Aktualne źródła problemów przy realizacji pomiarów ciągłych procedury QAL 1, QAL 2, QAL 3 oraz AST wg normy PN-EN 14181

Transkrypt

1 Warszawa, maj 2011 r. Aktualne źródła problemów przy realizacji pomiarów ciągłych procedury QAL 1, QAL 2, QAL 3 oraz AST wg normy PN-EN Kierownik Laboratorium BadańŚrodowiskowych ZEC DIAGPOM Sp. z o.o. mgr inż. Elwira Chmielowiec Karpowicz tel. (71) elwira.chmielowiec@diagpom.pl USTALENIE OBOWIAZUJACEGO PRAWODAWSTWA I ROLI NADZORU ORGANÓW KONTROLUJACYCH Instalacja AMS Dobór AMS Na podstawie: Świadectw QAL 1 Obowiązującego prawa Producent Dostawca Właściciel AMS Lokalizacja Wg normy PN-EN Kalibracja AMS Realizacja procedury QAL 2 wg PN-EN Kryterium doboru Rozporządzenie MŚ z dnia 4 listopada 2008 r. Akredytowane Laboratorium Roczny Test Kontrolny Realizacja procedury AST wg PN-EN Kryterium doboru Rozporządzenie MŚ z dnia 4 listopada 2008 r. Akredytowane Laboratorium Ciągły nadzór nad jakością procedury QAL 3 wg PN-EN Automatyczny System Monitoringu AMS Ochrona środowiska dotrzymywanie standardów Opłaty za emisje zanieczyszczeń Dokumentacja AMS Właściciel AMS Organy nadzoru

2 INSTALACJA AMS PROCEDURA QAL 1 DOBÓR Właściwości fizyko-chemiczne gazu Świadectwo AMS wg procedury QAL 1 Zakres pomiarowy standard emisyjny Kryteria doboru AMS wg obowiązującego prawa LOKALIZACJA wg PN-EN Lokalizacja urządzeń systemu monitoringu Dobór przekroju pomiarowego do wykonywania pomiarów manualnych Instalacja właściwych platform roboczych EFEKT Ustalenie kryterium dla realizacji procedury QAL 3 Skompletowanie dokumentacji technicznej (DTR, Instrukcje eksploatacji i konserwacji, harmonogramy prac serwisowych i eksploatacyjnych) Ustalenie algorytmów do modeli przeliczeniowych do systemów rejestrujących KALIBRACJA AMS PROCEDURA QAL 2 wg PN-EN Badanie funkcjonalności AMS jako składowa procedury QAL 2: świadomość konieczności wykonania uprawnienia do przeprowadzania Wykonanie pomiarów równoległych metody SRM Określenie dopuszczalnej niepewności wskazań Określenie zakresu kalibracji EFEKT Określenie funkcji kalibracyjnych Określenie ważnego zakresu kalibracji

3 ROCZNY TEST PROCEDURA AST wg PN-EN Badanie funkcjonalności AMS jako składowa procedury QAL 2: świadomość konieczności wykonania uprawnienia do przeprowadzania Wykonanie pomiarów równoległych metody SRM Określenie dopuszczalnej niepewności wskazań Ewentualne rozszerzenie ważnego zakresu funkcji kalibracyjnych w jakich wypadkach jest to możliwe EFEKT Potwierdzenie prawidłowości działania AMS Rozszerzenie ważnego zakresu pracy AMS CIĄGŁY NADZÓR NAD WSKAZANIAMI AMS PROCEDURA QAL 3 wg PN-EN Kontrola punktu zerowego i zakresu (karty Shewharta, karty Cusum) Nadzór nad wyposażeniem pomiarowym i prowadzenie zapisów Kompletowanie i aktualizowanie dokumentacji AMS Kontrola pracy AMS w ważnym zakresie kalibracji Raportowanie danych i przekazywanie właściwym organom nadzorującym EFEKT Potwierdzenie prawidłowości działania AMS Raporty z AMS podstawą do oceny dotrzymywania standardów emisyjnych i wnoszenia opłat za emisję zanieczyszczeń wprowadzanych do powietrza Kontrola eksploatacji

4 PN-EN 14181:2010 Emisja ze źródeł stacjonarnych. Zapewnienie jakości automatycznych systemów pomiarowych. W październiku 2010 r. ukazało się długo oczekiwane, przetłumaczone na język polski, wydanie normy. ZAKRES NORMY PN-EN 14181:2010 Niniejsza norma europejska przedstawia procedury dotyczące zapewnienia jakości (QAL) dla automatycznych systemów pomiarowych (AMS) zainstalowanych w zakładach przemysłowych celem określenia emisji zanieczyszczeń pyłowo-gazowych. procedurę QAL 1 dotyczącą zatwierdzenia systemu na etapie jego instalacji (norma PN-EN ISO 14956:2006, PN-EN :2008), procedurę QAL 2 dotyczącą kalibracji systemu AMS, procedurę QAL 3 dotyczącą utrzymania (właściwego nadzoru bieżącego) i wykazania wymaganej jakości wyników pomiarowych w trakcie normalnej pracy systemu AMS, procedurę AST dotyczącą rocznej kontroli sprawności systemu AMS

