Industrielle måleprogram

Transkript

1 Industrielle måleprogram Hvordan sikre god kvalitet på utslippsdata Hanne Høgmoen Åstrand

2 Innholdet i veilederen Del 1: Måleprogram og usikkerhetsvurderinger av enkeltmålinger Kravene er knyttet til denne delen 1. Etablering av måleprogram 2. Beregning av totalutslipp 3. Usikkerhetsvurdering av enkeltmålinger 4. Bruk av usikkerhetsvurderinger til å forbedre måleprogrammet 5. Gjennomføring, evaluering og revidering av måleprogram Del 2: Usikkerhetsberegninger Ikke krav knyttet til denne delen 6.1 Usikkerhet i enkeltmåling (Nivå 1) 6.2 Prosessusikkerhet og usikkerhet i årlige verdier fra ett målepunkt (Nivå 2) 6.3 Usikkerhet i totalt årlig utslipp (Nivå 3) 6.4 Flytskjema for usikkerhetsanalyse Vedlegg - Referanser - Oversikt over relevante standarder - Mer avanserte metoder for beregning av usikkerhet 2

3 Mengde Måling av industrielle utslipp Faktisk utslipp Utslipp: m = V x C Målt utslipp Gjennomsnitt V = Volumstrøm (Nm 3 /h) C = Konsentrasjon (mg/nm 3 ) Tid Industrielle utslipp er oftest kontinuerlige og varierende Utslipp måles både kontinuerlig og med enkeltmålinger Normalt måles konsentrasjon (C) og volumstrøm (V) 3

4 Etablering av måleprogram Måleprogrammet skal sikre at de rapporterte utslippene gjenspeiler de faktiske utslippene Måleprogrammet skal basere seg på kunnskap om produksjonsprosessen Valg av målepunkter, målemetode og prøvetakingsfrekvens skal baseres på kunnskap om utslippskomponenten, produksjonsprosessen og utslippets miljømessige betydning Valg som gjøres i forbindelse med måleprogrammet skal dokumenteres Utslippskilde Utslippspunkt Målesystem Produksjonshall Utslipp Prosess 1 Prosess 2 Prosess 3 Mulige målepunkter 4

5 Forskjellige prosesser krever forskjellig prøvetakingsfrekvens Prosess A: Stabil prosess. Prosess B: Syklisk («batch») prosess. Prosess C : Stabil prosess med «utbrudd» Prosess D: Ustabil prosess. 5

6 Beregning av totalutslipp Beregningen av årlig totalt utslipp må ta hensyn til valg gjort i måleprogrammet og hendelser gjennom året. F.eks: - Det måles ikke i alle utslippspunkter - Målinger utføres med forskjellig frekvens - Avvikende utslippsmålinger - Unormale hendelser som stans i renseanlegg Totalt utslipp Utslippskilde 1 Utslippskilde 2 Totalt utslipp = [Utslippskilde 1] + [Utslippskilde 2] Utslippskilde 1 = [Pkt 1] + [Pkt 2] + [Pkt 3] + [Pkt 4] + [Pkt 5] Utslippskilde 2 = [Pkt 6] + [Pkt 7] + [Pkt 8] + [Pkt 9] + [Pkt 10] Punkt = Volum x Konsentrasjon m = V x C Punkt = Volum x Konsentrasjon m = V x C Pkt 6 = [Volum (Nm 3 /h)] x [Konsentrasjon (mg/nm 3 )] 6

7 Vurdering av usikkerhet i enkeltmålinger En enkeltmåling består vanligvis av følgende trinn: - Volumstrømsmåling - Prøvehåndtering og analyse - Prøvetaking - Beregning og rapportering av utslipp Vurdering av hvert trinn gir grunnlag for å anslå om usikkerheten er høy eller lav Veilederen beskriver typiske kilder til usikkerhet i hvert av trinnene og hvordan usikkerheten kan vurderes Viktige kilder er: - Valg av målepunkt, måle/prøvetakingsmetode, måletidspunkt og målefrekvens - Lagring, opparbeidelse og analyse av prøver på intern eller eksternt - Endringer i måleprogram og prosess som ikke er gjenspeilet i beregning av utslipp - Regne og rapporteringsfeil 7

