TUTKIMUSRAPORTTI Nro VTT R

Transkriptio

1 TUTKIMUSRPORTTI Nro VTT R Päästömittausryhmien väliset savukaasujen vertailumittaukset ja kiinteästi asennettujen päästömittalaitteiden toiminnan laadunvarmistus referenssimenetelmien avulla Kirjoittajat Tuula Kajolinna, Harri Puustinen, Tuula Pellikka Luottamuksellisuus Julkinen

2 1 (4) Raportin nimi Päästömittauslaboratorioiden väliset savukaasujen vertailumittaukset ja kiinteästi asennettujen päästömittalaitteiden laadunvarmistus referenssimenetelmien avulla siakkaan nimi, yhteyshenkilö ja yhteystiedot siakkaan viite Markku Hietamäki, Ympäristöministeriö YM23/481/25 Projektin nimi Projektin numero/lyhytnimi LCP laitoksen päästöjen vertailumittaus LCP Raportin laatija(t) Sivujen/liitesivujen lukumäärä Tuula Kajolinna, Harri Puustinen ja Tuula Pellikka 41 vainsanat Raportin numero SS EN 14181, päästömittaus, vertailumittaus, LCP, QL2 VTT R Tiivistelmä Savukaasujen kansalliset vertailumittaukset tehtiin välisenä aikana Kymin Voima Oy:n Kuusankosken voimalaitoksessa. Vertailumittausten tarkoituksena oli selvittää päästömittausten laadullinen taso sekä mittaustulosten perusteella tehtyjen QL 2 laskentojen taso. QL 2 laskennoilla validoidaan LCP laitosten (large combustion plants) kiinteästi asennettujen päästömittalaitteiden laatu valtioneuvoston LCP asetuksen N:o 117/22 vaatimusten mukaisesti. Vertailumittauksiin osallistuivat seuraavat päästömittauslaboratoriot: Kymenlaakson ammattikorkeakoulu Oy, Insinööritoimisto Paavo Ristola Oy, Envimetria Oy, Electrowatt Ekono Oy, Nab Labs Prosessianalytiikka Oy, UPM Kymmene Oyj / Tutkimuskeskus, UPM Kymmene Oyj / Wisaforest, VTT ja X LVI Oy / ekati Measurements. Vertailumittaukset jakautuivat kahteen osaan: 1) vertailumittauksiin päästömittaajien kesken sekä 2) standardin SS EN14181 QL2:n laskentojen vertailuun. Tulokset osoittavat, että savukaasujen mittaustulokset eroavat toisistaan joissakin tapauksissa merkittävästi. Päästömittauslaboratorioiden on parannettava mittaustensa laatua ja kehitettävä standardin SS EN käyttöä. Standardin SS EN käytettävyyttä MS:n laadunvarmistukseen tulee lisäksi parantaa implementoimalla se kansalliseen käyttöön siten, ettei enää olisi erilaisten tulkintojen mahdollisuutta. Luottamuksellisuus Espoo llekirjoitukset julkinen Jukka Lehtomäki Tuula Pellikka Harri Puustinen VTT:n yhteystiedot VTT, PL 1, 244 VTT, puh Jakelu Markku Hietamäki Ympäristöministeriö, vertailumittauksiin osallistuneet laboratoriot VTT:n nimen käyttäminen mainonnassa tai tämän raportin osittainen julkaiseminen on sallittu vain VTT:ltä saadun kirjallisen luvan perusteella.

3 2 (4) Tiivistelmä Savukaasujen kansalliset vertailumittaukset tehtiin välisenä aikana Kymin Voima Oy:n Kuusankosken voimalaitoksessa. Mittausten kohteena olivat voimalaitoksen leijupetikattilan savukaasut. Vertailumittauksiin osallistuivat seuraavat päästömittauslaboratoriot: Kymenlaakson ammattikorkeakoulu Oy, Insinööritoimisto Paavo Ristola Oy, Envimetria Oy, Electrowatt Ekono Oy, Nab Labs Prosessianalytiikka Oy, UPM Kymmene Oyj / Tutkimuskeskus, UPM Kymmene Oyj / Wisaforest, VTT ja X LVI Oy / ekati Measurements. Vertailumittaukset jakautuivat kahteen osaan: 1. vertailumittauksiin päästömittaajien kesken sekä 2. standardin SS EN14181 QL2:n laskentojen vertailuun. Vertailumittausten tarkoituksena oli selvittää päästömittausten laadullinen taso sekä mittaustulosten perusteella tehtyjen QL 2 laskentojen taso. Vertailumittausten sekä QL 2 laskentojen avulla validoidaan LCP laitosten kiinteiden päästömittalaitteiden laatu valtioneuvoston LCP asetuksen N:o 117/22 vaatimusten mukaisesti. Raportissa käsitellään sekä akkreditoiduilla että akkreditoinnin hakuvaiheessa olevilla päästömittausmenetelmillä saatuja tuloksia. Vertailumittaukset tehtiin kahdessa jaksossa. Ensimmäiseen jaksoon osallistui viisi päästömittauslaboratoriota ja toiseen jaksoon neljä päästömittauslaboratoriota. Kaasumaiset savukaasukomponentit mitattiin viidessätoista mittausjaksossa ja hiukkaspitoisuudet mitattiin yhdeksässä mittausjaksossa. Laitoksen kiinteiden päästömittalaitteiden validointi tehtiin standardin SS EN mukaisesti. Tulokset osoittavat, että savukaasujen mittaustulokset eroavat toisistaan joissakin tapauksissa merkittävästi ja usealla laboratoriolla oli lisäksi puutteita standardin SS EN soveltamisessa. Tämä voi johtaa mm. siihen, että toiminnanharjoittajan viranomaisille ilmoittamat päästötiedot voivat olla merkittävästi virheellisiä.