5 PROCEDURA QAL 1 Polega na właściwym doborze AMS dla danej instalacji: Wykonywana jest przez: producenta AMS w zakresie certyfikacji AMS, firmę instalującą AMS w zakresie prawidłowego doboru, przez właściciela instalacji w zakresie posiadania AMS spełniających wymogi prawa. W zakres prawidłowej instalacji sytemu monitoringu wchodzi: Dobór aparatury pomiarowej (rodzaj i zakres pracy), Wstępne określenie niepewności wskazań dobranej aparatury pomiarowej i porównanie jej do wartości dopuszczalnej (określenie tzw. s do procedury QAL 3), Projekt i prawidłowa instalacja (lokalizacja) systemu monitoringu na obiekcie, Dobór przekrojów do pomiarów manualnych oraz zabudowanie odpowiednich platform roboczych, Akceptacja nowego systemu przez kompetentne instytucje???

6 Art. 305 Ustawy Prawo Ochrony Środowiska Art Wojewódzki inspektor ochrony środowiska stwierdza przekroczenie warunków korzystania ze środowiska na podstawie, o której mowa w art. 299 ust. 1 pkt 2, jeżeli: 1) podmiot korzystający ze środowiska prowadzi wymagane pomiary wielkości emisji; 2) spełnione są warunki określone w art. 147 a. 2. Wojewódzki inspektor ochrony środowiska może nie uznać przekładanych mu wyników wymaganych pomiarów wielkości emisji, jeżeli pomiary te nasuwają zastrzeżenia. 3. Wyniki pomiarów prowadzonych przez przedmiot korzystający ze środowiska nasuwają zastrzeżenia, jeżeli w szczególności: 1) jest oczywiste, że środki techniczne mające na celu zapobieganie lub ograniczanie emisji ze względu na ich rodzaj nie mogą zapewnić redukcji stężeń substancji dokumentowanej tymi wynikami; 2) przyrządy użyte do pomiarów nie spełniają wymagań prawnej kontroli metrologicznej w rozumieniu ustawy z dnia 11 maja 2001 r. Prawo o miarach (Dz. U. z 2004 r. Nr 243, poz. 2441, z późn. Zm.) 3) nie były przestrzegane zasady pobierania próbek, przez co wyniki analiz nie są miarodajne dla ustalenia wielkości emisji; 4) w pracach laboratoryjnych nie były spełnione wymagania, o których mowa w art W przypadkach, o których mowa w ust. 1, wojewódzki inspektor ochrony środowiska wymierza karę za przekroczenie stwierdzone w roku kalendarzowym, uwzględniając zmiany stawek, opłat i kar, o których mowa w art. 304, w okresie objętym karą. Zgodnie z PN-EN certyfikację AMS (procedura QAL 1) przeprowadza się wg norm: PN-EN ISO 14956:2006 Jakość powietrza. Ocena przydatności procedury pomiarowej przez odniesienie do wymaganej niepewności pomiaru. PN-EN :2008 Jakość powietrza Certyfikacja automatycznych systemów pomiarowych Część 3: Wymagania eksploatacyjne i procedury badawcze dla automatycznych systemów pomiarowych do monitoringu emisji ze stacjonarnych źródeł emisji.

