil und bedarf keiner Korrektur. Die manuelle Überprüfung von Nullpunkt und Empfindlichkeit wurde zu einem Zeitpunkt durchgeführt, an dem die automatische Korrektur ca. 24 h zurück lag. Alternativ kann die routinemäßige Driftkontrolle und ggf. Nachjustierung auch mit den Justierküvetten vorgenommen werden. Die Problematik des Einsatzes von Küvetten als Justierhilfe wurde im Eignungsprüfungsbericht Nr.: 158 2402 des TÜV Bayern Sachsen, vom 28.05.1993, im Zuge der Eignungsprüfung der Mehrkomponenten-Meßeinrichtung Uras 10E/10P eingehend behandelt. Ferner läuft bei der TÜV Umwelttechnik GmbH, TÜV Süddeutschland AG, seit mehr als 4 bzw. 7 Jahren eine Langzeitüberprüfung bezüglich der Stabilität der Küvetten, bei denen die Abweichungen für alle drei Komponenten bis heute unter ± 3 % des Ausgangswertes betragen. Die zeitlichen Änderungen des Nullpunktmeßsignals waren über den gesamten geprüften Zeitraum für Kohlenmonoxid an der Meßanlage 1 und 2 kleiner gleich ±1,9 % vom Meßbereichsendwert. Die zeitlichen Änderungen des Nullpunktmeßsignals waren über den gesamten geprüften Zeitraum für Schwefeldioxid an der Meßanlage 1 kleiner gleich ±1,4 % vom Meßbereichsendwert. An der Meßanlage 2 trat mit -2,3% einmalig eine Überschreitung der zulässigen Nullpunktdrift auf. Ansonsten waren die zeitlichen Änderungen des Nullpunktmeßsignals kleiner gleich ±1,7 % vom Meßbereichsendwert. Diese einmalige Überschreitung wurde bei der Bewertung außer acht gelassen. Die zeitlichen Änderungen des Nullpunktmeßsignals waren über den gesamten geprüften Zeitraum für Stickstoffmonoxid an der Meßanlage 1 kleiner gleich ±0,9 % und an der Meßanlage 2 kleiner gleich ±1,5 % vom Meßbereichsendwert. Die zeitlichen Änderungen des Nullpunktmeßsignals waren über den gesamten geprüften Zeitraum für Sauerstoff an der Meßanlage 1 und 2 keiner gleich ±0,19 Vol.-%. Die zeitlichen Änderungen der Empfindlichkeit waren über den gesamten geprüften Zeitraum für Kohlenmonoxid an der Meßanlage 1 kleiner gleich ±2,4 und an der Meßanlage 2 kleiner gleich ±1,5 %, bezogen auf den Prüfgassollwert. Die zeitlichen Änderungen der Empfindlichkeit waren über den gesamten geprüften Zeitraum für Schwefeldioxid an der Meßanlage 1 kleiner gleich ±3,2 % und an der Meßanlage 2 kleiner gleich ±3,9 %, bezogen auf den Prüfgassollwert.



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06.08.1997 Seite 55

Die zeitlichen Änderungen der Empfindlichkeit waren über den gesamten geprüften Zeitraum für Stickstoffmonoxid an der Meßanlage 1 kleiner gleich ±3,0 % und an der Meßanlage 2 kleiner gleich ±3,4 %, bezogen auf den Prüfgassollwert. Die zeitlichen Änderungen der Empfindlichkeit waren über den gesamten geprüften Zeitraum für Sauerstoff an der Meßanlage 1 kleiner gleich ±0,08 Vol.-% und an der Meßanlage 2 kleiner gleich ±0,13 Vol. %. Bewertung: erfüllt

5.2.11

Probenahme und Probenaufbereitung

Anforderung 1.5.11 und 1.4.1.9 Probenahme und Probenaufbereitung sind bezüglich Werkstoff und Beheizung so zu gestalten, daß eine einwandfreie Feststoffilterung erreicht und Umsetzungen sowie Verschleppungseffekte durch Adsorptions- und Desorptionserscheinungen so weit wie möglich vermieden werden. Die Probenahme und -aufbereitung waren bezüglich Werkstoffen und Beheizung so beschaffen, daß die Zusammensetzung des Meßgases nicht beeinflußt wurde. Bewertung: erfüllt



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06.08.1997 Seite 56

Reproduzierbarkeit (vgl. Abs. 5.1.11)

Anforderung 1.5.12 Die Reproduzierbarkeit soll für Sauerstoff den Wert 70 und für Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid und Stickstoffmonoxid den Wert 30 nicht unterschreiten. In der Anlage 5 sind die Meßwertepaare zusammengestellt. Damit ergeben sich die folgenden Werte für die Reproduzierbarkeit: Konzentrationsklasse

n

sD

U

R

0 - 25 mg/m³ 26 - 50 mg/m³ 51 - 75 mg/m³

30 30 30

0,730 0,695 0,775

1,493 1,421 1,585

50 53 47

0 - 25 mg/m³ 26 - 50 mg/m³ 51 - 75 mg/m³

30 30 30

1,017 0,940 1,169

2,080 1,922 2,391

36 39 31

0 -50 mg/m³ 51 - 100 mg/m³ 101 -150 mg/m³ 151 -200 mg/m³

30 30 30 30

1,372 1,329 1,522 1,396

2,806 2,718 3,112 2,855

71 74 64 70

0 - 10,5 Vol.-% 10,5 - 21,0 Vol.-%

30 30

0,052 0,055

0,106 0,112

236 223

Kohlenmonoxid:

Schwefeldioxid:

Stickstoffmonoxid:

Sauerstoff:

Bewertung: erfüllt


TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun 60488 Frankfurt/Main 6.