4 3 (4) Sisällysluettelo 1 TUST MITTUSKOHE J KOEJÄRJESTELY MITTUSMENETELMÄT J LITTEISTOT TULOKSET LBORTORIOIEN VÄLISET VERTILUT: MITTUKSET (VIIKKO 1) O 2 pitoisuus CO 2 pitoisuus CO pitoisuus H 2 O pitoisuus NO x pitoisuus SO 2 pitoisuus Hiukkaspitoisuus Lämpötila Tilavuusvirtaus LBORTORIOIEN VÄLISET VERTILUT: MITTUKSET (VIIKKO 2) O 2 pitoisuus CO 2 pitoisuus CO pitoisuus H 2 O pitoisuus NO x pitoisuus SO 2 pitoisuus Hiukkaspitoisuus Lämpötila Tilavuusvirtaus QL 2 LSKENNN VERTILUT Tausta NO x SO Hiukkaset TULOSTEN TRKSTELU LBORTORIOIEN VÄLISTEN VERTILUJEN TRKSTELU QL 2 LSKENTOJEN TRKSTELU NO x ja SO Hiukkaset Päästöt JOHTOPÄÄTÖKSET LÄHEVIITTEET... 4

5 4 (4) 1 Tausta Suomessa on järjestetty kansallisia hiukkas ja kaasuvertailumittauksia viidentoista vuoden ajan. Rahoittajina näissä mittauskampanjoissa ovat olleet Ympäristöministeriö ja VTT. VTT on vastannut näiden hankkeiden toteutuksesta. Vertailumittauksiin osallistuneet päästömittauslaboratoriot ovat vastanneet omista kustannuksistaan. Tulokset ovat osoittaneet, että vertailumittauksilla on keskeinen asema päästömittaajien mittausmenetelmien laadunvarmistuksessa. Päästömittaajat ovat myös käyttäneet hyväksi vertailumittausten tuloksia mm. akkreditointia hakiessaan. EU:n yhteisölainsäädännössä on valmistunut viime vuosina direktiivit suurille polttolaitoksille (large combustion plants, LCP) 21/8/EC sekä jätteenpoltolle 2/76/EC. Nämä direktiivit aiheuttavat muutoksia suomalaisiin päästömittauskäytäntöihin, kuten päästömittauksiin ja niiden laadunvarmistukseen sekä päästörajoihin. irektiivit on otettu käytäntöön Suomessa valtioneuvoston asetuksina N:o 117/22 (LCP asetus) sekä N:o 362/23 (jätteenpolttoasetus). Yhteistä molemmille edellä mainituille asetuksille on se, että niissä esitetään vaatimuksia päästöjen jatkuvatoimiselle mittaukselle ja mittausten laadunvarmistukselle. Ensimmäisenä nämä uudet mittausvelvoitteet astuivat voimaan alkaen yli 1 MW:n voimalaitoksilla, joissa vaaditaan jatkuvatoimisia mittauksia (tiettyjä poikkeuksia lukuun ottamatta) rikkidioksidi, typenoksidi ja hiukkaspitoisuudelle. Mittausten epävarmuuden toteamiseksi on valmistunut kesällä 24 standardi Kiinteästi asennettujen mittalaitteiden laadunvarmistus, Quality assurance of automated measuring systems, EN 14181, joka esittää seuraavaa; miten vertailumittauksin osoitetaan laitoksen päästömittalaitteiden toimivan direktiivin/asetusten esittämien vaatimusten mukaisesti sekä kuinka mittausten laatu varmistetaan myös vertailumittausten välillä Laadunvarmistus on standardissa jaettu neljään osaan: QL 1: Quality check of the measuring procedure = mittausmenetelmän soveltuvuus käyttökohteeseen (EN ISO14956) QL 2: Quality assurance of installation = kiinteästi asennetun mittalaitteen (MS) kalibrointi ja validointi referenssimenetelmän (SRM) avulla QL 3: Ongoing quality assurance during operation = käytönaikainen laadunvarmistus Lisäksi vuosittainen valvonta eli nnual Surveillance Test, ST