7 W normie PN-EN ISO 14956: Jakość powietrza. Ocena przydatności procedury pomiarowej przez odniesienie do wymaganej niepewności pomiaru - podano procedury dotyczące: obliczania niepewności pomiaru na podstawie rzeczywistych lub deklarowanych wartości wszystkich istotnych statycznych charakterystyk metrologicznych; oceny zgodności wyspecyfikowanych wartości tych charakterystyk metrologicznych z wymaganą jakością wartości zmierzonej, przy ustalonej wartości wielkości mierzonej; oceny przydatności procedury pomiarowej na podstawie wyników badań laboratoryjnych i potwierdzających je badań w terenie; ustalenia wymagań dotyczących funkcjonowania przyrządów w warunkach dynamicznych. Norma PN-EN składa się z czterech części: PN-EN PN-EN :2009: Jakość powietrza - Certyfikacja automatycznych systemów pomiarowych Część 1: Zasady ogólne. Podano zasady certyfikacji automatycznych systemów pomiarowych stosowanych do oznaczania emisji ze źródeł stacjonarnych i jakości powietrza atmosferycznego. Certyfikacji tej dotyczą następujące etapy postępowania: a) badanie właściwości użytkowych AMS; b) wstępna ocena systemu zarządzania jakością u producentów AMS; c) certyfikacja; d) nadzór wyrobu po certyfikacji, PN-EN :2009: Jakość powietrza - Certyfikacja automatycznych systemów pomiarowych Część 2: Wstępna ocena systemu zarządzania jakością u producentów AMS i nadzór procesu produkcji po certyfikacji. Podano wymagania uzupełniające do ISO 9001:2000 dotyczące systemu zarządzania dla producentów AMS, jak kontrola projektowania i produkcji AMS. Stanowi dokument odniesienia dla auditu systemu zarządzania u producentów AMS, PN-EN :2008: Jakość powietrza - Certyfikacja automatycznych systemów pomiarowych Część 3: Wymagania eksploatacyjne i procedury badawcze dla automatycznych systemów pomiarowych do monitoringu emisji ze stacjonarnych źródeł emisji. Podano wymagania eksploatacyjne i procedury badań dla automatycznych systemów pomiarowych stosowanych do oznaczania gazów i pyłów w gazach odlotowych ze źródeł stacjonarnych oraz ich przepływ. Norma wspiera wymagania kilku dyrektyw UE. Podano szczegółowe procedury w zakresie wymagań QAL1 wg EN oraz wymagane dane wejściowe stosowane w QAL3 EN : Wymagania minimalne i procedury badań przewidzianych dla automatycznych systemów imisyjnych.

8 Kryteria monitorowania pyłu dla AMS w badaniach laboratoryjnych zgodnie z normą PN-EN :2008 Parametr Kryterium Czas odpowiedzi <200s Odchylenie standardowe powtarzalności w pkt zero <2,0% a Odchylenie standardowe powtarzalności w pkt zero <5,0% b Liniowość <3,0% a Kompensacja zera ze względu na zmiany temperatury otoczenia od 20 w ciągu określonego zakresu <5,0% a Kompensacja pkt zakresu ze względu na zmiany temperatury otoczenia od 20 w ciągu określonego zakresu <5,0% a Wpływ napięcia dla -15% i +10% nominalnego napięcia zasilania <2,0% a a Procent jako wartość górnej granicy zakresu certyfikacji. b Procent jako procent wartości dopuszczalnej emisji. Kryteria monitorowania zanieczyszczeń pyłowych w warunkach eksploatacyjnych PN-EN :2008 Parametr Kryterium Wyznaczanie współczynnika kalibracji funkcji, R 2 0,90 Czas odpowiedzi Liniowość Minimalny czas między przeglądowy 200s 3,0% 8 dni Dryft zera dla czasu międzyprzeglądowego 3,0% Dryft zakresu dla czasu międzyprzeglądowego 3,0% Dostępność 95,0% Odtwarzalność, R field - dla stężeń > 20 mg/m 3 - dla stężeń 20 mg/m 3 2,0% 3,3%

9 Certyfikacje AMS przeprowadza producent we właściwej upoważnionej jednostce Efektem końcowym pozytywnie zakończonego procesu certyfikacji jest wydanie świadectwa na zgodność z normą PN-EN ISO 14956, PN-EN wraz z określeniem standardowych niepewności cząstkowych i standardowej niepewności całkowitej Świadectwo QAL 1 można uznać za certyfikat zatwierdzenia typu, czyli wykazanie na podstawie wyników przeprowadzonych badań, że typ przyrządu pomiarowego spełnia wymagania metrologiczne określone we właściwych przepisach Jakie przepisy obowiązują w naszym kraju? Jaką aparaturę u nas można uznać za dopuszczoną do montażu w systemach monitoringu? Czy posiadanie przez AMS świadectwa QAL 1 może być uznane za tzw. Zatwierdzenie typu w świetle Prawa o miarach? C.d. doboru AMS - KRYTERIUM NIEPEWNOŚCI WSKAZAŃ AMS Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 4 listopada 2008 r. w sprawie wymagań w zakresie prowadzenia pomiarów wielkości emisji (Dz. U. nr 206, poz. 1291) określa wymagania w zakresie pomiarów wielkości emisji, do których prowadzenia są zobowiązani prowadzący instalację oraz użytkownicy urządzeń, w tym w szczególności: przypadki, w których jest wymagany ciągły pomiar emisji z instalacji; przypadki, w których są wymagane okresowe pomiary emisji z instalacji albo urządzenia oraz częstotliwość prowadzenia tych pomiarów; referencyjne metodyki wykonywania pomiarów; sposób ewidencjonowania przeprowadzonych pomiarów. W Załączniku nr 1 do rozporządzenia podano zakres oraz metodyki referencyjne wykonywania ciągłych pomiarów emisji do powietrza z instalacji spalania paliw. W Tabeli A Załącznika nr 3 do rozporządzenia podano zakres oraz metodyki referencyjne wykonywania ciągłych pomiarów emisji do powietrza z instalacji albo urządzeń spalania lub współspalania odpadów.

