TITTEL SINTEF RAPPORT Merking av parafin i forbindelse med bruk til små kaminer for oppvarming SINTEF Bygg og miljøteknikk Norges branntekniske laboratorium Postadresse: 7034 Trondheim Besøksadresse: Tiller bru, Tiller Telefon: 73 59 10 78 Telefax: 73 59 10 44 Foretaksnr: NO 948 007 029 MVA FORFATTER(E) F.H. Hansen, A. Østnor OPPDRAGSGIVER(E) Toll- og avgiftsdirektoratet RAPPORTNR STF22 A98835 GRADERING 1. SIDE Åpen ELEKTRONISK ARKIVKODE GRADERING Åpen ISBN 82-595-9026-3 i:\pro\846040\20\rapport - Parafin - tilsetningsstoffer ARKIVKODE SAMMENDRAG DATO 1998-03-24 OPPDRAGSGIVERS REF. Ellen Mæhlum PROSJEKTNR. 846040.20 PROSJEKTLEDER (NAVN, SIGN.) Harald Landrø GODKJENT AV (NAVN, STILLING, SIGN.) Kjell Schmidt Pedersen, direktør ANTALL SIDER OG BILAG VERIFISERT AV (NAVN, SIGN.) Finn H. Hansen I forbindelse med merking av oljeprodukter som ikke skal benyttes til drivstoff for dieselbiler, har det oppstått problemer med parafinfyrte ildsteder med skallbrenner. På grunn av disse problemene er det blitt utført en del prøvinger med forskjellige merkestoffer for parafin som på forhånd virket lovende med hensyn til problemene i vekebrennere. Det ble satt opp en prøverigg med tre ovner. En ovn ble fyrt med et blått tilsetningsstoff, en med grønt og en ovn uten tilsetningsstoff. Forbruket av blank parafin reduserte seg i løpet av prøvingsperioden med 0,6 %, grønn parafin med 6 % og blå parafin med 2 %. Forbruket av grønn og blå parafin går sakte nedover, og det er ut i fra resultatene for tidlig å bedømme om reduksjonen har stoppet opp. De registrerte temperaturer viser at ovnen fyrt med grønn parafin har høyest røykgasstemperatur mens den har de laveste temperaturer på brennerskål og brennerskall. Norges branntekniske laboratorium kan ut i fra de registrerte målinger ikke trekke noen konklusjoner om hvilket tilsetningsstoff som bør benyttes. Vi vil anbefale at det kjøres en ny prøving over en lengre tidsperiode for å se om reduksjonen i forbruket vil fortsette eller om dette stabiliseres etter en tid. 20 STIKKORD NORSK ENGELSK GRUPPE 1 Brann Fire GRUPPE 2 Varme Heat EGENVALGTE Brennbarhet Combustibility Kvalitet Quality
2 INNHOLDSFORTEGNELSE 1. SAMMENDRAG...3 2. INNLEDNING...4 2.1 Bakgrunn...4 2.2 Målsetting...4 3. GJENNOMFØRING...5 3.1 Foto fra prøveoppstilling...6 4. RESULTATER...10 4.1 Forbruk, ml/min...10 4.2 Måling av trekk, mm VS...10 4.3 Måling av CO 2, %...11 4.4 Temperatur på brennerskål, ºC...11 4.5 Temperatur på brennerskall, ºC...12 4.6 Røykgasstemperatur, ºC...12 5. KONKLUSJONER...13 Vedlegg I......15 Vedlegg II......16 Vedlegg III... 17 Vedlegg IV....18
3 1. SAMMENDRAG I forbindelse med merking av oljeprodukter som ikke skal benyttes til drivstoff for dieselbiler, har det oppstått problemer med parafinfyrte ildsteder med skallbrenner. På grunn av disse problemene er det blitt utført en del prøvinger med forskjellige merkestoffer for parafin som på forhånd virket lovende med hensyn til problemene i vekebrennere. Det ble satt opp en prøverigg med tre ovner. En ovn ble fyrt med et blått tilsetningsstoff, en med grønt og en ovn uten tilsetningsstoff. Alle ovnene ble stilt inn på ca. 3,2 ml/min i forbruk ved start. Forbruket av blank parafin reduserte seg i løpet av prøvingsperioden med 0,6 %, grønn parafin med 6 % og blå parafin med 2 %. Forbruket av grønn og blå parafin går sakte nedover, og det er ut i fra resultatene for tidlig å bedømme om reduksjonen har stoppet opp. Det er derfor vanskelig å bedømme om disse tilsetningsstoffene kan benyttes i slike brennere eller ikke. Variasjonen i skorsteinenes trekk viser at dette har variert fra 0,6 mm VS for ovn fyrt med blank parafin og opp til 1,0 mm VS for ovn fyrt med blå parafin. Prøveriggen er bygd opp med heltrukne skorsteiner fra ildstedene og ut i friluft. Dette fører til at trekken i skorsteinen påvirkes av vind og trykkfohold ute. Variasjon i trekk vil også føre til at forbruket i ovnene varierer noe. CO 2 -innholdet (som varierer fra 1-2,75 %) og sottallet (som ligger på 0) i røykgassene viser at det har vært fullstendig forbrenning på alle ovnene i hele perioden. De registrerte temperaturer viser at ovnen fyrt med grønn parafin har høyest røykgasstemperatur mens den har de laveste temperaturer på brennerskål og brennerskall Norges branntekniske laboratorium kan ut i fra de registrerte målinger ikke trekke noen sikre konklusjoner om hvilket tilsetningsstoff som bør benyttes. Vi vil anbefale at det kjøres en ny prøving over en lengre tidsperiode for å se om reduksjonen i forbruket vil fortsette eller om dette stabiliseres etter en tid.