6 5 (4) Kansallisia vertailumittauksia tulee järjestää, koska päästömittaajien on osoitettava pätevyytensä uusien EN standardien käytössä. Toiminnanharjoittajan on lisäksi teetettävä ulkopuolisella mittaajalla rinnakkaismittauksia, joilla osoitetaan kiinteästi asennettujen mittalaitteiden (MS) kelpoisuus asetuksessa esitettyjen vaatimusten suhteen. Projektin tavoitteena oli selvittää päästömittausryhmien välisten vertailumittausten avulla mittaustulosten hajonta. Tuloksia käytetään myös hyväksi mahdollisten mittauksiin liittyvien systemaattisten virheiden korjaamiseksi sekä virheellisten toimintatapojen oikaisemiseksi. Mittauksiin osallistuvilla laboratorioilla on mahdollisuus tulosten perusteella arvioida mittausmenetelmänsä epävarmuutta, joka on keskeinen asia muun muassa akkreditoinnissa. Jokainen mittausryhmä määritti tässä hankkeessa itsenäisesti referenssivertailumittausten ja SS EN 14181:n QL 2 mukaisen laskennan avulla, täyttävätkö laitoksen kiinteästi asennetut mittalaitteet (MS) asetuksen vaatimukset mittausepävarmuuden suhteen. 2 Mittauskohde ja koejärjestely Vertailumittaukset tehtiin Kymin Voima Oy:n Kuusankosken voimalaitoksella ja Leijupetikattilan biomassan polttoainetehon nimellisarvo on 29 MW ja höyrytehon nimellisarvo on 269 MW. Voimalaitoksen polttoaineena oli puun kuori ja turve. Turpeen osuutta lisättiin asteittain molemmilla mittausviikoilla rikkipitoisuuden nostamiseksi. Vertailumittauksissa laboratoriot määrittivät poistokaasujen hiukkas ja kaasupitoisuudet sekä mittasivat tilavuusvirran suuruuden. Mitattuja kaasumaisia komponentteja olivat O 2, CO 2, CO, H 2 O, NO x ja SO 2. Mittauspaikka sijaitsi piipussa mittaustarkoitukseen rakennetulla tasolla noin 6 metrin korkeudessa. Mittauspaikka täytti standardien esittämät vaatimukset häiriöttömästä virtauksesta. Ennen mittauksia varmistettiin, että savukaasut olivat homogeenisesti jakautuneet mittaustasossa. Kaasumaisten komponenttien mittaus tehtiin koko mittausjaksojen ajan samasta mittauspisteestä laboratorioiden omista mittausyhteistä. Virtaus ja hiukkasmittaukset suoritettiin verkkomittauksena neljästä yhteestä kanavan eri puolilta. Standardi SS EN edellyttää, että vertailumittaukset tehdään vähintään 15 mittausparin (kesto vähint. 3 min, kokonaisaika 7 h 3 min) avulla. Jatkuvatoimisten hiukkasmittalaitteiden laadunvarmistusstandardissa (SS EN ) esitetään kuitenkin poikkeus mittaparien lukumäärään. Jos kaikki hiukkasmittaustulokset ovat < 3 % päästöraja arvosta (ELV), voidaan mittaparien lukumäärää vähentää siten, että niitä kuitenkin on vähintään 5 kpl. Voimalaitoksella tehdyissä alustavissa mittauksissa todettiin, että hiukkaspitoisuudet ovat alle 3 % ELV:stä, minkä vuoksi hiukkasmittauksia

7 6 (4) tehtiin yhdeksän. Tällöin yhden mittauksen kestoa pidennettiin siten, että mittausten kokonaisaika oli yli 7 h 3 min. Hiukkasmittauksia tehtiin kolme kappaletta päivässä, ja samoilta ajankohdilta verrattiin ensimmäisellä viikolla myös kaasupitoisuudet katkeamattomana keskiarvona. Toisella viikolla laboratoriot sopivat keskenään kaasumaisten komponenttien vertailtavat ajankohdat. Lisäksi kaasupitoisuuksia vertailtiin kahdelta tunnin jaksolta päivittäin, eli yhteensä kaasupitoisuusvertailuita oli viisi/päivä. Ensimmäisellä viikolla virtausmittaukset tehtiin ennen kutakin hiukkaspitoisuusmittausta ja toisella viikolla virtausmittauksia tehtiin kaksi ennen ensimmäistä hiukkasmittausta sekä kolmas kolmannen hiukkasmittauksen jälkeen. 3 Mittausmenetelmät ja laitteistot Vertailumittauksiin osallistui yhteensä yhdeksän laboratoriota. Seitsemän laboratoriota osallistui hiukkaspitoisuusmittauksiin. Kaasumaisista komponenteista kaikki laboratoriot mittasivat O 2, NO x sekä H 2 O pitoisuudet ja kahdeksan laboratoriota CO, SO 2 ja CO 2 pitoisuudet. Yksi laboratorio mittasi hiukkaspitoisuuden standardin SS 3866 mukaisesti. Näitä tuloksia ei tässä raportissa kuitenkaan käsitellä, sillä standardi SS 3866 ei ole LCP asetuksen vaatimuksen mukainen CEN standardi. Taulukko 1. Laboratorioiden vertailumittauksissa käyttämät mittalaitteet ja niiden mittausperiaatteet. Mittausperiaate Mittalaite Kalibrointikaasu O 2 CO 2 CO Sähkökemiallinen Paramagneettinen Paramagneettinen Paramagneettinen Paramagneettinen Paramagneettinen Paramagneettinen Sähkökemiallinen Sähkökemiallinen IR absorptio IR absorptio IR absorptio IR absorptio NIR IR absorptio TIR IR absorptio NIR Infrapuna GC infrapuna IR absorptio IR absorptio NIR TIR PPM 96 IRC H&B Magnos 6 G Siemens Oxymat 61 Xentra 49 M&C PM 25 Servox 57 Horiba PG 25 PPM 96 Gasmet SS 33 PPM 96 IRC Xentra 49 H&B Uras 14 E H&B Uras 1 E Horiba PG 25 PPM 96 Gasmet x4 PPM 96 IRC H&B Uras 1 E H&B Uras 3 G Xentra 49 H&B Uras 14 E H&B Uras 1 E Horiba PG 25 Gasmet x4 H 2 O Lauhdutus EMES ,5 % 9,4 % 8,93 % ppm 5,5 % ppm 9, % ppm 15, % 25 % 14,7 % 9,96 % 19,1 % ppm 461 ppm 191 ppm 453 ppm 447 ppm 148 ppm 22 ppm 397 ppm

