Vad är gasanalys?
Industriell gasanalys bestämmer halten av en eller flera gaskomponenter i ett gasflöde. Mätningen kan vara kontinuerlig, med en fast installerad analysator som mäter dygnet runt, eller periodisk, med portabel utrustning vid enstaka tillfällen.
Ordet blandas ibland ihop med gasdetektion. Gasdetektion handlar om personsäkerhet: en gasvarnare larmar när en brandfarlig eller giftig gas når en viss nivå i luften. Gasanalys mäter sammansättningen i själva processen eller rökgasen och levererar ett mätvärde som används för styrning, kvalitet eller rapportering.
Emissionsmätning
Kontinuerlig mätning av utsläpp i rökgas, ofta kallad rökgasanalys eller CEMSContinuous Emissions Monitoring Systems, kontinuerliga emissionsmätsystem: fast installerade mätsystem som mäter utsläpp i rökgasen löpande och levererar data för rapportering. I SS-EN 14181 kallas de AMS, automatiska mätsystem.. Mätvärdena rapporteras till tillsynsmyndigheten och används bland annat för KväveoxidavgiftenMiljöavgift på utsläpp av kväveoxider från energiproduktion enligt lagen (1990:613). Avgiften beräknas normalt på uppmätt utsläpp, och Naturvårdsverkets föreskrifter NFS 2016:13 ställer krav på mätutrustningen och dess kontroll..
Processgasanalys
Mätning i processen för att styra förbränning, kemiska reaktioner och reningssteg, eller för att övervaka kvalitet och säkerhet. Vanlig inom gruv-, metall-, massa- och pappers- och kemisk industri.
Förbränningsstyrning
Syrehalt och koloxid i rökgasen visar hur väl förbränningen fungerar. Mätningen används för att justera luftöverskottet i pannor och ugnar.
Vilka gaser mäts?
Vilka komponenter som mäts beror på process, bränsle och tillstånd. Tabellen visar några vanliga exempel och var de brukar mätas.
| KOMPONENT | NAMN | VANLIG TILLÄMPNING |
|---|---|---|
| NOₓ (NO, NO₂) | Kväveoxider: kvävemonoxid och kvävedioxid | Emissionsmätning i förbränningsanläggningar, underlag för kväveoxidavgiften |
| SO₂ | Svaveldioxid | Emissionsmätning vid förbränning av svavelhaltiga bränslen och i processindustri |
| CO | Kolmonoxid | Förbränningsstyrning och emissionsmätning |
| CO₂ | Koldioxid | Förbränning, processer och rapportering av koldioxid |
| O₂ | Syre | Förbränningsstyrning och omräkning av halter till ReferenssyrehaltDen syrehalt som utsläppsvärden räknas om till, så att värden från olika anläggningar och driftlägen blir jämförbara oavsett luftöverskott. Vilken halt som gäller står i förordningen eller i tillståndet. |
| HCl, HF | Väteklorid och vätefluorid | Avfallsförbränning och processer med klor- eller fluorhaltiga ämnen |
| NH₃ | Ammoniak | Ammoniakslip efter rökgasrening med SNCR och SCRMetoder för att minska kväveoxider i rökgasen genom att tillsätta ammoniak eller urea, utan katalysator (SNCR, selektiv icke-katalytisk reduktion) eller med katalysator (SCR). Den ammoniak som inte reagerar följer med rökgasen och kallas ammoniakslip. |
| TOC | Totalt organiskt kol | Summan av organiska ämnen, bland annat vid avfallsförbränning |
| H₂O | Vattenånga | Fukthalt, för omräkning mellan Torr gasGas där vattenångan är borträknad. De flesta extraktiva analysatorer mäter torr gas efter kylaren, och utsläppsvärden redovisas i regel på torr gas. En analysator som mäter fuktig gas, till exempel FTIR eller in-situ, behöver därför också fukthalten. och fuktig gas |
| CH₄, H₂S | Metan och svavelväte | Biogas, processgaser och gasrening |
Hur mäter en gasanalysator?
Varje mätprincip utnyttjar en fysikalisk eller kemisk egenskap hos gasen. Valet styrs av vilka komponenter som ska mätas, mätområdet, vilka andra gaser som InterferensStörning från en annan gas som absorberar eller reagerar på samma sätt som den sökta komponenten, till exempel vattenånga vid infraröd mätning. Analysatorn kompenserar för kända interferenser, men bara inom de gränser den är byggd för. och förhållandena vid mätpunkten. Välj en gas för att se vilka principer som används för den, och öppna en princip för att se hur den fungerar.
Ingen gas vald: alla principer visas.
Extraktiv mätning eller in-situ?
Det finns två grundläggande sätt att bygga ett gasanalyssystem. Båda är vanliga, och många anläggningar har en blandning.
Extraktivt system
En sond tar ut mätgas ur kanalen. Gasen leds genom en uppvärmd mätgasledning till gasberedningen, som filtrerar och ofta kyler och torkar gasen, innan den når analysatorn i ett skåp eller ett analysrum. I ett varmt och fuktigt system hålls gasen i stället uppvärmd hela vägen fram till analysatorn. Vattenlösliga komponenter som HCl, HF och NH₃ mäts normalt så, eftersom en del av dem annars går förlorad i kylarens kondensat.