4 2. INNLEDNING 2.1 Bakgrunn Prosjektet er foreslått opprettet på grunnlag av problemer med merkestoffer i parafin. I forbindelse med at kilometeravgiften falt bort og ble erstattet med avgift på selve drivstoffet for dieselbiler, ble det nødvendig å merke de oljeprodukter som ikke skulle brukes til drivstoff. Dette førte til at bl.a. parafin til bruk i små ildsteder ble tilført 5 ppm av et fargestoff, Solvent Red 462, og 5 ppm av at sporstoff, Solvent Yellow 124, som begge er av typen azofargestoffer. Etter kort tid viste det seg at merkestoffene forårsaket dårlig forbrenning og sterk soting i parafinfyrte ildsteder med vekebrennere. Dette ble et problem for forbrukerne som fikk dårlig varme fra sine ildsteder og dessuten stadig vekk måtte tilkalle service. Jøtul as sammen med oljebransjen satte i gang en undersøkelse vinteren 1994 hvor det ble bekreftet at merkestoffene forårsaket disse vanskelighetene. Toll- og avgiftsdirektoratet ble derfor anmodet av Finansdepartementet om å finne frem til andre merkemetoder for fyringsparafin. Det ble nedsatt en arbeidsgruppe med deltakere fra Tollvesenet, oljebransjen, Jøtul as og representanter fra Statens forurensningstilsyn og Direktoratet for brann- og eksplosjonsvern. Arbeidsgruppen har gjennom korttidige praktiske forsøk (ca. 14 dager) med forskjellige merkestoffer ved Jøtul as, kommet frem til merkestoffer som virker lovende med hensyn til problemene i vekebrennerne. Det gjenstår bare et langvarig forsøk under kontrollerte forhold. Toll- og avgiftsdirektoratet har mottatt oppsettet for det avgjørende forsøket fra Jøtul as og ber om at SINTEF NBL - Norges branntekniske laboratorium vil godkjenne oppsettet og ta på seg oppdraget med kontroll og inspeksjon av forsøket. 2.2 Målsetting Målsettingen for dette prosjektet er følgende: Gjennomføre prøving av 3 ildsteder med bruk av parafin som har forskjellige merkestoffer. Klargjøre om merkestoffer som inngår i prøvingen egner seg til anvendelse sammen med parafin for små ildsteder med vekebrenner.
5 3. GJENNOMFØRING Prøvingen ble utført ved Jøtuls laboratorium i Fredrikstad Prøverigg som ble benyttet var i samsvar med Jøtul as's forslag (vedlegg I). Prøvingen ble utført iht. forslaget til Jøtul as, datert 07.11.95 (vedlegg II). Representant fra NBL var tilstede for kontroll av oppstart med stabilisering av temperatur og brenselforbruk. Representant fra NBL var tilstede for kontroll av prøvingen etter 2 uker. Representant fra NBL var tilstede for kontroll av prøvingen før stans etter 4 uker. Representant fra NBL var tilstede for kontroll og inspeksjon av brennere etter 4 uker.