10 Załącznik nr 1 do Rozporządzenia Ministra Środowiska z 4 listopada 2008 r. L.p. Nazwa substancji lub parametru Jednostka miary Metodyka referencyjna 1. Pył ogółem mg/m 3 Technika dowolna wzorcowana metodą grawimetryczną 2. SO 2 mg/m 3 Absorpcja promieniowania IR lub inna metoda optyczna z uwzględnieniem normy PN-ISO NO x (w przeliczeniu na NO 2 ) mg/m 3 Chemiluminescencja lub absorpcja promieniowania IR lub inna metoda optyczna z uwzględnieniem normy PN-ISO CO mg/m 3 Absorpcja promieniowania IR 5. O 2 % Paramagnetyczna, celi cyrkonowej lub elektrochemiczna gwarantująca niepewność pomiaru nie gorszą niż ± 0,4 % obj. O 2 6. Prędkość przepływu spalin lub ciśnienie dynamiczne spalin m/s Pa 1) 2) 7. Temperatura spalin K 3) 8. Ciśnienie statyczne lub bezwzględne spalin Pa 4) 9. Wilgotność bezwzględna gazów odlotowych lub stopień zawilżenia gazu X % obj. kg/kg 1) 5) POMIAR TLENU W punkcie 5 tablicy w kolumnie metodyka referencyjna znajduje się sformułowanie określające, że zastosowana metodyka referencyjna, czyli metoda paramagnetyczna, celi cyrkonowej lub elektrochemiczna powinna gwarantować niepewność pomiaru nie gorszą niż ±0,4% obj. O 2.

11 Sformułowanie to budzi wątpliwości czy tą niepewność należy rozumieć jako niepewność standardową czy też jest to dopuszczalny błąd graniczny. Proponuję założyć domyślnie, że sformułowanie to oznacza rozszerzoną niepewność standardową przy poziomie ufności ok. 95% i współczynniku rozszerzenia k = 1,96 taką daną dysponujemy w świadectwach QAL 1. Czy wielkość ±0,4% obj. O 2 dotyczy niepewności wskazań samego AMS (certyfikat QAL 1) czy też zmienności wskazań uzyskaną w pomiarach równoległych według normy PN-EN 14181:2010. Ale co zrobić z wartością ±0,4% obj. O 2 Metoda paramagnetyczna

12 u c = 0,294 % obj. O 2 U c = 0,575 % obj. O 2 Metoda cyrkonowa

13 u c = 0,346 % obj. O 2 U c = 0,678 % obj. O 2 Głównym składnikiem budżetu niepewności przedstawionych w certyfikatach QAL 1 jest niepewność standardowa związana z użytym wzorcem gazu. Butla o zawartości 25 % obj. tlenu z certyfikatem o błędzie 2%: 25 0,02 u = = 0,29 % obj. O = 3 2 U = 1,96 0,29 0,568 % obj. O 2

14 Kryteria jakości dla monitorowania tlenu w badaniach laboratoryjnych zgodnie z normą PN-EN :2008 Parametr Kryterium Czas odpowiedzi <200s Odchylenie standardowe powtarzalności w pkt zero <0,20% b Odchylenie standardowe powtarzalności w pkt zero <0,20% b Liniowość <0,20% b Wpływ zmian temperatury otoczenia dla temp. bazowej 20ºC w pkt. zero <0,50% b Wpływ zmian temperatury otoczenia dla temp. bazowej 20ºC w pkt. zakresu Wpływ ciśnienia próbki gazu dla zmian ciśnienia o 3 kpa Wpływ strumienia przepływu próbki gazu (ekstrakcyjny AMS) Wpływ napięcia w zakresie od -15% do +10% nominalnego napięcia zasilania Wpływ wibracji Interferencje <0,50% b <0,20% b <0,20% b <0,20% b <0,20% b <0,40% b b - wyrażone jako % udziału objętościowego tlenu Szacunkowe określenie kryterium maksymalnego dla analizatorów gazów: 2 u = ui =,78 U = k u = 1,96 0,78 = 0 1,528% obj. O 2 Objaśnienia do załącznika nr 1 do rozporządzenia: 1) pomiary parametrów (υ, P d,) mogą być wykonywane dowolnymi metodami gwarantującymi niepewność pomiaru mniejszej niż 10%; 2) w przypadku braku możliwości technicznych lub metrologicznych zainstalowania urządzeń do ciągłego pomiaru prędkości przepływu spalin lub ciśnienia dynamicznego spalin dopuszcza się odstępstwa od prowadzenia ciągłych pomiarów prędkości przepływu spalin lub ciśnienia dynamicznego spalin oraz wyznaczanie strumienia objętości spalin metodą bilansową, gdy gwarantuje ona uzyskanie niepewności wyniku mniejszej niż 10%.