- Analysatorn sitter skyddat och är lätt att komma åt
- Flera komponenter kan mätas i samma skåp
- Fler led där mätgasen kan påverkas: sond, ledning, kylare, pump och filter
In-situ-mätning
Analysatorn mäter direkt i kanalen, antingen tvärs över den eller i en sond med mätcell. Ingen gas tas ut ur processen.
- Kort responstid och ingen gasberedning
- Mäter i fuktig gas vid processtemperatur, så fukthalten behövs för redovisning på torr gas
- Optik, spolluft, uppriktning och processens stoft och vibrationer påverkar mätningen
Analysatorn är bara ett led i kedjan.
Det värde som rapporteras har passerat flera steg innan det hamnar i en rapport: från mätpunkten i processen via gasuttag, mätgasledning och gasberedning till analysatorn, signalen och datasystemet. Varje led kan påverka resultatet.
När ett mätvärde avviker börjar många felsökningar i analysatorn. Orsaken sitter ofta tidigare i kedjan.
SÅ ÄR MÄTKEDJAN UPPBYGGD →Vanliga orsaker till avvikande mätvärden
Det här är fel vi ofta möter när vi felsöker gasanalyssystem. Flera av dem syns först som en långsam förändring i mätvärdet.
Falskluft
Läckage i sond, packningar eller kopplingar släpper in omgivningsluft, så kallad FalskluftOmgivningsluft som läcker in i mätsystemet, till exempel genom en spräckt packning eller en otät koppling, och späder mätgasen innan den når analysatorn.. Mätgasen späds ut: halterna sjunker och syrehalten stiger.
Kondens och kalla punkter
Ett avbrott i uppvärmningen av mätgasledningen gör att vatten kondenserar. Vattenlösliga gaser som SO₂, NO₂, HCl, HF och NH₃ följer med kondensatet och mäts för lågt.
Igensatta filter
Stoft i sondfilter och finfilter minskar flödet och förlänger ResponstidTiden från att halten ändras vid mätpunkten till att analysatorn visar förändringen. Den beror på mätgasflödet, ledningens längd och volymerna i filter, kylare och analysator.. Undertrycket efter filtret ökar, vilket kan dra in falskluft genom små otätheter.
Gasberedningen
En kylare som inte håller temperaturen, en kondensatavledning som inte tömmer eller en sliten pump påverkar både flöde och mätgasens sammansättning.
Drift i analysatorn
Nollpunkt och SpanAnalysatorns utslag vid en känd hög halt, i motsats till nollpunkten. En spankontroll visar om känsligheten har förändrats sedan förra kontrollen. förändras över tid. Det fångas upp vid regelbundna kontroller med NollgasGas som inte innehåller den komponent som mäts, oftast kvävgas eller renad luft. Används för att kontrollera och ställa analysatorns nollpunkt. och KalibreringsgasGas med känd halt som täcker analysatorns mätområde, normalt i den övre delen av mätområdet. Används för att kontrollera och justera spanvärdet, alltså utslaget vid en hög, känd halt..
Signal och skalning
Fel mätområde, fel skalning eller ett signalfel mellan analysator och styrsystem ger ett värde som stämmer i analysatorn men inte i rapporten.
Dra i reglaget för att se vad ett luftläckage i mätsystemet gör med mätvärdena. Exemplet utgår från en rökgas med 80 ppm NO och 6,0 % O₂ som späds med omgivningsluft.
Syrekorrigeringen kompenserar nästan helt för utspädningen, så det rapporterade värdet kan se normalt ut. Läckan syns i stället i råvärdet och i en syrehalt som stiger utan att förbränningen har ändrats.
ILLUSTRATIVT RÄKNEEXEMPEL · FÖRENKLAD MODELL · INTE VERKLIG ANLÄGGNINGSDATAKrav på emissionsmätning i Sverige
För anläggningar som mäter utsläpp kontinuerligt finns krav på hur mätsystemet ska vara lämpligt, kalibrerat och kontrollerat. Vilka krav som gäller beror på verksamhetens tillstånd och vilka förordningar den omfattas av.
SS-EN 14181
Standarden för kvalitetssäkring av automatiska mätsystem. QAL1 är typprovningen och certifieringen enligt SS-EN 15267-3 som visar att mätsystemet är lämpligt, QAL2 kalibrerar det installerade systemet genom parallellmätningar av ett Ackrediterat laboratoriumMätlaboratorium vars kompetens för de aktuella mätmetoderna har bedömts och godkänts av ett nationellt ackrediteringsorgan, i Sverige Swedac. Jämförande mätningar som QAL2 och AST ska göras av ett ackrediterat laboratorium., QAL3 är VerksamhetsutövareDen som driver anläggningen. Verksamhetsutövaren ansvarar för att tillståndets villkor följs, för egenkontrollen och för att mätsystemet kontrolleras och dokumenteras.s löpande kontroll av noll och span och AST är den årliga kontrollen mellan QAL2-kalibreringarna, även den av ett ackrediterat laboratorium.
