mauro ogido, abb 2019 cems sistema de monitoreo continuo
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CEMSSistema de Monitoreo Continuo deEmisiones
Mauro Ogido, ABB 2019
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Toma y Acondicionamientode Muestra
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Sonda Tomamuestra
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Sonda Tomamuestra
Toma de Muestra
Para la toma de muestra se ha instalado unconjunto de sonda – filtro.
Tanto el filtro como la sonda estáncalefaccionados para que no se produzcacondensación
La línea de muestreo también estácalefaccionada y en todo el trayecto tienependiente descendente
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Controladores de Temperatura – Sonda, PFE2 y Línea
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Gabinete de Análisis
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Gabinete de Análisis
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Gabinete de Análisis
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Sistema de Calibración
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Entrada de Gases de Calibración
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Válvulas Solenoides para Calibración
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Acondicionamiento deMuestra
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Enfriador SCC-C
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Bomba SCC-F
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Bomba SCC-F y Enfriador SCC-CEnfriador SCC-C
Para rápida condensacíón de humedadpresente en la muestra.
Enfriamiento por ciclo de refrigeración conpunto de rocío controlado a 3°C.
Condensación en intercambiador de calor.
Eliminación de condensado por medio debomba peristáltica.
Acumulación de condensado en tanque condetector de nivel.
Unidad de Alimentación SCC-F
Bomba para succión de gas de muestra
Detector de Humedad con enclavamiento enel ingreso de muestra mediante
Rotámetros para regulación de caudal demuestra, con alarma de bajo caudal
La muestra se separa en dos corrientespara poder debido a la medición de NOxcon convertidor SCC-K
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Convertidor SCC-K
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Convertidor SCC-KConvertidor SCC-K
Para conversión de NO2 a NO mediante eluso de catalizador (Carbono-Molibdeno).
Control de temperatura a 350°C.
Válvula de bypass manual para selección demedición de NO o NOx.
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Analizadores de Gases
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Magnos206 (O2) y Uras26(CO y NO)
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Principio de Medición NDIRAnalizador de CO y NOUras26
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Uras26Módulo de Análisis NDIR
Principio de Medición: Espectroscopía
§Varias longitudes de onda deluz IR son absorbidascaracterísticamente según lasdiferentes configuraciones deuniones químicas en lasdiferentes moléculas.
§1
§3
§2
§4
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§ Ley de Lambert-Beer
Ley de Lambert-Beer
Donde– P0 Potencia Emitida por la fuente de luz– P Potencia Transmitida a través de la celda– a l Es el coeficiente de absortividad específica§ (propia de cada compuesto a una
Temperatura determinada, a unalongitud de onda determinada)
– b Es la longitud del camino óptico (celda)– c Es la concentración del analito
bcaePP
bcaPP
bcaPP
bPcaP
l
l
l
l
-=
-=
¶-=¶
¶-=¶
0
0
ln
Espectroscopía
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Uras Basics
N2
CO SO2
NO CH4
N2
N2
N2
N2
NO
CH4
N2
N2
N2
CO
SO2
p
Uras 26with 4 measuredcomponentsand calibration cells
§ Se pueden medirmúltiples componentescon múltiplesdetectores
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Principio de MediciónAnalizador de O2Paramagnético
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NS
Comportamiento Paramagnético del Oxígeno
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Susceptibilidad Magnética del OxígenoRelativo a O2 = 100%
cm3/mol %x 10 E-6
O2 3449 100,00NO 1461 42,36
NO2 150 4,35CO2 -21 -0,61N2 -12 -0,35H2 -3,98 -0,12
SO2 -18,2 -0,53CO -9,8 -0,28CH4 -17,4 -0,50
C2H6 -26,8 -0,78C3H8 -38,6 -1,12
Molar Magnetic Susceptibility
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Zero PointN2
MeasuringSignal100 % O2
N
S
S
N
O2
N2
N2
Zero PointN2
MeasuringSignal100 % O2
N
S
S
N
O2
N2
N2
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IR - Diode
Fotoelements
Difference-amplifier
N
S
N
S
Bypass
60 °C
Dumbbell -compensation-
current
O2 5,31 Vol %
Compensation-loop
IR - Diode
Fotoelements
Difference-amplifier
N
S
N
S
Bypass
60 °C
Dumbbell -compensation-
current
O2 5,31 Vol %O2 5,31 Vol %
Compensation-loop
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§ Freely selectable measuring ranges.