15 Zależność: w = k p d ρ Dla jakiego parametru stosuje się wartość względną 10 % i czy jest to błąd graniczny czy niepewność standardowa? Określić wartość i rodzaj niepewności pomiaru, jedynie dla strumienia objętości gazu, który w AMS jest realizowany poprzez bezpośredni pomiar prędkości lub ciśnienia różnicowego. Strumień objętości jest funkcją złożoną i w związku z tym nie może być obciążony niepewnością o takiej samej wartości jak wymienione wielkości składowe. Uzupełnić w trybie nowelizacji RMŚ lub uwag wyjaśniających, wymagania odnośnie wartości i rodzaju (standardowa/rozszerzona) niepewności pomiaru strumienia objętości, przy jednoczesnym skonkretyzowaniu do jakich warunków ten strumień jest odniesiony (pomiaru w kanale/kominie, normalnych, umownych, standardowych).

16 Tabela 6 normy PN-EN Kryteria dla monitoringu przepływu gazu w badaniach laboratoryjnych Parametr Kryterium Czas odpowiedzi 60s Odchylenie standardowe powtarzalności w pkt. zero 2,0% a) Liniowość 3,0% a) Wpływ zmian temperatury otoczenia dla temp. bazowej 20ºC w pkt. zero 5,0% a) Wpływ zmian temperatury otoczenia dla temp. bazowej 20ºC w pkt. zakresu 5,0% a) Wpływ napięcia w zakresie od -15% do +10% nominalnego napięcia zasilania 2,0% a) a) - określone do wartości zakresu pomiarowego Szacunkowe określenie maksymalnej niepewności standardowej: u max = = 6,48% U = 1,96 6,48 = 12,7% Udział wilgoci w spalinach - objaśnienia do załącznika nr 1 do rozporządzenia: 1) pomiary parametrów (u H2O ) mogą być wykonywane dowolnymi metodami gwarantującymi niepewność pomiaru mniejszej niż 10%; 5) dopuszcza się odstępstwa od prowadzenia ciągłych pomiarów wilgotności bezwzględnej lub stopnia zawilżenia oraz ich wyznaczanie metodą bilansową, gdy gwarantuje ona uzyskanie niepewności wyniku mniejszej niż 10%.

17 Metoda SRM dla udziału wilgoci w spalinach Metoda referencyjna do oznaczania pary wodnej PN-EN 14790:2006 Stacjonarne źródła emisji Oznaczanie pary wodnej w przewodach kominowych. Opisana w normie metoda posiada niepewność całkowitą nie większą niż ±20% wartości mierzonej. Uzyskane wartości powtarzalności w terenie dla metody PN-EN 14790:2006 CI r = t0,95; n 1 sr r = 2t0,95; n 1 sr gdzie: CI r s r t 0,95;n-1 r jest wewnętrznym przedziałem ufności; jest odchyleniem standardowym z powtarzalności; jest wartością współczynnika t rozkładu Studenta dla n-1 stopni swobody (n: liczba podwójnych pomiarów); jest powtarzalnością w terenie.

18 Punkt 5 Pouczenia do załącznika nr 1 do rozporządzenia W przypadku następujących źródeł: nowych źródeł spalania paliw, dla których wniosek o wydanie pozwolenia na budowę złożono po dniu 26 listopada 2002 r. lub które zostały oddane do użytkowania po dniu 27 listopada 2003 r., turbin gazowych, dla których decyzje o pozwoleniu na budowę wydano po dniu 30 czerwca 2002 r. lub które zostały oddane do użytkowania po dniu 27 listopada 2003 r., źródeł istotnie zmienionych po dniu 27 listopada 2003 r. w sposób zgodny z art. 3 pkt. 7 ustawy z dnia 27 kwietnia 2001 r. - Prawo ochrony środowiska wiarygodne statystycznie wartości średnie jednogodzinne i średnie dobowe stężeń substancji określa się na podstawie ważnych pomiarowych wartości średnich jednogodzinnych po odjęciu wartości przedziału ufności określonego w pkt niniejszego załącznika; 5.2. wartości przedziału ufności dla pojedynczego wyniku pomiaru określa się zgodnie z normą PN-EN 14181, przyjmując, że 95 % wartości przedziału ufności pojedynczego wyniku pomiaru nie powinno przekraczać następujących wartości wyrażonych w procentach standardu emisyjnego: 1) 20 % - w przypadku dwutlenku siarki; 2) 20 % - w przypadku tlenków azotu; 3) 30 % - w przypadku pyłu całkowitego. Pomiar CO Brak wytycznych do niepewności pomiaru CO, jako substancji nie podlegającej standaryzacji dla energetycznego spalania paliw, co uniemożliwia wyliczenie kryteriów dla realizacji procedury QAL 2 i AST.