8 Bruk av usikkerhet i forbedringsarbeid Resurser bør prioriteres til å forbedre utslippspunkter som har høy usikkerhet og fører til en betydelig andel av det årlige utslippet Det er akseptabelt at utslippspunkter som gir et lite bidrag til det totale utslippet har en høyere usikkerhet. Bruke ressurser der det fører til størst usikkerhetsreduksjon Der usikkerheten er lav kan man vurdere om prøvefrekvensen kan reduseres Der usikkerheten er høy bør det vurderes å øke prøvefrekvensen Kunnskap om hvilke type målepunkter som gir høy utsikkerhet kan brukes til å gjøre bedre valg ved etablering av nye målepunkter eller bytte av målepunkter 8

9 Del 2: Usikkerhetsberegninger Basert på Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) - Når usikkerhet anslås skal det gjøres på en generøs måte - Målefunksjonen for utslippet er basis for usikkerhetsberegningen - Usikkerheter som er uavhengige kombineres ved å kvadratsummere absolutte usikkerhets verdier - Usikkerheter som er korrelerte kombineres ved vanlig sum av absolutte usikkerhets verdier - Usikkerhet angis med 95 % konfidensintervall (k=2) Usikkerheten beregnes på 3 nivåer - Nivå 1: Usikkerhet i enkeltmålinger - Nivå 2: Prosessusikkerhet og usikkerhet i årlige verdier fra ett målepunkt - Nivå 3: Usikkerhet i totalt årlig utslipp 9

10 Nivå 1: Beregning av usikkerhet i enkeltmålinger Målefunksjon: m komponent = V C Usikkerhet beregnes da slik: u m = u V 2 + u C 2 og U m = 2 u m Målestørrelse Måleverdi Usikkerhet Fordeling Standard usikkerhet Rel. usikkerhet Følsomhet Usikkerhets Bidrag (kg/h) V (Nm 3 /h) standard % 0, ,3 C (mg/nm 3 ) 23 3,7 standard 3,7 16 % 0,13 0,5 m (kg/h) 3,1 u (k=1) 0,6 U (k=2) 1,2 Relativ U 37 % 10

11 Mengde Mengde Nivå 2: Prosessusikkerhet og usikkerhet i årsverdier i ett målepunkt Prosessusikkerhet kommer av at man gjør enkeltmålinger for å bestemme et utslipp som er kontinuerlig og varierende Måletidspunkt kan påvirke resultatet Flere målinger gir mindre prosessusikkerhet Gjennomsnitt Gjennomsnitt Gjennomsnitt Tid Tid u snitt = 2 2 u alle enkeltmålinger + u mprosess u mprosess = s prosess = s observert / N Kontinuerlige målinger har ikke prosessusikkerhet, men har måleusikkerhet. 11

12 Nivå 3: Usikkerhet i totalt årlig utslipp Usikkerhetene for hver av utslippspunktene kombineres (usikkerhet nivå 2) - Også utslippspunkter der utslippet ikke måles Utslippspunkter der utslippet ikke måles har normalt høyere usikkerhet Korrelasjon mellom utslippspunktene tas hensyn til der den er entydig (settes til 1 eller 0) Måleverdi Usikkerhetsbidrag Korrelasjonsmatrise Målestørrelse Måleverdi Grunnlag Usikkerhet Usikkerhets Rel. Fordeling Følsomhet bidrag S1 S2 S3 S4 S5 (kg/h) usikkerhet (kg/h) Skorstein 1 3,5 Målt 0,8 standard 23 % 1,0 0, Skorstein 2 3,3 S1,S3 2,4 firkant 41 % 1,0 1, Skorstein 3 3,1 Målt 0,7 standard 21 % 1,0 0, Skorstein 4 3,3 S1,S3 2,4 firkant 41 % 1,0 1, Skorstein 5 6,3 Målt 1,2 standard 19 % 1,0 1, m total 19,5 u m, total 3,8 U m, total 7,5 Rel. U m, total 39 % 12

13 Safeguarding life, property and the environment 13