§ long term stability of span
§ Pressure correction possible
§ Purged analyzer for flammable gases.
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DIN EN 15259Criterios para selección del punto de medición
2
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DIN EN 15259 : 2008
Title§ Calidad de Aire -
Medición de emisiones de fuentes estacionarias –
Requeimiento para las secciones de medición y sitios para elobjetivo plan y reporte de mediciones
§ Desarrollado por la CEN ( Comitté Européen de Normalisation )
Aplicación§ Aplica a todos los procesos de combustión con emisiones
reguladas bajo la LCPD (directivas sobre grandes plantas decombustión) y WID (directivas sobre incineración de residuos) y lanueva IED 2010/75/EU (directivas sobre emisiones industriales)
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DIN EN 15259Criterios para la selección del punto de medición
§ Las secciones de medición deberán permitir muestrasrepresentativas§ Condiciones de Caudal Homogéneas§ Perfiles de concentraciones homogéneas
§ Se prefieren ductos verticales
§ Localizado en una sección del ducto con§ 5 diámetros de ducto recto aguas arriba§ 2 diámetros rectos aguas abajo§ Con forma constante
§ Suministrar§ Plataformas de trabajo
Homogeneity Test
Port BDuctDiameter
DuctDiameter
Port A
% R
ef.
% R
ef.
% Ref.
% Ref.
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Ilustración de TérminosSección de medición – Vista frontal
1. Punto de medición
2. Puerto de Medición
3. Sección de medición
4. Sección de salida (2 x diam)
5. Sección de entrada (5 x diam)
6. Plataforma de trabajo
7. Tren de muestreo manual
8. Distancia – Salida de chimenea(5x dia)
123
4
56
8
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Ilustración de términosPlano de medición
Top View
1. Punto de medición
2. Línea de medición
3. Plano de medición
4. Puerto de medición
5. Plataforma de trabajo
6. Sitio de medición
7. Tren de muestreomanual
6
1 2
3
45
5
2
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Ubicaciones de montaje de sistemas de mediciónDentro de una sección de medición de unachimenea
0,5m
0,4m
0,25m
0,4m
0,4m
Método de referencia (S1 / S2 / S5)
Material Particulado (S3 / S3a)
CEMS SO2 / NO / O2 / HCL / VOC( S4 / S6 )
Caudal (S8 / S8a)
Presión / Temperatura (S9 / S9a)
Vista en planta Vista Frontal
S1
S2
S3
S3a
S4
S5
S6S7
S8a
S8
S9
S1…9 Measurement Portsat 6 measurement planes
S9a
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The new Industrial Emission Directive ( IED )
Directive 2010/75/EU
Industrial Emissions
Integrated Pollution Prevention and Control
(IPPC)
§ Published on the 6th January 2011
§ A major change in European legislation since 1996
§ Replacement of seven existing Directives
§ Symplifying of existing provisions
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EU Directive 2010/75/EURequirements to be fulfilled by an AMS
Avaliability
§ No more than 10 daily average values per year shall be invalidcaused by malfunction or maintenance of theAMS (Automated Measuring System).