19 Lokalizacja AMS Zasady doboru przekrojów pomiarowych oraz lokalizacja zabudowy aparatury pomiarowej wchodzącej w skład systemu monitoringu zostały określone w normie PN-EN Jakość powietrza. Pomiary emisji ze źródeł stacjonarnych. Wymagania dotyczące miejsc pomiaru i odcinków pomiarowych, celu i planowania pomiaru oraz sprawdzania. Prawdopodobnie w lipcu 2011 r. ukaże się przetłumaczone na język polski wydanie normy. PN-EN W lokalizacji AMS należy uwzględnić konieczność zabudowania nie tylko aparatury wchodzącej w skład monitoringu, ale także wyznaczenie przekroju dla wykonania pomiarów manualnych umożliwiającego właściwy pobór próbki oraz odpowiednie przygotowanie platformy roboczej.

20 W normie PN-EN określono następujące wymagania i procedury: a)wymagania dotyczące odcinków pomiarowych i miejsc pomiaru w odniesieniu do prowadzenia pomiarów emisji, b)wymagania dotyczące celu pomiaru, planu pomiaru i sprawozdania z pomiaru w przypadku pomiarów emisji zanieczyszczeń oraz wielkości odniesienia w przewodach gazów odlotowych, c)procedury pobierania reprezentatywnych próbek z przewodów gazów odlotowych, d)procedury znajdowania najlepszego dostępnego punktu pomiarowego dla automatycznych systemów pomiarów zanieczyszczeń. POMIARY MANUALNE wybrane uwagi Przekrój pomiarowy PN-EN a) Odcinek pomiarowy powinien zapewnić pobieranie reprezentatywnych próbek emitowanego gazu w przekroju pomiarowym dla określenia strumienia objętości i stężenia masowego zanieczyszczeń; b) Przekrój pomiarowy powinien być umiejscowiony w odcinku przewodu gazów odlotowych tam, gdzie można spodziewać się wyrównanego przepływu i rozkładu stężeń; c) Wymaganie jednorodnych warunków przepływowych jest zazwyczaj spełnione, o ile: Przekrój pomiarowy ulokowany jest daleko za i przed jakimkolwiek zaburzeniem stanowiącym zmianę kierunku przepływu (np. klapy, łuki, wentylatory), Przed przekrojem pomiarowym rozciąga się odcinek prostego przewodu o długości co najmniej 5 średnic hydraulicznych, a za przekrojem analogiczny odcinek o długości co najmniej dwóch średnic hydraulicznych, Odcinek przewodu z przekrojem pomiarowym ma stały kształt i stałe pole przekroju poprzecznego.

21 PN-EN d) Pomiary we wszystkich punktach pobierania próbek powinny udowodnić, że strumień gazu w płaszczyźnie pomiaru spełnia następujące wymagania: 1) kąt przepływu gazu w stosunku do osi kanału mniejszy niż 15, 2) nie występuje przepływ wsteczny, 3) prędkość gazu nie jest mniejsza od najniższego poziomu dopuszczalnego dla zastosowanej metody pomiaru prędkości (dla rurek spiętrzających różnica ciśnień większa niż 5 Pa), 4) stosunek największej do najmniejszej prędkości lokalnej gazu mniejszy niż 3:1; e) Odcinek pomiarowy należy lokować tam, gdzie można zamontować odpowiednie podesty robocze i zagwarantować ich niezbędną infrastrukturę; f) Odcinek pomiarowy należy jasno nazwać i wyraźnie oznakować. PN-EN Króćce pomiarowe W przypadku kanałów prostokątnych króćce pomiarowe zaleca się instalować na dłuższym boku. Jeżeli cel pomiaru wymaga pomiaru innych wielkości (np. prędkości przepływu gazu, temperatury, zawartości pary wodnej), to do umożliwienia ich wykonania należy zapewnić dodatkowe króćce pomiarowe. Króćce pomiarowe należy przewidywać na etapie projektowania nowych instalacji. W załączniku A określono sposób wykonywania króćców pomiarowych.