Stora förbränningsanläggningar och avfallsförbränning
Förordningarna (2013:252) och (2013:253) ställer krav på kvalitetssäkring enligt CEN-standarderEuropeiska standarder (EN) som utvecklas av CEN, Europeiska standardiseringskommittén. I Sverige fastställs de som svenska standarder med beteckningen SS-EN, till exempel SS-EN 14181. och på årlig kontroll genom parallella mätningar.
Kväveoxidavgiften
Enligt NFS 2016:13 ska mätutrustningen kontrolleras minst en gång per kalendermånad. Överstiger avvikelsen i noll- eller referenspunkten 4,0 % av referenspunktens halt, för NOₓ dock minst 2,0 ppm, ska utrustningen justeras, och mätvärdena sedan den senaste godkända kontrollen räknas inte som giltiga. Dessutom krävs en jämförande mätning av ett ackrediterat laboratorium minst en gång per kalenderår, för enheter med under 2 000 drifttimmar per år vart tredje avgiftspliktigt år.
Ansvaret för kontrollerna ligger hos verksamhetsutövaren. Ackrediterade mätningar som QAL2 och AST görs av ackrediterade laboratorier.
LÄS MER OM QAL3 I PRAKTIKEN →Service för gasanalys, oberoende av fabrikat.
ARKTEC felsöker, reparerar och underhåller gasanalysatorer och emissionsmätsystem, från sond och mätgasledning till gasberedning, analysator och signal. Vi utgår från Stockholm och tar uppdrag i hela Sverige, vid behov eller med serviceavtal.
Frågor om gasanalys
Vad är skillnaden mellan gasanalys och gasdetektion?
Gasdetektion skyddar människor: en gasvarnare larmar när en farlig gas når en viss halt i luften. Gasanalys mäter sammansättningen i en process eller rökgas och ger ett mätvärde för styrning, kvalitet eller rapportering.
Vad är en gasanalysator?
Ett instrument som mäter halten av en eller flera gaskomponenter, till exempel NOₓ, SO₂, CO eller O₂. Den ingår oftast i ett mätsystem med provtagning, gasberedning och dataöverföring.
Vad är CEMS?
CEMS står för Continuous Emissions Monitoring Systems, kontinuerliga emissionsmätsystem. Det är fast installerade system som mäter utsläpp i rökgas löpande och levererar data för rapportering.
Hur ofta behöver ett gasanalyssystem kontrolleras?
Det beror på krav och system. För mätutrustning som används för kväveoxidavgiften gäller kontroll minst en gång per kalendermånad enligt NFS 2016:13. Anläggningar som omfattas av SS-EN 14181 gör dessutom QAL3-kontroller löpande och en årlig kontroll (AST) av ett ackrediterat laboratorium. Utöver kraven bestäms intervallet av hur snabbt filter, kylare och andra delar i systemet påverkas av processen.
Vad betyder ppm, mg/Nm³ och referenssyrehalt?
Analysatorn visar ofta halten i ppmMiljondelar av volymen (parts per million). 1 ppm motsvarar 1 cm³ av gasen per m³ gasblandning. Analysatorer visar ofta halten i ppm eller i volymprocent., miljondelar av volymen. Utsläppsvärden redovisas i stället i mg/Nm³Milligram per normalkubikmeter: gasens massa per kubikmeter omräknad till 0 °C och 101,3 kPa, i regel på torr gas. Det är den enhet utsläppsvärden oftast redovisas i., milligram per normalkubikmeter vid 0 °C och 101,3 kPa, räknat på Torr gasGas där vattenångan är borträknad. De flesta extraktiva analysatorer mäter torr gas efter kylaren, och utsläppsvärden redovisas i regel på torr gas. En analysator som mäter fuktig gas, till exempel FTIR eller in-situ, behöver därför också fukthalten. och omräknat till en ReferenssyrehaltDen syrehalt som utsläppsvärden räknas om till, så att värden från olika anläggningar och driftlägen blir jämförbara oavsett luftöverskott. Vilken halt som gäller står i förordningen eller i tillståndet.: 6 % för fasta bränslen, 3 % för flytande och gasformiga bränslen, 15 % för gasturbiner och gasmotorer och 11 % för avfallsförbränning. Därför behövs även syre och ofta fukt i mätningen.
Servar ARKTEC alla fabrikat?
Vi arbetar oberoende av fabrikat och har erfarenhet av analysatorer, provtagning och gasberedning från flera tillverkare. Berätta vilket fabrikat och vilken modell ni har, så ger vi besked om vad vi kan göra och när tillverkarens egen service behövs.
Utför ARKTEC QAL2 eller AST?
Nej. QAL2 och AST görs av ackrediterade laboratorier. Vi utför tekniska kontroller, justering och kalibrering med kalibreringsgas och tar fram dokumentation som underlag för ert QAL3-arbete.
Vad kostar service av ett gasanalyssystem?
Enstaka uppdrag prissätts enligt offert. Med serviceavtal gäller fast årspris per anläggning eller pris enligt offert. Ett avtal är inget krav.