8 7 (4) NO x SO 2 Hiukkaset Tilavuusvirtaus Lämpötila Lauhdutus Lauhdutus Lauhdutus Lauhdutus Lauhdutus Lauhdutus TIR Kemiluminesenssi Kemiluminesenssi Kemiluminesenssi Kemiluminesenssi Kemiluminesenssi Kemiluminesenssi Kemiluminesenssi Kemiluminesenssi TIR UV fluoresenssi UV fluoresenssi UV fluoresenssi UV fluoresenssi UV fluoresenssi NIR UV fluoresenssi TIR Gravimetrinen Gravimetrinen Gravimetrinen Gravimetrinen Gravimetrinen Gravimetrinen K termoelementti Sick Gravimat SCH 51 Metlab Mini Plus STL Gas Sick Gravimat 52 EMES 3866 Sick Gravimat SCH 52 Gasmet x4 ML 9841 B Eco Physics CL 7 EL ML 884 T.E.I. 42 ML 985 Eco Physics CL 7 EIhT Horiba PG 25 ML 884 Gasmet x4 ML 985 Thermo Electron 1 ML 885 T.E.I. 43 ML 985 Horiba PG 25 T.E.I. 43 Gasmet x4 Sick Gravimat SCH 51 Metlab Mini Plus Sick Gravimat 52 Sick SHC 5 Sick Gravimat SCH 52 STL Combi CPM mikromanometri Sick Gravimat SCH 51 lnor mikromanometri MP 57 SL Mikromanometri MIKOR P 17 S 454 ppm NO x 2334 ppm NO x 43 ppm NO x 41 ppm NO x 292 ppm NO 83,6 ppm NO x 198 ppm NO x 285 ppm NO 182 ppm 89,3 ppm 398 ppm 11 ppm 184 ppm 93,4 ppm 191 ppm Kuusankosken voimalaitokselle kiinteästi asennetut päästömittalaitteet (MS): SO 2 : Servomex Xentra 49, ekstraktiivinen näytteenotto ja analyysi kuivatusta savukaasusta NO x : Hiukkaspitoisuus: TEL 42 C, ekstraktiivinen näyttenotto ja analyysi kuivatusta savukaasusta PCME, optinen in situ mittaus

9 8 (4) 4 Tulokset Vertailumittaustulokset on raportissa jaettu perinteiseen laboratorioiden väliseen vertailuun sekä QL 2 laskentaan liittyvään vertailuun. Laboratorioiden tulokset käsitellään mittausviikoittain. 4.1 Laboratorioiden väliset vertailut: Mittaukset (viikko 1) Tulokset esitetään komponentti kerrallaan. Tuloksiin on listattu myös laitoksen mittaustulokset niille komponenteille, joille on kiinteät mittalaitteet. Tuloksista on laskettu keskiarvot ja yksittäisille mittauksille niiden erot keskiarvosta. Keskiarvoihin ei ole laskettu laitoksen mittaustuloksia mukaan. Mittausajankohdat : Hiukkaset Virtaus pvm klo pvm klo :1 11: :4 9: :35 15: : 13: :49 17: :25 15: :1 1: :34 8: :28 14: :9 13: :36 16: :14 14: :44 1: :25 8: :6 15: :43 12: :3 17: :43 15:55 Kaasut pvm klo :1 11:44 Polttoainetehon keskiarvo mittausten aika: :35 15:5 pvm polttoaineteho turpeen osuus :49 17:19 yht. MW MW :11 19: ,4 39, :16 2: ,5 7, :1 1: ,4 143, :46 11: :57 12: :28 14: :36 16: :44 1: :25 11: :31 12: :6 15: :3 17:22