22 PN-EN Wskazówki do projektowania podestów roboczych Nośność Lokalizacja i przestrzeń robocza Zasilanie w energię elektryczną i inne wyposażenie (woda, sprężone powietrze, odprowadzanie ścieków) Warunki bhp Planowanie pomiaru UWAGA: W przypadkach, gdy pomiary są wykonywane w celach kontroli przestrzegania przepisów, klient może potrzebować zatwierdzenia planu pomiaru ze strony właściwych organów władzy. W szczególności należy podać: a) Warunki eksploatacyjne instalacji, w tym: paliwo i materiały do procesu technologicznego, składniki gazów odlotowych, które będą oznaczane i wielkości odniesienia, jakie należy zmierzyć, b) Ustalenia dotyczące wybranego czasu i miejsca wykonywania wymaganych pomiarów pojedynczych, a także dat wykonania pomiarów, c) Metody pomiaru przewidziane do zastosowania, d) Odcinki pomiarowe i miejsce pomiaru, e) Kierownika technicznego pomiarów oraz niezbędną ekipę i osoby pomocnicze do prowadzenia pomiarów. Uwaga: Szczegółowe wymagania dotyczące osób wykonujących pomiary emisji są podane w PKN-CEN/TS 15675:2009

23 PN-EN Ustalenie sposobu pobierania próbki Pomiary dotyczące zanieczyszczeń stałych należy wykonywać zawsze jako pomiary w siatce. Pomiary dotyczące zanieczyszczeń gazowych można wykonywać w jednym reprezentatywnym punkcie pomiarowym lub w dowolnym punkcie pomiarowym, o ile spełnione są odnośne wymagania dotyczące jednorodności rozkładu wielkości mierzonej. W każdym innym przypadku pomiary należy wykonać jako pomiary w siatce. Schemat pobierania próbki U pos U perm niepewność związana z nierównomiernością rozkładu przestrzennego niepewność dopuszczona przepisami prawa

24 UWAGA: Jednorodność ustala się na ogół jeden raz. Na jednorodność wpływają określone czynniki, jak obciążenie źródła czy paliwo. Ich zmiany mogą pociągać za sobą konieczność powtórzenia ustalenia jednorodności. Jeśli jest znany rozkład wielkości mierzonej w przekroju pomiarowym (np. z poprzednich pomiarów lub dawniejszych sprawozdań), to nie jest konieczne powtarzanie oceny jednorodności. Określenie punktu poboru próbki Określenie punktów pomiarowych siatki pomiarowej Zainstaluj przenośny system pomiarowy w ustalonym punkcie pomiarowym oraz przygotuj drugi analizator do wykonania pomiarów w punktach siatki Przeprowadź równoległe pomiary dla ustalonego punktu pomiarowego i dla każdego punktu siatki i zapisz je odpowiednio: y i,grid i y i,ref Oblicz r i, ř, s grid i s ref s grid s ref Oblicz F-factor F<F N-1: N-1:0,95 Rozkład jest jednorodny Rozkład jest niejednorodny Pomiar w dowolnym punkcie Oblicz s pos, U pos i U perm U pos >0,5 U perm Siatka pomiarowa Pomiar w reprezentatywnym punkcie gdzie r i jest najbliższe ř

25 Wzory stosowane przy określaniu jednorodności Wzory: yi, grid ri = yi, ref N 1 2 sgrid = ( yi, grid ygrid ) N 1 i= 1 N 1 2 sref = ( yi, ref yref ) N 1 i= 1 _ N 1 r = r i N i= 1 Legenda: r i stosunek wartości otrzymanych i-tym w punkcie siatki i punkcie kontrolnym N liczba pomiarów s grid odchylenie standardowe pomiarów w siatce s ref odchylenie standardowe pomiarów w punkcie referencyjnym y i,grid wartość i-tego pomiaru w siatce y i,ref wartość i-tego pomiaru w punkcie kontrolnym F współczynnik F (test F-Snedecora) s pos odchylenie standardowe rozkładu przestrzennego U pos niepewność związana z nierównomiernością rozkładu przestrzennego U perm niepewność dopuszczona przepisami prawa 2 s grid F = 2 s ref s pos = 2 2 s grid s ref U pos = tn 1;0, 95 s pos AMS zamontowany na stałe Praca zamontowanego na stałe AMS zwykle ogranicza się do pomiaru w jednym punkcie lub wzdłuż jednej linii prostej. Te punkty poboru lub linie pomiarowe ulokować tak, by uzyskiwać w nich stan reprezentatywności wielkości mierzonej. Ponadto należy je umieścić w taki sposób, by AMS nie przeszkadzał sondom używanym do prowadzenia pomiarów w siatce, a także by te sondy nie oddziaływały na układ.