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06.08.1997 Seite 57

Stellungnahme

Die TÜV Umwelttechnik GmbH (TÜV Süddeutschland AG) wurde im Juli 1996 von der Fa. Hartmann & Braun GmbH & Co. KG, 60488 Frankfurt/ Main, beauftragt, die Typprüfung des Mehrkomponenten-Meßsystems Advance Cemas-NDIR, mit dem Analysator Uras 14, für die Komponenten Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Stickstoffmonoxid und Sauerstoff durchzuführen. Der Analysator ist mit einer elektrochemischen Meßzelle für Sauerstoff und mit nach dem NDIR-Prinzip arbeitenden Kanälen für CO, SO2 und NO ausgerüstet. Die Untersuchungen wurden am Abgaskanal einer Abfallverbrennungsanlage, nach der Rauchgasreinigungsanlage, durchgeführt. Die Meßeinrichtungen erfüllten während des Prüfzeitraumes die in den “Richtlinien für die Eignungsprüfung, den Einbau und die Wartung kontinuierlich arbeitender Emissionsmeßgeräte, Rundschreiben des BMU vom 1.3.1990; IG I - 556134/4”, gestellten Mindestanforderungen. Da mit baugleichem Sauerstoffsensor im Meßbereich von 0 - 10 Vol. % O2 bereits bei früheren Eignungsprüfungen die Mindestanforderungen erfüllt wurden, wird dieser Meßbereich auch in den vorliegenden Bekanntgabevorschlag aufgenommen. Auf Wunsch des Herstellers soll für Anlagen der TA Luft, der 13. BImSchV und der 17. BImSchV der Analysator Uras 14 gesondert zugelassen werden, um ihn mit anderen, bereits in früheren Eignungsprüfungen eingesetzten Systemkomponenten, kombinieren zu können. Es werden folgende Bekanntgabetexte vorgeschlagen: 1. Advance Cemas-NDIR mit dem Analysator Uras 14 für CO, SO2, NO und O2

Hersteller:

Hartmann & Braun GmbH & Co. KG 60488 Frankfurt/Main

Eignung:

Für Anlagen der TA Luft, der 13. BImSchV, der 17. BImSchV und Anlagen mit vergleichbarer Abgasmatrix

Kleinste Meßbereiche bei der Eignungsprüfung: 0 - 75 mg/m³ CO 0 - 75 mg/m³ SO2 0 - 200 mg/m³ NO 0 - 10/25 Vol.-% O2



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06.08.1997 Seite 60 Anlage 2

Ergebnisse der Überprüfung der Gerätekennlinien: Kohlenstoffmonoxid: (100 % entsprechen 61 mg/m³) Anlage 1

Anlage 2

Mischung

Ist/mA

Soll/mA

Abweichung

Ist/mA

Soll/mA

Abweichung

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

16,71 15,23 13,73 12,27 10,80 9,35 7,89 6,42 4,97 3,49 2,00

16,71 15,24 13,77 12,30 10,83 9,36 7,88 6,41 4,94 3,47 2,00

0,0% -0,1% -0,2% -0,2% -0,2% -0,1% 0,1% 0,1% 0,2% 0,1% 0,0%

16,66 15,17 13,70 12,24 10,76 9,33 7,87 6,42 4,96 3,49 2,00

16,66 15,19 13,73 12,26 10,80 9,33 7,86 6,40 4,93 3,47 2,00

0,0% -0,1% -0,2% -0,1% -0,2% 0,0% 0,1% 0,1% 0,2% 0,1% 0,0%

Schwefeldioxid:

(100 % entsprechen 57 mg/m³) Anlage 1

Anlage 2

Mischung

Ist/mA

Soll/mA

Abweichung

Ist/mA

Soll/mA

Abweichung

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

15,66 14,21 12,87 11,48 10,10 8,75 7,44 6,12 4,72 3,36 2,00

15,66 14,29 12,93 11,56 10,20 8,83 7,46 6,10 4,73 3,37 2,00

0,0% -0,4% -0,3% -0,4% -0,6% -0,4% -0,1% 0,1% -0,1% -0,1% 0,0%

15,66 14,26 12,90 11,52 10,16 8,83 7,48 6,14 4,73 3,37 2,00

15,66 14,29 12,93 11,56 10,20 8,83 7,46 6,10 4,73 3,37 2,00

0,0% -0,2% -0,2% -0,2% -0,2% 0,0% 0,1% 0,2% 0,0% 0,0% 0,0%

Abweichungen in % vom Meßbereichsendwert.



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06.08.1997 Seite 61 Anlage 2

Ergebnisse der Überprüfung der Gerätekennlinien: (100 % entsprechen 178 mg/m³)

Stickstoffmonoxid:

Anlage 1

Anlage 2

Mischung

Ist/mA

Soll/mA

Abweichung

Ist/mA

Soll/mA

Abweichung

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

18,00 16,49 14,85 13,23 11,63 10,01 8,42 6,82 5,22 3,59 2,00

18,00 16,40 14,80 13,20 11,60 10,00 8,40 6,80 5,20 3,60 2,00

0,0% 0,5% 0,3% 0,2% 0,2% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% -0,1% 0,0%

17,97 16,48 14,82 13,18 11,57 9,97 8,39 6,80 5,19 3,59 2,00

17,97 16,37 14,77 13,18 11,58 9,98 8,38 6,79 5,19 3,60 2,00

0,0% 0,6% 0,3% 0,0% -0,1% -0,1% 0,1% 0,1% 0,0% -0,1% 0,0%

Sauerstoff:

(100 % entsprechen 20,0 Vol.%) Anlage 1

Anlage 2

Mischung

Ist/mA

Soll/mA

Abweichung

Ist/mA

Soll/mA

Abweichung

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

16,40 14,94 13,49 12,06 10,63 9,21 7,79 6,35 4,92 3,46 2,00

16,40 14,96 13,52 12,08 10,64 9,20 7,76 6,32 4,88 3,44 2,00

0,00% -0,03% -0,04% -0,03% -0,01% 0,01% 0,04% 0,04% 0,06% 0,03% 0,00%

16,42 14,95 13,49 12,06 10,62 9,21 7,78 6,35 4,92 3,47 2,00

16,42 14,98 13,54 12,09 10,65 9,21 7,77 6,33 4,88 3,44 2,00

0,00% -0,04% -0,07% -0,04% -0,04% 0,00% 0,01% 0,03% 0,06% 0,04% 0,00%

Abweichungen in % vom Meßbereichsendwert.



Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 62 Anlage 3

Ergebnisse der Vergleichsmessungen für Kohlenstoffmonoxid: Lfd. Nr.