§ è 10days / 365days operation = 97% uptime required
Half - hourly rates§ 2/3 of the measured values during half an hour must be valid
Daily average value§ No more then 6 half - hourly average values shall be invalid
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EU Directive 2010/75/EUEmission Limit Values – WIP & Co - Incineration
1) Measuring ranges are based to the Daily - ELV with 1,5 times
Pollutantcomponent
Daily EmissionLimit Value ELV 1)
Half - hourlyaverage values
CertifiedABB equipment Remark
CO 50 mg/Nm³ 100 mg/Nm³ ACF-NT / Uras26
SO2 50 mg/Nm³ 200 mg/Nm³ ACF-NTUras26 / Limas11
NOx (NO + NO2) 200 mg/Nm³ 400 mg/Nm³ ACF-NTUras26 / Limas11
Sum of NO+NO2
NO2 sep. if > 10% of NO
NOx (NO + NO2) 400 mg/Nm³ 800 mg/Nm³ ACF-NTUras26 / Limas11
existing plant with acapacity of 6t/h
HCL 10 mg/Nm³ 60 mg/m³ ACF-NT
HF 1 mg/Nm³ 4 mg/Nm³ ACF-NT
TOC 10 mg/Nm³ 20 mg/Nm³ MultiFID14
NH3 ACF-NT DeNOx for NOx reduction0…15 mg/m³ MR
CO2 ACF-NT / Uras26 0...25 Vol% MR
O2Electrochemical Cell
MagnosReference value0…25 Vol% MR
Dust 10 mg/Nm³ 30 mg/Nm³
Extract of Pollutants to be monitored at Waste Incineration Plants
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EU Directive 2010/75/EUEmission Limit Values - LCP
Pollutantcomponent
Daily EmissionLimit Value ELV
Half - hourlyaverage values
CertifiedABB equipment Remark
CO 200 mg/Nm³ 400 mg/Nm³ ACF-NT / Uras26
SO2 50 mg/Nm³ 200 mg/Nm³ ACF-NTUras26 / Limas11
NOx (NO + NO2) 200 mg/Nm³ 400 mg/Nm³ ACF-NTUras26 / Limas11
Sum of NO+NO2
NO2 sep. if > 5% of NO
O2Electrochemical Cell
MagnosReference value0…25 Vol% MR
Dust 10 mg/Nm³ 30 mg/Nm³
Extract of Pollutants to be monitored at Large Combustion Plants
Thermal InputMW Coal Biomass / Peat Gas Liquid
50 - 100
100 - 300
> 300
Plant size and types of fuels of Large Combustion Plants
Different Emission limit valuesdepending from the size of the plant
and the date at which the plantwas put into operation
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EU Directive 2010/75/EUEmission Limit Values – Small Combustion Plants
Pollutantcomponent
Daily EmissionLimit Value ELV
Half - hourlyaverage values
CertifiedABB equipment Remark
CO 200 mg/Nm³ 400 mg/Nm³ ACF-NT / Uras26
O2Electrochemical Cell
MagnosReference value0…25 Vol% MR
Dust 50 mg/Nm³ 100 mg/Nm³
Thermal InputMW Coal Biomass / Peat Gas Liquid
Plant size and types of fuels of Small Combustion Plants
Final Emission Limit Valuesto be determined by the competent authorities< 50
Extract of Pollutants to be monitored at Small Plants < 50 MW
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EU Directive 2010/75/EUEmission Limit Values – Gas Turbines incl. CCGT
Pollutantcomponent
CertifiedABB equipment Remark
NOx Limas11 Sum of NO + NO2
CO Uras26
O2Electrochemical Cell
MagnosReference value0…25 Vol% MR
25 Vol%
50 mg/Nm³
100 mg/Nm³
Gas turbines including combined cycle gas turbines (CCGT)
Daily Emission Limit ValueELV
Fuel : Natural gas is naturally occurring methane with not more than 20% of inertsor other constituents.
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EN 15267 – A unified testing and approval schemefor Automated Measuring Systems
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EN 15267Introduction
§ What is this standard for ?
A new unified testing and approval scheme for
Automated Measuring Systems (AMS) in Europe
§ A common standard for all AMS brings more efficiency
for customer and manufacturer
§ Provides the basic data for the
quality assurance standard EN 14181 (QAL1 / QAL3)
§ Who developed this standard ?
§ Developed by the CEN ( Comitté Européen de Normalisation )
or called European Committee for Standardization ( CEN / TC 264 WG22 )
§ EN standards to be confirmed, rejected or revised every 5 years
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EN 15267The different parts • Overview
EN 15267-103 / 2009
General Principles. Requirements for testing and certification.
This standard describes how certification schemes work in
CEN member states.
Quality assurance of manufacturing process for AMS.
Specifically the control of design changes.
Expands the requirements of ISO 9001.
Performance standards and test requirements for the AMS
which measures stack emissions.
Performance standards and test requirements for the AMSwhich measures ambient air quality. Under revision.New standard for portable analyzers in preparation.(Status 10/2012)
EN 15267-303 / 2008
EN 15267-403 / 2009
EN 15267-203 / 2009
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ABB CGA AnalyzersApproved according to EN 15267
ABB CGA AnalyzersApproved according to EN 15267
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© ABB GroupJune 20, 2019 | Slide 51