10 9 (4) O 2 pitoisuus Happimittauksien tulokset ja keskiarvot ensimmäisen mittausjakson aikana on esitetty kuvassa 1 ja yksittäisten mittaustulosten erot (%) keskiarvosta kuvassa 2. O 2 pitoisuus, Kuusankoski 7 6 %, kuiva, NTP B C E ,4 4,6 4,5 4,6 4,4 4,7 5,2 4,8 5,4 4 4, ,1 4,8 B 4,8 4,7 4,6 4,7 4,2 4,8 5,3 4,9 5,7 4,3 5,1 5,2 5,2 5,5 5,2 C 4,5 4,6 4,5 4,4 4,2 4,6 5,1 4,7 5,4 4, ,1 4,8 5,2 5,3 5,1 5 4,6 5 5,2 4,4 5,9 4,7 4,6 5 4,8 5,8 4,9 E 4,9 4,8 4,7 3,8 5,2 5,3 4,9 5,6 4,3 5, 5, 5, 5,3 5, ka 4,8 4,8 4,7 4,7 4,2 4,9 5,2 4,7 5,6 4,3 4,9 5, 5, 5,4 4,9 4,8 4,7 4,7 4,7 4,3 4,7 5,2 4,8 5,5 4,2 5, 5,1 5,1 5,3 5,1 Kuva 1. Happipitoisuudet , Kuusankoski O 2 pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 15 1 % keskiarvosta 5 5 B C E ,5 4,3 4, 1,4 3,7 3,4,1 1,5 3,6 6,9,3,9,2 4,9 2,9 B,8 2, 2,1,4 1, 1,3 1,2 2,6 1,5,4 4,1 2,9 4,4 2,6 4,5 C 5,4 4,3 4, 5,7 1, 5,4 2,1,7 3,6 2,2 1,8,9,2 4,9 2,9 9,3 1,2 8,9 7,1 8,4 2,8,1 7, 5,4 9,4 6,4,9 4,2 8,1,8 E 2,8,4 1,2 1,2 7,3 1,2 3,6,2,6,8,1,4,8 2, Kuva 2. Yksittäisten O 2 mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

11 1 (4) CO 2 pitoisuus Hiilidioksidimittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 3 ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 4. Laboratorio E ei osallistunut vertailuun. CO 2 pitoisuus, Kuusankoski %, kuiva, NTP ,3 16,6 16,7 16,6 16,9 16,8 16,4 16,6 15,7 17,5 15,7 15,8 16, ,3 B 14,5 14,6 14,6 14,6 14,9 13,9 13,6 13,8 13, 14,3 14,3 14,4 14,3 14,3 14,5 C 15,2 15,3 15,4 15,5 15,7 15,1 14,7 14, ,5 14,9 14,9 14,9 14,8 15,1 14,8 14, ,9 15,2 15,1 14,6 14,8 13,9 15, ,9 15,2 ka 15,2 15,3 15,4 15,4 15,7 15,2 14,8 15, 14,2 15,7 15, 15, 15,1 15, 15,3 B C Kuva 3. Hiilidioksidipitoisuudet , Kuusankoski. CO 2 pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 15 1 % keskiarvosta 5 5 B C B C,,3,2,7,2,8,8,8 1,1 1,2,5,8 1,2 1,3 1,2 2,6 2,9 2,8 3,2 3,,8 1,5 1,5 1,8 1,2,2,1,5,7,6 Kuva 4. Yksittäisten CO 2 mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

12 11 (4) CO pitoisuus Hiilimonoksidimittausten tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 5 ja ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 6. CO pitoisuus, Kuusankoski 25 2 mg/m 3, kuiva, NTP B C E B C E ka Kuva 5. Hiilimonoksidipitoisuudet , Kuusankoski. CO pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 15 1 % keskiarvosta 5 B C E , B C , ,3, E 6 25, Kuva 6. Yksittäisten CO mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

13 12 (4) H 2 O pitoisuus H 2 O mittausten tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 7 ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 8. H 2 O pitoisuus, Kuusankoski 3 25 til. %, kostea B C E , ,1 24,7 23,2 22,7 22,3 21,6 2,8 2 22, ,9 22,3 23,1 B 2,5 22,4 22,7 22,2 22,4 21,4 19,3 18,5 17,9 21,1 2,2 19,8 18,6 19,1 2,3 C ,2 22,6 22,9 21,5 23, , ,6 22,4 2,9 19,6 18,4 19,8 2,1 E ka 21,2 23,4 23,7 23,3 23,7 23,2 21, 2,6 19,9 22,1 22, 21,7 2,8 21, 21,9 26,5 27,9 28,1 27,7 27,8 26,3 23,9 23,1 22,1 25,7 26,3 26,1 24,7 25,3 26,4 Kuva 7. H 2 O pitoisuudet , Kuusankoski H2O pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna % keskiarvosta 5 5 B C E B C , E Kuva 8. Yksittäisten H 2 O mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

14 13 (4) NO x pitoisuus NO x mittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 9 ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 1. Laboratorion mittaustuloksia 1 5 ei ole laskettu keskiarvoihin mukaan. NO x pitoisuus, Kuusankoski 4 35 mg/m 3, kuiva, NTP B C E ka B C E Kuva 9. NO x pitoisuudet , Kuusankoski. NO x pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 5 4 % keskiarvosta B C E B, , C 1,3 1,9,4 2,5 3,7 1,2,7 1,9 1,2,9 3,3 1,6,2 4,6 5,3 2,1,1 1,3,, E 2,7 4,5 4,,4 1,4,7 1,,8 1,4 1, 1,2 1,2 2,7 4,3 Kuva 1. Yksittäisten NOx mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