CO-Analyse mg/m³

CO-Anlage 1 mg/m³

CO-Anlage 2 mg/m³

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

2 13 14 15 16 16 16 17 18 19 20 20 23 24 25 25 26 26 26 27 27 28 28 28 28 29 30 30 31 32 33 33 34 35 35 35 36 38 40 41

2 13 15 15 17 17 16 17 18 18 20 20 24 25 26 24 24 25 26 27 27 27 28 27 28 28 31 30 30 32 33 35 31 35 37 33 34 37 40 41

3 14 15 16 17 18 17 19 19 19 21 20 25 26 27 24 25 26 26 28 26 28 28 28 29 29 31 30 31 32 33 35 30 36 38 33 34 36 40 40



Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 63 Anlage 3

Ergebnisse der Vergleichsmessungen für Schwefeldioxid: Lfd. Nr.

SO2-Analyse mg/m³

SO2-Anlage 1 mg/m³

SO2-Anlage 2 mg/m³

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

8 16 17 24 26 27 34 38 38 40 40 40 45 45 46 47 47 47 48 49 50 51 52 52 53 56 57 57 61 65

4 13 14 19 21 24 27 33 42 30 30 32 40 42 34 41 41 41 41 44 45 45 50 47 45 55 49 50 56 59

6 15 16 22 24 27 30 35 43 32 33 34 42 42 36 43 43 44 43 48 46 48 51 51 47 57 54 56 60 60



Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 64 Anlage 3

Ergebnisse der Vergleichsmessungen für Stickstoffmonoxid: Lfd. Nr.

NO-Analyse mg/m³

NO-Anlage 1 mg/m³

NO-Anlage 2 mg/m³

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

73 74 81 87 95 99 102 102 102 102 107 112 115 116 117 118 118 123 125 128 129 130 131 131 131 132 135 137 139 140 142 142 143 145 149 152 153 161 168

79 79 86 96 99 108 107 105 105 106 111 116 119 117 124 119 120 126 127 131 133 133 129 131 131 135 136 139 134 143 141 139 145 145 147 154 154 162 161

77 77 85 94 97 106 107 102 104 105 109 113 117 115 122 117 117 123 125 129 130 131 128 129 130 133 134 138 132 141 139 137 143 143 145 152 151 159 160

1) Naßchemische Vergleichsmessung 2) Vergleichsmessung mittels Chemilumineszenz-Analysator


1) 1) 1) 1) 2) 1) 1) 2) 2) 2) 1) 2) 2) 1) 1) 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 1) 1) 1) 2) 2) 2) 1) 2) 1) 1) 2) 1) 1) 2) 2) 1) 1)


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 65 Anlage 3

Ergebnisse der Vergleichsmessungen für Sauerstoff: Lfd. Nr.

O2-Analyse Vol.%

O2-Anlage 1 Vol.%

O2-Anlage 2 Vol.%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

8,8 8,9 9,7 9,8 9,8 9,8 9,8 9,9 9,9 10,0 10,1 10,1 10,1 10,1 10,2 10,2 10,2 10,2 10,2 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,4 10,4 10,5 10,5 10,6 10,6 10,6 10,6 10,6 10,7 10,7 10,7 10,8 10,9 10,9

8,8 9,1 9,7 9,7 9,8 9,9 10,1 9,9 9,9 10,0 10,1 10,2 10,2 10,0 10,3 10,2 10,1 10,3 10,2 10,4 10,3 10,3 10,3 10,3 10,2 10,5 10,4 10,4 10,6 10,5 10,6 10,6 10,5 10,6 10,7 10,8 10,8 10,7 10,8 11,0

8,9 9,1 9,7 9,7 9,9 9,9 10,1 9,9 9,9 10,0 10,2 10,3 10,2 10,0 10,3 10,2 10,2 10,3 10,3 10,4 10,4 10,3 10,3 10,4 10,2 10,5 10,4 10,4 10,6 10,6 10,6 10,6 10,5 10,6 10,7 10,8 10,8 10,7 10,8 11,1



Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 66 Anlage 3

Graphische Darstellung der Regressionsgeraden mit Toleranz- und Vertrauensbereich:

Konzentration in mg/m³

Anlage 1 Kohlenstoffmonoxid 70 60 50 40 30 20 10 0 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

14

16

18

20

Geräteanzeige in mA


Anlage 2 Kohlenstoffmonoxid 70 60 50 40 30 20 10 0 2

4

6

8

10

12




Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 67 Anlage 3


Anlage 1 Schwefeldioxid 70 60 50 40 30 20 10 0 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

14

16

18

20



Anlage 2 Schwefeldioxid 70 60 50 40 30 20 10 0 2

4

6

8

10

12




Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 68 Anlage 3


Anlage 1 Stickstoffmonoxid 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

14

16

18

20



Anlage 2 Stickstoffmonoxid 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2

4

6

8

10

12




Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 69 Anlage 3

Konzentration in Vol. %

Anlage 1 Sauerstoff 25 20 15 10 5 0 2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

14

16

18

20


Konzentration in Vol. %

Anlage 2 Sauerstoff 25 20 15 10 5 0 2

4

6

8

10

12




Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

Leerwertmessungen zur Bestimmung der Nachweisgrenze: Kohlenstoffmonoxid: Lfd. Nr.

Anlage 1 mA

Anlage 2 mA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1,79 1,81 1,80 1,80 1,82 1,83 1,81 1,80 1,82 1,81 1,80 1,80 1,81 1,79 1,82 1,81 1,81 1,82 1,81 1,79 1,80 1,79 1,79 1,79 1,82 1,78 1,79 1,79 1,79 1,80

1,60 1,59 1,58 1,58 1,61 1,59 1,60 1,59 1,61 1,60 1,62 1,60 1,57 1,57 1,56 1,57 1,58 1,61 1,59 1,60 1,60 1,61 1,58 1,58 1,58 1,61 1,60 1,61 1,58 1,61


06.08.1997 Seite 70 Anlage 4


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

Schwefeldioxid: Lfd. Nr.

Anlage 1 mA

Anlage 2 mA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1,54 1,51 1,45 1,50 1,53 1,58 1,55 1,50 1,57 1,55 1,56 1,55 1,53 1,52 1,59 1,55 1,57 1,60 1,55 1,54 1,57 1,54 1,57 1,51 1,53 1,47 1,52 1,55 1,46 1,57

2,00 1,95 1,92 1,94 1,87 1,96 1,98 1,97 1,85 1,90 1,95 1,90 1,94 1,90 1,95 2,00 1,92 1,93 1,92 1,90 2,03 1,97 1,92 1,96 1,94 1,92 1,97 1,95 1,96 1,97


06.08.1997 Seite 71 Anlage 4


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

Stickstoffmonoxid: Lfd. Nr.