26 Przykład montażowej lokalizacji układów pomiarowych w obrębie odcinka pomiarowego na przewodzie gazów odlotowych (dla uproszczenia bez zaznaczenia podestu roboczego) Reprezentatywność punktu pomiarowego dobiera się wg poniższego schematu. Należy: określić punkty pobierania próbek przy użyciu siatki pomiarowej; zainstalować sondy systemu pomiarowego dla pomiarów wykorzystujących siatkę pomiarową; zainstalować sondę stacjonarnego systemu pomiarowego (pomiar referencyjny) w oznaczonym punkcie pomiaru; dostosować przepływ próbki w obu systemach, w celu uzyskania równych czasów reakcji; wykonać pomiary w siatce pomiarowej i w stałym punkcie pomiaru z czasem próbkowania co najmniej cztery razy większym niż czas reakcji systemu pomiarowego, ale nie mniej niż trzy minuty dla każdego punktu pobierania próbek; zapisać dla każdego punktu siatki pomiarowej obserwowaną temp. gazu T ref, prędkość przepływu gazu v ref, stężenie tlenu o ref i stężenie c ref oraz wartości T grid, v grid, o gri i c grid dla punktu systemu stacjonarnego;

27 g) obliczyć dla każdego punktu siatki i współczynnik F rep,i, zgodnie z równaniem: F rep, i = c grid, i c ref, i ν ν grid, i ref, i T T ref, i grid, i 21% o 21% o ref, i grid, i Najlepsze dostępne miejsce poboru próbki przez AMS przy pomiarach stężenia jest miejscem, w którym F rep,i, jest najbliższy średniej wartości F rep wszystkich punktów siatki. Sondy AMS powinny być umieszczone jak najbliżej tego punktu. KALIBRACJA AMS PROCEDURA QAL 2 wg PN-EN Badanie funkcjonalności AMS jako składowa procedury QAL 2: świadomość konieczności wykonania uprawnienia do przeprowadzania Wykonanie pomiarów równoległych metody SRM Określenie dopuszczalnej niepewności wskazań Określenie zakresu kalibracji EFEKT Określenie funkcji kalibracyjnych Określenie ważnego zakresu kalibracji

28 ZAPEWNIENIE JAKOŚCI AUTOMATYCZNYCH SYSTEMÓW POMIAROWYCH METODĄ POMIARÓW RÓWNOLEGŁYCH (POZIOM QAL 2) QAL 2 jest procedurą służącą wyznaczeniu funkcji kalibracyjnych wprowadzanych do systemu AMS. Próby QAL 2 wykonuje się na przekazanym do eksploatacji systemie AMS. Charakterystyki kalibracji wyznacza się na podstawie wyników szeregu pomiarów wykonanych metodą pomiarów równoległych, przy wykorzystaniu metodyki referencyjnej SRM. Zmienność zmierzonych wartości uzyskanych w ramach systemu AMS ocenia się następnie względem niepewności wymaganej przez przepisy Prawa Ochrony Środowiska. Punkt 4 pouczenia do załącznika nr 1 do Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 19 listopada 2008 r. Systemy do ciągłych pomiarów emisji do powietrza podlegają zgodnie z normą PN-EN pełnej procedurze kalibracji i walidacji w przypadku: systemów nowo instalowanych, systemów istniejących - co najmniej raz w ciągu pięciu lat każdej większej zmiany w pracy instalacji spalania paliw i większych zmian lub napraw systemów istniejących.

29 Procedura kalibracji AMS poziom QAL 2 Audyt systemu Badanie funkcjonalności AMS - sprawozdanie KROK 1 Pobór próbek Wykonanie min. 15 testów metodą SRM i AMS w przeciągu min. 3 dni pomiarowych KROK 2 Wyznaczanie charakterystyki kalibracyjnej KROK 3 Wykonanie pomiarów równoległych w celu wyznaczenia charakterystyki kalibracji AMS Określenie zakresu obowiązywania charakterystyki kalibracyjnej systemu AMS Określenie zmienności systemu AMS KROK 4 KROK 5 Badanie zmienności sprawdzenie z wymaganiami Prawa Ochrony Środowiska KROK 6 Wykonanie sprawozdania z procedury QAL 2 KROK 7 SPRAWDZENIE INSTALACJI SYSTEMU AMS, BADANIE FUNKCJONALNOŚCI AMS Przed kalibracją należy uzyskać potwierdzenie od właściciela AMS, że: system AMS jest przekazany prawidłowo do eksploatacji, np. w sposób podany przez dostawcę systemu AMS i/lub producenta, system AMS podaje odczyt punktu zerowego przy stężeniu zerowym, wykonanie badań funkcjonalności dla poszczególnych AMS.