15 14 (4) SO 2 pitoisuus SO 2 mittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 11 ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 12. Laboratorion C mittaustuloksia nro 6 15 ei ole laskettu keskiarvoihin mukaan. Turpeen osuutta lisättiin SO 2 pitoisuuden nostamiseksi. SO 2 pitoisuus, Kuusankoski 25 mg/m 3, kuiva, NTP B C E , B C E ka ,4 1,,4,4,4, Kuva 11. SO 2 pitoisuudet , Kuusankoski SO 2 pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 15 % keskiarvosta B C E , B C , E Kuva 12. Yksittäisten SO 2 mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

16 15 (4) Hiukkaspitoisuus Hiukkasmittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 13 ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 14. Laboratorio C mittasi hiukkaspitoisuuden standardin SS 3866 mukaisesti. Näitä tuloksia ei tässä raportissa kuitenkaan käsitellä, sillä standardin SS 3866 sovellusalue poikkeaa LCP asetuksen vaatimuksista. Laboratorio B ei osallistunut vertailuun. Hiukkaspitoisuus, Kuusankoski mg/m 3, kuiva, NTP E,6,9,6 1,2 1,3 1, 1,9 1,6 2,5 3,9 4,1 1,6 2 3,9 2,7 4 4,1 3,6 E,1,7,1,2,4,2,6,1,4 ka 1,5 1,9,8 1,1 1,9 1,3 2,2 1,9 2,2 11,7 11,1 11,3 12,7 12,4 1,6 12,1 11,4 1,9 Kuva 13. Hiukkaspitoisuudet , Kuusankoski. Hiukkaspitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna % keskiarvosta 5 5 E E Kuva 14. Yksittäisten hiukkasmittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

17 16 (4) Lämpötila Lämpötilamittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 15 ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 16. Laboratorio B ei osallistunut vertailuun. Lämpötila, Kuusankoski o C C E C E ka Kuva 15. Lämpötilat , Kuusankoski. Lämpötilan erot keskiarvosta laskettuna % keskiarvosta 1 2 C E ,,5,1,8,8 2,2 1,1,4,7 C,9,7,1,4,3,2,6,6,5 1,1,9,7,5 2,9 2,7,1,3,3,4,7,7,5,5,2,1,,8,4 1,5 2,2 E,2,1,1,3 1,7,1,1,5 1,1,2,1,1 1,1 1,3 Kuva 16. Yksittäisten lämpötilamittausten erot (%) laskettuna mitattujen lämpötilojen keskiarvosta

18 17 (4) Tilavuusvirta Tilavuusvirtamittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 17 ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 18. Laboratorio B ei osallistunut vertailuun. Tilavuusvirta, Kuusankoski 12 1 m 3 /s, kuiva, NTP C E C E ka Kuva 17. Tilavuusvirrat , Kuusankoski. Tilavuusvirtojen erot keskiarvosta laskettuna % keskiarvosta C E ,8 3,3,6 3,5,4 2,5,6 1,9,1 C 2,7,1,6,3 1,8,9,6,8 2,7 2,7 2, 1,6 1,, 1,2,2,2 1, E 3,7 1,3 2,8 2,9 2,3 2,2,9,8 3,9 Kuva 18. Yksittäisten tilavuusvirtamittausten erot (%) laskettuna mitattujen tilavuusvirtauksien keskiarvosta

19 18 (4) 4.2 Laboratorioiden väliset vertailut: Mittaukset (viikko 2) Tulokset esitetään komponentti kerrallaan. Tuloksiin on listattu myös laitoksen mittaustulokset niille komponenteille, joille on kiinteät mittalaitteet. Tuloksista on laskettu keskiarvot, ja yksittäisille mittauksille niiden ero keskiarvosta. Keskiarvoihin ei ole laskettu laitoksen mittaustuloksia mukaan. Mittausajankohdat : Hiukkaset Virtaus pvm klo pvm klo : 11: : 9: :33 13: :25 9: :52 15: :16 16: : 1: :3 8: :45 12: :4 8: :5 14: :2 14: : 1: :3 8: :34 12: :4 8: :54 14: :2 14:3 Kaasut pvm klo :39 1:42 Polttoainetehon keskiarvo mittausten aikana: :51 12:2 pvm. polttoaineteho turpeen osuus :29 13:29 yht. MW MW :35 14: ,2 47, :4 15: ,4 12, : 9: ,7 77, :6 1: ) 243,1 63, :3 11: :44 12: :5 13: :2 9: :8 1: :21 11: :3 12: :35 13:36 1) Laboratorio teki yhden hiukkasmittauksen