Anlage 1 mA

Anlage 2 mA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

2,42 2,42 2,39 2,42 2,42 2,44 2,42 2,40 2,43 2,39 2,37 2,39 2,43 2,42 2,46 2,40 2,38 2,42 2,39 2,40 2,44 2,44 2,45 2,41 2,44 2,43 2,42 2,43 2,41 2,43

2,40 2,36 2,33 2,31 2,33 2,33 2,37 2,33 2,34 2,36 2,37 2,39 2,34 2,30 2,35 2,34 2,35 2,36 2,38 2,34 2,37 2,40 2,39 2,37 2,36 2,37 2,39 2,40 2,35 2,36


06.08.1997 Seite 72 Anlage 4


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

Sauerstoff: Lfd. Nr.

Anlage 1 mA

Anlage 2 mA

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

2,03 2,03 2,03 2,02 2,04 2,04 2,04 2,03 2,04 2,03 2,02 2,04 2,03 2,03 2,03 2,02 2,03 2,04 2,03 2,03 2,02 2,03 2,03 2,02 2,03 2,02 2,01 2,02 2,00 2,01

2,02 2,02 2,01 2,01 2,00 2,00 2,00 2,00 1,99 1,98 2,00 1,99 1,99 1,99 1,98 2,00 2,01 2,00 2,00 2,00 2,01 2,00 2,00 2,01 1,98 2,00 2,01 1,98 1,99 2,00


06.08.1997 Seite 73 Anlage 4


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 74 Anlage 5

Reproduzierbarkeit: Kohlenstoffmonoxid: Klasse 0 - 25 mg/m

Klasse 26 - 50 mg/m³


Lfd. Nr.

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

0 1 1 1 1 7 8 9 11 12 12 15 15 16 16 16 17 17 17 18 19 19 20 20 21 21 21 22 23 23

0 2 1 1 3 8 9 10 11 13 13 15 16 17 16 18 17 17 19 19 18 19 21 21 22 22 22 24 24 23

26 27 27 27 28 28 29 30 31 32 32 32 35 35 35 37 37 39 39 40 40 40 40 40 42 43 44 44 46 47

27 27 29 28 29 30 29 30 33 33 32 33 36 35 35 37 37 39 41 41 40 41 41 41 42 44 44 45 46 48

50 50 51 51 51 51 51 51 51 51 51 51 52 52 52 53 53 54 54 54 55 55 56 57 58 59 60 60 62 62

51 51 52 51 52 51 51 53 53 53 52 52 53 52 52 53 54 54 54 55 57 56 55 58 59 60 59 62 61 62


75


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 75 Anlage 5

Schwefeldioxid: Klasse 0 - 25 mg/m



Lfd. Nr.

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1 2 2 2 2 2 3 4 5 5 6 6 6 7 8 10 10 11 11 11 12 12 13 13 13 14 14 15 19 22

2 2 2 2 2 2 2 4 8 3 7 7 5 8 10 11 8 9 10 12 11 11 12 13 14 17 13 13 21 20

26 26 27 27 29 31 31 32 34 35 36 37 39 39 40 41 42 42 43 43 44 44 44 46 47 47 47 48 49 49

25 28 25 26 29 29 30 31 30 32 37 36 38 39 38 41 43 42 43 43 44 44 44 46 46 48 48 48 50 49

51 51 52 53 53 54 54 55 55 56 56 56 58 59 60 60 61 61 61 63 63 63 64 64 64 65 65 68 68 69

51 53 52 54 55 54 56 52 55 57 55 57 59 61 60 61 58 64 63 63 60 62 66 66 65 65 67 67 70 68


76


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

Stickstoffmonoxid: Klasse 0 - 50 mg/m


Lfd. Nr.

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

22 23 24 26 29 30 30 33 37 38 41 42 43 43 43 45 45 46 46 46 46 47 48 48 49 49 49 49 50 50

20 23 23 25 26 30 30 31 34 38 38 40 43 43 40 43 43 47 44 46 46 44 48 53 50 49 46 48 49 48

50 64 71 73 76 77 78 81 82 84 85 87 88 89 89 89 90 91 92 92 94 94 96 96 96 97 98 98 99 99

51 63 73 73 75 77 76 79 80 83 84 86 89 86 91 86 91 87 90 91 93 93 93 96 93 93 97 99 99 98


06.08.1997 Seite 76 Anlage 5

77


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

Stickstoffmonoxid: Klasse 101 - 150 mg/m


Lfd. Nr.

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

Anlage 1 mg/m³

Anlage 2 mg/m³

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

102 103 104 107 107 109 109 111 111 112 112 115 117 117 118 120 121 121 122 122 126 130 130 131 131 131 134 137 138 142

101 105 103 102 105 109 107 109 109 108 111 117 115 114 117 123 122 119 124 121 125 126 131 131 130 130 136 135 137 145

151 151 151 151 152 152 152 152 152 152 153 153 154 154 155 155 155 156 156 157 159 159 160 160 161 165 165 167 167 170

151 150 149 151 148 149 151 153 152 152 152 154 155 155 154 155 154 155 157 157 160 161 161 164 156 162 161 168 165 170


06.08.1997 Seite 77 Anlage 5

78


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

Sauerstoff: Klasse 0 – 10,5 Vol.%

Klasse 10,6 – 21,0 Vol.%

Lfd. Nr.

