mauro ogido, abb 2019 cems sistema de monitoreo continuo

© ABB GroupJune 20, 2019 | Slide 1

CEMSSistema de Monitoreo Continuo deEmisiones

Mauro Ogido, ABB 2019

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Toma y Acondicionamientode Muestra


Sonda Tomamuestra


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


Controladores de Temperatura – Sonda, PFE2 y Línea


Gabinete de Análisis


Sistema de Calibración


Entrada de Gases de Calibración


Válvulas Solenoides para Calibración


Acondicionamiento deMuestra


Enfriador SCC-C


Bomba SCC-F


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


Convertidor SCC-K


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.


Analizadores de Gases


Magnos206 (O2) y Uras26(CO y NO)


Principio de Medición NDIRAnalizador de CO y NOUras26


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


§ 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


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


Principio de MediciónAnalizador de O2Paramagnético


NS

Comportamiento Paramagnético del Oxígeno


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


Zero PointN2

MeasuringSignal100 % O2

N

S

S

N

O2

N2

N2

Zero PointN2

MeasuringSignal100 % O2

N

S

S

N

O2

N2

N2


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


§ Freely selectable measuring ranges.

§ long term stability of span

§ Pressure correction possible

§ Purged analyzer for flammable gases.

© ABBjun-19 CEM / Legislation | 34

DIN EN 15259Criterios para selección del punto de medición

2


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)


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.

© ABB20/06/2019 ACF-NT | 37

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


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


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


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


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


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


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


EU Directive 2010/75/EUEmission Limit Values - LCP

Pollutantcomponent

Daily EmissionLimit Value ELV




SO2 50 mg/Nm³ 200 mg/Nm³ ACF-NTUras26 / Limas11


Sum of NO+NO2

NO2 sep. if > 5% of NO




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


EU Directive 2010/75/EUEmission Limit Values – Small Combustion Plants

Pollutantcomponent

Daily EmissionLimit Value ELV







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


EU Directive 2010/75/EUEmission Limit Values – Gas Turbines incl. CCGT

Pollutantcomponent


NOx Limas11 Sum of NO + NO2

CO Uras26



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.


EN 15267 – A unified testing and approval schemefor Automated Measuring Systems


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


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


ABB CGA AnalyzersApproved according to EN 15267

mauro ogido, abb 2019 cems sistema de monitoreo continuo

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