20 19 (4) O 2 pitoisuus Happimittauksen tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 19 ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 2. O 2 pitoisuus, Kuusankoski 12 1 %, kuiva, NTP G H I ,3 7,2 6,9 8,9 8 5,2 3,9 5 4,6 4,2 4,2 3,9 4,2 4,5 4,1 G 8, ,8 8,2 4,8 5,1 5 4,8 4,4 4,9 4,9 4,9 5,1 4,8 H 8,4 7,1 7,1 8,8 8,1 5,1 3,9 4,9 4,6 4,3 4,2 3,9 4,2 4,4 4,1 I 9,6 7,5 7,4 9,3 8,5 4,1 5,6 5 4,6 4,3 4,6 4,9 4,5 ka 8,7 7,2 7,1 9, 8,2 5, 4,3 5,1 4,8 4,4 4,4 4,3 4,5 4,7 4,4 8,4 7,3 7,1 9, 8,2 5,3 4,1 5,2 4,7 4,4 4,4 4, 4,4 4,6 4,3 Kuva 19. Happipitoisuudet , Kuusankoski. O 2 pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna % keskiarvosta 1 5 G H I ,9, 2,8,6 2,4 3,3 8,2 2,4 3,2 4, 5,3 8,2 6,1 4,8 6,3 G 1,4 2,8 1,4 1,7, 4,6 2, 2,4 1,1,6 1,5 15,3 9,5 7,9 9,7 H 3,7 1,4, 1,7 1,2 1,3 8,2 4,4 3,2 1,7 5,3 8,2 6,1 6,9 6,3 I 1, 4,2 4,2 3,9 3,7 3,5 9,3 5,3 5,1 1,2 2,8 3,7 2,9

21 2 (4) Kuva 2. Yksittäisten O 2 mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta CO 2 pitoisuus Hiilidioksidimittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 21, ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 22. CO 2 pitoisuus, Kuusankoski %, kuiva, NTP G H I ,1 13,3 11,4 12,2 15,2 16,3 15,4 15,8 16, ,3 16,1 15,9 16,3 G 11,7 12,9 13,1 11,4 12,1 15,4 15, ,4 15,7 15,2 15,2 15,3 15,2 15,5 H 11,5 12,7 12,8 11,1 11,9 14,6 15,6 14, ,4 15,5 15,8 15,5 15,4 15,7 I 1,9 13,1 13,3 11,5 12,1 16, , , ,6 16 ka 11,5 13, 13,1 11,4 12,1 15,1 15,9 15, 15,4 15,8 15,6 15,9 15,7 15,5 15,9 Kuva 21. Hiilidioksidipitoisuudet , Kuusankoski. CO 2 pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 6 4 % keskiarvosta 2 2 G H I ,1 1,2 1,3,4 1,,9 2,7 2,5 2,4 1,9 2,8 2,5 2,4 2,4 2,7 G 1,5,4,2,4,2 2,2 4,9,2,2,6 2,4 4,4 2,7 2,1 2,4 H,2 1,9 2,5 2,2 1,4 3,1 1,7 2,2 2,8 2,5,4,6 1,4,8 1,1 I 5,4 1,2 1,3 1,3,2 3,9,2,5 1,3 2,5 1,7,5,8 Kuva 22. Yksittäisten CO 2 mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

22 21 (4) CO pitoisuus Hiilimonoksidimittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 23, ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 24. Laboratorio G ei osallistunut vertailuun. CO pitoisuus, Kuusankoski 25 mg/m 3, kuiva, NTP H I H I ka Kuva 23. Hiilimonoksidipitoisuudet , Kuusankoski CO pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 15 1 % keskiarvosta 5 H I H I Kuva 24. Yksittäisten CO mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

23 22 (4) H 2 O pitoisuus H 2 O pitoisuudet ja keskiarvot on esitetty kuvassa 25, ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 26. H 2 O pitoisuus, Kuusankoski 35 3 til. %, kostea G H I ,6 21,6 19,4 25,5 24,7 24,5 25, ,9 G 18 21,2 18,7 18,5 18,3 25,6 24, ,1 24,3 23, ,4 23,5 25 H 18,9 19,5 19,1 18,4 18,5 22,7 23,9 21,8 22,9 23,5 25,2 24,7 22, ,6 I ka 19,9 2,4 19,8 18,8 18,4 23,4 24,6 21,4 23,9 24,1 25,4 25, 24,2 23,8 24,8 23,2 24,3 24,4 22,4 23,1 27,3 28,5 26,8 27,3 27,2 29,5 29, 27,6 28,1 29,1 Kuva 25. H 2 O pitoisuudet , Kuusankoski. H 2 O pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna % keskiarvosta 5 5 G H I ,4 9,1 3,4 3,5 3,3 1,7,9,7,3 G 9,4 4,2 5,6 1,4,5 9,2,5 1,9,8,8 5,8,1 5,2 1,4,7 H 4,9 4,2 3,5 2,,5 3,1 3, 1,9 4,2 2,5,7 1,1 5,2,7,9 I 15,7 6,1 6,4 Kuva 26. Yksittäisten H 2 O mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

24 23 (4) NO x pitoisuus NO x mittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 27, ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 28. NO x pitoisuus, Kuusankoski mg/m 3, kuiva, NTP G H I G H I ka Kuva 27. NO x pitoisuudet , Kuusankoski. NO x pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 8 6 % keskiarvosta G H I ,9 4,7 5,4 4,7 5,4 2,8 5,7 5, 5,3 5,4 3,4 4,3 4,5 5,7 6,3 G,9,3 1,7,3,2,1 1,1 3,1,7,4 3,6 1,3,1 2,3 1,4 H,1 1,9 1,3 2,5 4, 2,8,4,6 1,8 2,4,2,7 1,7 1,7 2,8 I 4,9 3,1 2,4 2,5 1,2 4,9 1,3 2,8 3,4 2,3 2,7 1,7 2,1 Kuva 28. Yksittäisten NO x mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