Anlage 1 Vol.%

Anlage 2 Vol.%

Anlage 1 Vol.%

Anlage 2 Vol.%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

9,4 9,6 9,6 9,6 9,6 9,7 9,7 9,8 9,8 9,8 9,9 9,9 9,9 9,9 10,0 10,0 10,1 10,1 10,2 10,2 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,3 10,4 10,5 10,5

9,6 9,6 9,4 9,6 9,7 9,7 9,7 9,8 9,8 9,8 9,9 9,8 10,0 9,9 10,0 10,1 10,0 10,1 10,2 10,2 10,3 10,4 10,3 10,3 10,3 10,4 10,3 10,4 10,4 10,5

10,6 10,6 10,6 10,7 10,7 10,7 10,7 10,7 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,9 10,9 10,9 11,0 11,0 11,0 11,1 11,1 11,3 11,3 11,4 11,4 11,7 12,4 12,5 13,9

10,6 10,6 10,6 10,7 10,7 10,7 10,8 10,8 10,8 10,7 10,7 10,8 10,8 10,8 10,9 10,9 10,8 11,0 11,0 11,1 11,1 11,3 11,3 11,4 11,3 11,4 11,6 12,3 12,7 13,9


06.08.1997 Seite 78 Anlage 5

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06.08.1997 Seite 79 Anlage 6

B1

Mindestanforderungen an kontinuierliche Emissionsmeßeinrichtungen bei der Eignungsprüfung (Entwurf der Neufassung vom 23.04.1996)

1.1

Allgemeines

1.1.1

Die Eignungprüfung soll unter Beachtung der Begriffsbestimmungen der Richtlinie VDI 2449 Blatt 1 vom Feb.1995, der Norm DIN ISO 6879 (Ausgabe Jan. 1984) und der Norm DIN IEC 359 (Ausgabe Sept. 1993) durchgeführt werden.

1.1.2

Die Einhaltung der Mindestanforderungen soll bei der Eignungsprüfung während eines wenigstens dreimonatigen Dauertestes nachgewiesen werden. Der Dauertest soll nach Möglichkeit an einem einzigen Prüfort während eines zusammenhängenden Zeitraumes durchgeführt werden. Nur in Ausnahmefällen können kürzere Prüfzeiträume aus Einsätzen an unterschiedlichen Prüforten auf den Dauertest angerechnet werden.

1.1.3

Bei der Eignungsprüfung soll der Zusammenhang zwischen der Geräteanzeige und dem mit einem Konventionsverfahren zum Beispiel als Massenkonzentration, Volumenkonzentration oder Volumenstrom ermittelten Wert des Meßobjektes im Abgas durch Regressionsrechnung ermittelt werden (Analysenfunktion). Jedem Meßgerät ist eine vom Hersteller ermittelte Gerätekennlinie mitzuliefern. Die Gerätekennlinie ist gemäß Richtlinie VDI 3950 Blatt 1 (Ausgabe Juli 1994) zu überprüfen.

1.1.4

Die Justierung der Meß- und Auswerteeinrichtungen soll im Betrieb gegen unbefugtes oder unbeabsichtigtes Verstellen gesichert werden können.

1.1.5

Die Lage des Nullpunktes (lebender Nullpunkt) der Geräteanzeige soll bei etwa 10 % oder 20 %, die Lage des Referenzpunktes bei etwa 70 % des Vollausschlages liegen.

1.1.6

Die Meßeinrichtungen sollen so beschaffen sein, daß der Anzeigebereich auf die jeweilige Meßaufgabe abgestimmt werden kann. In der Regel soll der Anzeigebereich für Anlagen im Sinn der TA Luft und 13.BImSchV das 2,5- bis 3-fache, für Anlagen der 17. BImSchV das 1,5-fache des geltenden Emissionsgrenzwertes nach § 5 Abs. 1 Nr. 2- 4 17.BImSchV betragen.

1.1.7

Die Meßeinrichtungen müssen einen Meßwertausgang besitzen, an den ein zusätzliches Anzeige- oder Registriergerät angeschlossen werden kann.

1.1.8

Die Meßeinrichtungen müssen in der Lage sein, einem nachgeschalteten Auswertesystem ihren jeweiligen Betriebszustand (Betriebsbereitschaft, Wartung, Störung) über Statussignal mitzuteilen.


80


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 80 Anlage 6

1.1.9

Die Verfügbarkeit der Meßeinrichtungen muß im Dauereinsatz mindestens 90 % und in der Eignungsprüfung 95 % erreichen. (Die Verfügbarkeit beschreibt den Zeitanteil, während dessen verwertbare Meßergebnisse zur Beurteilung des Emissionsverhaltens einer Anlage anfallen.)

1.1.10

Das Wartungsintervall der Meßeinrichtungen ist zu ermitteln und anzugeben. Das Wartungsintervall muß mindestens 8 Tage betragen.

1.1.11

Die Reproduzierbarkeit RD ist aus Doppelbestimmungen zu ermitteln. Sie ist zu bestimmen nach: Meßbereichsendwert RD = ------------------------------Sd Tf; 0,95 Sd : Standardabweichung aus Doppelbestimmungen Tf; 0,95 : Studentfaktor, statistische Sicherheit 95 % Die Doppelbestimmungen sind mit zwei baugleichen vollständigen Meßeinrichtungen am gleichen Meßort zeitgleich durchzuführen. Die Reproduzierbarkeit ist im kleinsten Meßbereich unter Berücksichtigung von Nr. 1.1.6 zu bestimmen.

1.1.12

Die Eignungsprüfung umfaßt die vollständige Meßeinrichtung einschließlich Probenahme, Probenaufbereitung und Datenausgabe. Die Bedienungsanleitung des Herstellers, die in deutscher Sprache vorliegen muß, ist in die Eignungsprüfung einzubeziehen.

1.1.13

Die Mindestanforderungen müssen unter den nachstehend aufgeführten Nenngebrauchsbedingungen gemäß DIN IEC 539, Nenngebrauchsbereich II, eingehalten werden: a, Netzspannung b, Relative Luftfeuchtigkeit c, Gehalt der Luft an Flüssigwasser d, Schwingung. Für die Betriebslage sind die Toleranzgrenzen vom Hersteller festzulegen.

1.1.14

Bei Meßeinrichtungen mit automatischer Funktionsprüfung und Nachjustierung sind diese Funktionen in die Eignungsprüfung einzubeziehen. Der maximal zulässige Korrekturbereich, in dem eine Nachjustierung möglich ist, ist zu ermitteln. Wird dieser überschritten, muß ein Statussignal gegeben werden.