6 3.1 Foto fra prøveoppstilling Bilde 1: Hele prøveriggen
7 Bilde 2: Ovn fyrt med blank parafin
8 Bilde 3: Ovn fyrt med grønn parafin
9 Bilde 4: Ovn fyrt med blå parafin
10 4. RESULTATER 4.1 Forbruk, ml/min Forbruk, m l/m in ml/min 3,25 3,2 3,15 3,1 3,05 3 2,95 Blank Gr ønn Blå 2,9 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Antall dager 4.2 Måling av trekk, mm VS 2 Trekk, mm VS mm VS 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Blank Gr ønn Blå 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Antall dager
11 4.3 Måling av CO 2, % CO2, % % 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Blank Gr ønn Blå 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Antall dager 4.4 Temperatur på brennerskål, ºC Temperatur på brennerskål, ºC ºC 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Antall dager Blank Gr ønn Blå
12 4.5 Temperatur på brennerskall, ºC Temperatur på brennerskall, ºC 600 500 ºC 400 300 200 100 Blank Gr ønn Blå 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 212325 2729 Antall dager 4.6 Røykgasstemperatur, ºC 200 Røykgasstemperatur, ºC 150 100 Blank Grønn Blå 50 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Antall dager
13 5. KONKLUSJONER Alle ovnene ble stilt inn på ca. 3,2 ml/min i forbruk ved start. Dette er i nærheten av minimum for flottørens innstillingsmuligheter. Forbruket i løpet av prøvingen varierte lite i forhold til utgangsinnstillingen. Forbruket av blank parafin reduserte seg i løpet av prøvingsperioden med 0,6 %, grønn parafin med 6 % og blå parafin med 2 %. Forbruket av grønn og blå parafin går sakte nedover, og det er ut i fra resultatene for tidlig å bedømme om reduksjonen har stoppet opp. Det er derfor vanskelig å bedømme om disse tilsetningsstoffene kan benyttes i slike brennere eller ikke. Variasjonen i skorsteinenes trekk viser at dette har variert fra 0,6 mm VS for ovn fyrt med blank parafin og opp til 1,0 mm VS for ovn fyrt med blå parafin. Prøveriggen er bygd opp med heltrukne skorsteiner fra ildstedene og ut i friluft. Dette fører til at trekken i skorsteinen påvirkes av vind og trykkforhold ute. Variasjon i trekk vil også føre til at forbruket i ovnene varierer noe. CO 2 -innholdet (som varierer fra 1-2,75 %) og sottallet (som ligger på 0) i røykgassene viser at det har vært fullstendig forbrenning på alle ovnene i hele perioden. Temperaturen i brennerskålene og brennerskallene ble målt i et punkt på hver ovn. Dette vil kunne gi noe unøyaktige målinger pga. variasjoner i temperaturen over måleflatene, forårsaket av ev. små unøyaktigheter på innstillingen av skålene og vekenes plassering i forhold til målepunktet. Når det gjelder de registrerte temperaturer ser vi at ovnen fyrt med grønn parafin har høyest røykgasstemperatur mens den har de laveste temperaturer på brennerskål og brennerskall. Dette viser at målingene kan virke noe grove og at det på bakgrunn av disse er vanskelig å trekke noen konklusjoner om hvilket tilsetningsstoff som gir den beste forbrenningen. Ved visuell kontroll av brennerskålene etter prøving var det minimalt med belegg på skålene. Det var vanskelig å bedømme beleggene ut i fra den relativt korte prøvingsperioden. Norges branntekniske laboratorium kan ut i fra de registrerte målinger ikke trekke noen sikre konklusjoner om hvilket tilsetningsstoff som bør benyttes. Vi vil anbefale at det kjøres en ny prøving over en lengre tidsperiode for å se om reduksjonen i forbruket vil fortsette eller om dette stabiliseres etter en tid.
14 Vedlegg I Jøtuls forslag til prøving
15 Vedlegg II Jøtuls forslag til prøverigg
16 Vedlegg III Registrerte verdier fra prøvningen
17 Vedlegg IV Bilder Bilde 1: Brennerskål med blank parafin før prøving Bilde 3: Brennerskål med grønn parafin før prøving
18 Bilde 3: Brennerskål med blå parafin før prøving Bilde 4: Blank, blå og grønn brennerskål med veker etter prøving
19 Bilde 5: Brennerskål fyrt med blank parafin etter prøving Bilde 6: Brennerskål fyrt med grønn parafin etter prøving
20 Bilde 7: Brennerskål fyrt med blå parafin etter prøving