1.1.15

Der Einsatz der Meß- und Auswerteeinrichtungen muß in den nachstehenden Bereichen der Umgebungstemperatur möglich sein:


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06.08.1997 Seite 81 Anlage 6

- für Baugruppen mit Installation im Freien (ungeschützte Umgebungsbedingungen) 20°C bis 50°C, - für Baugruppen mit Installation an temperaturkontrollierten Orten 5°C bis 40°C. 1.1.16

Bei teilstromentnehmenden Meßsystemen ist der Einfluß von Änderungen des Probegasdurchflusses auf das Meßsignal anzugeben und soll ± 1%, bezogen auf den Meßbereich, nicht überschreiten. Bei Über-/Unterschreiten des zulässigen Wertes ist ein Statussignal vorzusehen.

1.1.17

Mehrkomponenten-Meßeinrichtungen müssen die Anforderung für jede Einzelkomponente, auch bei Simultanbetrieb aller Meßkanäle, erfüllen.

1.2

Staubförmige Emissionen

1.2.1

Bestimmung der Massenkonzentration

1.2.1.1 Die Reproduzierbarkeit RD nach 1.1.11 hat den Wert 50 für den Meßbereich ≥ 20 mg/m³ und den Wert 30 für den Meßbereich ≤ 20 mg/m³ nicht zu unterschreiten. 1.2.1.2 Die zeitliche Änderung der Nullpunktanzeige hat im Wartungsintervall ± 2% (Meßbereich ≥ 20 mg/m³) bzw. ± 3% (Meßbereich ≤ 20 mg/m³) des Anzeigebereiches nicht zu überschreiten. Die zeitliche Änderung der Referenzpunktanzeige hat im Wartungsintervall ± 2% (Meßbereich ≥ 20 mg/m³) bzw. ± 3% (Meßbereich ≤ 20 mg/m³) des Sollwertes nicht zu überschreiten. 1.2.1.3 Die Abweichung der Istwerte von den Sollwerten der Gerätekennlinie gemäß Ziffer 1.1.3 hat nicht mehr als ± 2% des Anzeigebereiches zu betragen. 1.2.1.4 Beruht das Meßprinzip auf optischen Verfahren, müssen die Meßeinrichtungen eine Vorrichtung besitzen, die eine Kontrolle der Verschmutzung während des Betriebes ermöglicht. Gegebenenfalls sind optische Grenzflächen durch staubfreie Spülluft gegen Verschmutzung zu schützen. 1.2.1.5 Beruht das Meßprinzip auf optischen Verfahren, ist der Störeinfluß bei Auswanderung des Meßstrahles anzugeben. Er soll nicht mehr als 2% des Anzeigebereiches in einem Winkelbereich von ± 0,3° betragen.


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06.08.1997 Seite 82 Anlage 6

1.2.1.6 Die Meßeinrichtungen sollen eine Vorrichtung besitzen, die eine automatische Aufzeichnung von Null- und Referenzpunkt in regelmäßigen Abständen ermöglicht. Bei Meßeinrichtungen mit automatischer Nullpunktkorrektur soll der Korrekturbetrag als Maß der Verschmutzung aufgezeichnet werden. 1.2.1.7 Bei extraktiv arbeitenden Meßeinrichtungen soll das abgesaugte Abgasvolumen eine Genauigkeit von ± 5% vom Sollwert haben. 1.2.2

Qualitative Meßverfahren

1.2.2.1 Überwacht die Meßeinrichtung die Funktion einer Abgasreinigungsanlage, ist die Kalibrierfähigkeit mit einem gravimetrischen Konventionsverfahren nachzuweisen. Die Meßeinrichtungen sollen eine Kontrolle vom Nullpunkt und Referenzpunkt ermöglichen. Nullpunkt und Referenzpunkt sind mindestens einmal im Wartungsintervall zu überprüfen und aufzuzeichnen. 1.2.2.2 Die Meßeinrichtungen müssen zwei wählbare Alarmschwellen besitzen, die sich über den gesamten Anzeigebereich einstellen lassen. 1.2.2.3 Die Reproduzierbarkeit nach 1.1.11 soll mindestens 30 betragen. Die Abweichung der Istwerte von den Sollwerten der Gerätekennlinie gemäß Ziffer 1.1.3 hat nicht mehr als ± 2% des Anzeigebereiches zu betragen. 1.2.2.4 Die zeitliche Änderung der Nullpunktanzeige hat im Wartungsintervall ± 2% des Anzeigebereiches nicht zu übersteigen. 1.2.2.5 Die zeitliche Änderung der Referenzpunktanzeige hat im Wartungsintervall ± 3% des Sollwertes nicht zu übersteigen. 1.2.2.6 Beruht das Meßprinzip auf optischen Verfahren, soll die Verschmutzung der optischen Grenzflächen durch geeignete Maßnahmen so klein wie möglich gehalten werden. Die Meßeinrichtungen sollten Vorrichtungen besitzen, die eine Kontrolle der Verschmutzung während des Betriebes ermöglicht. Bei Meßeinrichtungen mit automatischer Nullpunktkorrektur muß bei Erreichen des maximal zulässigen Korrekturbereiches ein Statussignal gegeben werden. Bei Meßeinrichtungen mit automatischer Nullpunktkorrektur soll diese Korrektur als Maß der Verschmutzung aufgezeichnet werden. 1.2.2.7 Anforderung nach 1.2.1.5 1.2.3

Bestimmung der Rußzahl (Abgastrübung)


83


Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 83 Anlage 6

1.2.3.1 Eine kontinuierliche Messung der Rußzahl nach Nr. 3.3.1.2.2. TA Luft erfordert, daß mindestens 50% der Betriebszeit der Anlage mit Messungen belegt und die Ergebnisse als Minutenmittelwerte ausgewertet werden. 1.2.3.2 Die Meßergebnisse sind als Rußzahl anzugeben. 1.2.3.3 Der Anzeigebereich muß die Skala bis zur Rußzahl 3 umfassen. 1.2.3.4 Die Reproduzierbarkeit nach 1.1.11 soll den Wert 15 nicht unterschreiten. 1.2.3.5 Die zeitliche Änderung der Nullpunktanzeige soll im Wartungsintervall 3% des Sollwertes nicht übersteigen. 1.2.3.6 Die zeitliche Änderung der Referenzpunktanzeige, verursacht durch eine Änderung der Empfindlichkeit, soll im Wartungsintervall 4% des Sollwertes nicht übersteigen. 1.2.3.7 Die Messung soll bei Stillstand des Brenners automatisch unterbrochen werden. Dabei soll zur Kennzeichnung des Stillstandes ein vorgegebener Festwert angezeigt werden. 10 Sekunden nach Zündung des Brenners soll die Messung wieder aufgenommen werden. 1.2.3.8 Es gelten die Anforderungen 1.2.1.4, 1.2.1.5 und 1.2.1.7. 1.2.3.9 Die Kalibrierung der Meßeinrichtungen wird nach der VDI-Richtlinie 2066 Blatt 8 (Ausgabe August 1995) durchgeführt. 1.2.3.10 Bewertung der Messung Die Rußzahl 1 gilt dann als überschritten, wenn der auf ganze Rußzahlen gerundete Meßwert die Zahl 2 erreicht; dies gilt für Meßwerte ≥ 1,5. Wie bei der Rußzahl 1 gilt die Rußzahl 2 als überschritten, wenn der gerundete Meßwert die Zahl 3 erreicht; dies gilt für Meßwerte ≥ 2,5. Mit dieser Rundungsvorschrift sind dieUnsicherheiten des Meßverfahrens, der Kalibrierung nach VDI 2066 Blatt 8 und der Rückführung auf die nach DIN 51402, Teil 1, definierte Rußzahl berücksichtigt. Bei kontinuierlichen Messungen nach 3.3.1.2.2 TA Luft gilt die Rußzahl 1 als eingehalten, wenn in 97% der Betriebszeit die Rußzahl 1 und in 99% der Betriebszeit die Rußzahl 2 nicht überschritten wird. Die Betriebszeiten des Brenners und die Überschreitungszeiten nach Abs.3 sollen mit einem Betriebsstundenzähler erfaßt und registriert werden. Die Rußzahl soll kontinuierlich mit einem Linienschreiber erfaßt werden. Auf Verlangen der zuständigen Behörde ist ein Kontrollbuch, das die Angaben nach Satz 1 enthält, zu führen und vorzulegen.


84


1.3

Gasförmige Emissionen

1.3.1

Allgemeine Forderungen

Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 84 Anlage 6

1.3.1.1 Die Nachweisgrenze der Meßeinrichtung hat im empfindlichsten Meßbereich folgende Werte nicht zu überschreiten. 1. Aufgabenstellungen gemäß 13. BImSchV und TA Luft: ± 5% vom Anzeigebereich. 2. Aufgabenstellungen gemäß 17. BImSchV: ± 5% vom Grenzwert des Tagesmittelwertes. 1.3.1.2 Die Änderungen der Nullpunkt- und der Referenzpunktanzeige sind über den in 1.1.15 genannten Temperaturbereich zu ermitteln; diese Änderungen sollen über den gesamten Temperaturbereich, ausgehend von 20°C, ± 5% vom Anzeigebereich nicht überschreiten. Eine Beeinflussung des Null- bzw. Referenpunktes durch Änderungen der Temperatur des Meßgutes ist durch geeignete Maßnahmen zu kompensieren. 1.3.1.3 Der Störeinfluß durch die Querempfindlichkeit gegenüber im Meßgut enthaltenen Begleitstoffen in den üblicherweise in Abgasen auftretenden Massenkonzentrationen hat insgesamt nicht mehr als ± 4% des Anzeigebereiches zu betragen. Kann diese Forderung nicht eingehalten werden, soll der Einfluß der jeweiligen Störkomponente auf das Meßsignal durch geeignete Maßnahmen berücksichtigt werden. 1.3.1.4 Die Einstellzeit (90%-Zeit) der Meßeinrichtungen einschließlich Probenahmesystem soll nicht mehr als 200 Sekunden betragen. 1.3.1.5 Es gelten die Anforderungen nach 1.2.1.2 und 1.2.1.3. 1.3.1.6 Probenahme und Probenaufbereitung sind bezüglich Werkstoff und Beheizung so zu gestalten, daß eine einwandfreie Feststoffilterung erreicht und Umsetzungen sowie Verschleppungseffekte durch Adsorptions- und Desorptionserscheinungen so weit wie möglich vermieden werden. 1.3.1.7 Die Reproduzierbarkeit nach 1.1.11 soll den Wert 30 nicht unterschreiten.


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TÜV UMWELTTECHNIK Hartmann & Braun AG 60488 Frankfurt/Main 1.3.2

Mü-A-EO-eis A.-Nr.: 24016657

06.08.1997 Seite 85 Anlage 6

Zusätzliche Anforderungen an Meßgeräte für organische Verbindungen (Gesamt-Kohlenstoffgehalt) Die relative Standarabweichung der Bewertungsfaktoren für die organischen Verbindungen Butan, Cyclohexan, n-Heptan, Isopropanol, Aceton, Toluol, Essigsäureethyl- und Essigsäureisobutylester soll 15% nicht übersteigen. Für den Einsatz an Abfallverbrennungsanlagen ist die Untersuchung auf folgende Stoffe auszudehnen: Benzol, Ethylbenzol, Xylol, Methan, Propan, Ethin, Chlorbenzol, Tetrachlorethylen. Liegen Anhaltspunkte dafür vor, daß bei bestimmten Anlagen das Stoffspektrum von den hier genannten Komponenten deutlich abweicht, sollen weitere Hauptkomponenten hinzugenommen werden. Die Abweichung der Istwerte von den Sollwerten der Gerätekennlinie gemäß Ziffer 1.1.3 darf nicht mehr als ± 2% des Anzeigebereiches betragen. In der Regel bezieht sich die Gerätekennlinie auf das Prüfgas Propan.

1.4

Messung von Bezugsgrößen

1.4.1

Sauerstoffgehalt

1.4.1.1 Die Verfügbarkeit der Meßeinrichtungen muß im Dauereinsatz mindestens 95% betragen und soll in der Eignungsprüfung 98% erreichen. 1.4.1.2 Die Nachweisgrenze der Meßeinrichtung soll 0,2 Vol.-% nicht übersteigen. 1.4.1.3 Die Änderungen der Nullpunkt- und der Referenzpunktanzeige sind über den in 1.1.15 genannten Temperaturbereich zu ermitteln. Die Änderungen sollen über den gesamten Temperaturbereich, ausgehend von 20°C, ± 0,5 Vol.-% nicht überschreiten. Eine Beeinflussung des Null- bzw. Referenzpunktes durch Änderungen der Temperatur des Meßgutes ist durch geeignete Maßnahmen zu kompensieren. 1.4.1.4 Der Störeinfluß durch die Querempfindlichkeit gegenüber im Meßgut enthaltenen Begleitstoffen in den üblicherweise in Abgasen auftretenden Massenkonzentrationen soll insgesamt nicht mehr als ± 0,2 Vol.-% betragen. Kann diese Forderung nicht eingehalten werden, soll der Einfluß der jeweiligen Störkomponente auf das Meßsignal durch geeignete Maßnahmen berücksichtigt werden. 1.4.1.5 Es gelten 1.3.1.4 und 1.3.1.6


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06.08.1997 Seite 86 Anlage 6

1.4.1.6 Die zeitliche Änderung der Null- bzw. Referenzpunktanzeige soll im Wartungsintervall ± 0,2 Vol.-% nicht überschreiten. 1.4.1.7 Die Reproduzierbarkeit nach 1.1.11 soll den Wert 70 nicht unterschreiten. 1.4.1.8 Die Abweichung der Istwerte von den Sollwerten der Gerätekennlinie gemäß Ziffer 1.1.3 hat nicht mehr als ± 0,3 Vol.-% zu betragen. 1.4.2

Abgasvolumenstrom

1.4.2.1 Der Anzeigebereich soll so gewählt werden können, daß dem höchsten an der jeweiligen Einbaustelle zu erwartenden Volumenstrom 80 % des Vollausschlages zugeordnet sind. 1.4.2.2 Die Nachweisgrenze der Meßeinrichtungen soll 20% des Anzeigebereiches nicht übersteigen. 1.4.2.3 1.3.1.2 gilt sinngemäß für ± 5% des Anzeigebereiches. 1.4.2.4 Die zeitliche Änderung der Null- bzw. Referenzpunktanzeige im Wartungsintervall soll 2% des Anzeigebereiches nicht übersteigen. 1.4.2.5 Das Gerät ist mit einem Konventionsverfahren (z.B. Prandtl`sches Rohr) zu kalibrieren. 1.4.2.6 Die Einstellzeit der Meßeinrichtungen ist zu ermitteln und anzugeben. 1.4.2.7 Die Reproduzierbarkeit nach 1.1.11 soll den Wert 30 nicht unterschreiten. 1.4.2.8 Die Abweichung der Istwerte von den Sollwerten der Gerätekennlinie gemäß Ziffer 1.1.3 hat nicht mehr als ± 5% des Anzeigebereiches zu betragen. 1.4.3

Feuchte

1.4.3.1 Der Anzeigebereich ist so zu wählen, daß die Meßwerte im Normalbetrieb im oberen Drittel des Anzeigebereiches liegen. 1.4.3.2 Die Nachweisgrenze der Meßeinrichtungen soll 5% des empfindlichsten Anzeigebereiches nicht übersteigen. 1.4.3.3 1.3.1.2 gilt sinngemäß für ± 5% des Sollwertes.


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1.4.3.4 1.4.1.4 gilt sinngemäß mit ± 3% des Anzeigebereiches Es gelten ferner 1.3.1.4, 1.3.1.6 und 1.4.2.4. 1.4.3.5 Die Reproduzierbarkeit nach 1.1.11 soll den Wert 30 nicht unterschreiten. 1.4.3.6 Die zuständige Behörde soll verlangen, daß im Rahmen der jährlichen Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Meßeinrichtung Vergleichsmessungen mit einem gravimetrischen absorptiven Meßverfahren durchzuführen sind. 1.4.4

Besondere Anforderungen an Meßeinrichtungen für Aufgaben gemäß 17.BImSchV

1.4.4.1 Emissionen Die Mindestanforderungen für Schadstoffe sind im Bereich des Grenzwertes für Tagesmittelwerte nachzuweisen. Es soll der Meßbereich bis zum 1,5-fachen des Grenzwertes für HalbstundenMittelwerte, bei CO bis zum 2-fachen des Grenzwertes für Kurzzeitwerte abgedeckt werden. 1.4.4.2 Abgasvolumenstrom Meßgeräte zur Messung des Abgasvolumentstromes und der Feuchte sind so auszulegen, daß die Meßwerte bei normalen Betriebsbedingungen bei 80% des Meßbereiches liegen. Die Kalibrierung von CO-Meßgeräten ist auf der Basis von Zehnminuten-Mittelwerten vorzunehmen. 1.4.4.3 Kontinuierliche Bestimmung der Mindesttemperatur (§ 11 Abs. 1 Nr. 3 i.V.m. § 4 Abs. 2.3) Es sind an geeigneter Stelle im Nachbrennraum (z.B. Kesseldecke) mindestens zwei Meßeinrichtungen gemäß Richtlinienreihe VDI/VDE 3511 zu installieren; der Mittelwert ist nach § 11 Abs. 1 zu registrieren und auszuwerten. Die zuständige Behörde soll dafür sorgen, daß bei Ausfall einer Meßeinrichtung diese unverzüglich durch eine vorzuhaltende baugleiche Reservemeßeinrichtung zu ersetzen ist. Die Überprüfung der Verbrennungsbedingungen und weiterer Parameter ist gemäß Bundeseinheitlicher Praxis bei der Überwachung der Verbrennungsbedingungen an Abfallverbrennungsanlagen nach 17.BImSchV, RdSchr. d. BMU v. 1.9.1994 - IG I 3 51 134/3 (GMBI.1994, S. 1231), durchzuführen.


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06.08.1997 Seite 88 Anlage 6

1.4.4.4 Mindestvolumengehalt an Sauerstoff (§ 11 Abs. 1 Nr. 3 i.V.m. § 4 Abs. 2,3) Es sollte an geeigneter Stelle im Abgasweg (z.B. nach Kessel) eine eignungsgeprüfte Sauerstoff-Meßeinrichtung (empfohlener Meßbereich: 0-12 Vol.-% bzw.: 0-6 Vol.-%), die gegebenenfalls mit Zusatzeinrichtungen (z.B. zum Rückspülen) ausgerüstet ist, installiert werden.


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