25 24 (4) SO 2 pitoisuus SO 2 mittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 29, ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 3. Laboratorio I ei osallistunut vertailuun. Turpeen osuutta lisättiin SO 2 pitoisuuden nostamiseksi. SO 2 pitoisuus, Kuusankoski 25 2 mg/m 3, kuiva, NTP G H G H,1 1, ka Kuva 29. SO 2 pitoisuudet , Kuusankoski. SO2 pitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna % keskiarvosta G H ,5 46,6 37,5 53,1 8,3 5, 1,2 6,6 4,9,2 8,8 6,9 3,2 2,8 2,1 G 17,6 12,8 9,1 11,1 8,5 1,2 2,4,4 2,3 4, 6,7 7,1 6,7 4,1 5,2 H 94,1 59,4 46,5 64,2 16,7 6,2 3,5 6,2 7,2 3,8 2,,3 3,4 1,3 3,1 Kuva 3. Yksittäisten SO 2 mittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta

26 25 (4) Hiukkaspitoisuus Hiukkasmittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 31, ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 32. Laboratorion G mittaustulosta 1 ei ole laskettu keskiarvoon mukaan. Laboratorio I ei osallistunut vertailuun. Laboratorio menetti laiterikon vuoksi kolme mittausta Hiukkaspitoisuus, Kuusankoski mg/m 3, kuiva, NTP G H 1,2 1,6 1 1,5 1,9,2 G 3,5,4,2,2,3,1,4,1,4 H,3,2,4,4,7,3,6,5,3 ka,3,1,3,6,9,5,8,8,3 13,3 12,9 13,2 11,8 1, 1,9 11,2 1,4 1,6 Kuva 31. Hiukkaspitoisuudet , Kuusankoski. Hiukkaspitoisuuksien erot keskiarvosta laskettuna 2 % keskiarvosta 1 G H G H, Kuva 32. Yksittäisten hiukkasmittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen pitoisuuksien keskiarvosta Kuvan % alueen maksimi on 2 %, joten laboratorion G mittaus 1 menee kuvan ulkopuolelle.

27 26 (4) Lämpötila Lämpötilamittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 33, ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 34. Lämpötila, Kuusankoski o C G H I G H I ka Kuva 33. Lämpötilapitoisuudet , Kuusankoski. Lämpötilan erot keskiarvosta laskettuna 2,5 2, 1,5 % keskiarvosta 1,,5,,5 1, 1,5 G H I 2, ,7,2,8,,,2 1,5,,5,3,2,3,4 1,3 1,3 G 1,3,4,8 1,3,,2,5,7,8 1,6,2,3,9,6 1,3 H, 1,2 1,3 1,1,5,3 1, 1,9 1,9 I,7,2,5,,,4,2,7,2 1,6,4,3,4,,6 Kuva 34. Yksittäisten lämpötilamittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen lämpötilojen keskiarvosta

28 27 (4) Tilavuusvirtaus Tilavuusvirtamittauksien tulokset ja keskiarvot on esitetty kuvassa 35, ja erot (%) keskiarvosta kuvassa 36. Tilavuusvirta, Kuusankoski m 3 /s, kuiva, NTP G H I ka G H I Kuva 35. Tilavuusvirtaukset , Kuusankoski. Tilavuusvirtojen erot keskiarvosta laskettuna 2 15 % keskiarvosta , G H I G H I Kuva 36. Yksittäisten tilavuusvirtamittaustulosten erot (%) laskettuna mitattujen tilavuusvirtauksien keskiarvosta

29 28 (4) 4.3 QL 2 laskennan vertailut Tausta SS EN14181 mukaisessa laskennassa kiinteästi asennettu mittalaite (automated measuring system, MS) kalibroidaan vertailumittausten avulla ja laskemalla kalibrointifunktio. Tämän jälkeen tutkitaan saman vertailumittausdatajoukon avulla täyttääkö mittalaite sille asetuksissa ilmoitetut kriteerit mittausepävarmuuden suhteen. Valtioneuvoston asetuksessa suurille polttolaitoksille, N:o 117/22, on ilmoitettu seuraavat kriteerit mittausepävarmuudelle (95 % luottamusvälillä päästöjen raja arvoista): SO 2 2 % NO x 2 % Hiukkaset 3 % Vertailumittausten avulla määritetään MS:lle kalibrointifunktio: y i = a + bx i (1) missä y i = MS:n kalibroitu pitoisuusarvo a = kalibrointifunktion y akselin leikkauspiste b = kulmakerroin x i = MS:llä mitattu pitoisuus Kalibrointifunktion avulla lasketaan uudet kalibroidut arvot MS:lle. Nämä arvot muunnetaan vaadittuihin olosuhteisiin (esim. C, 113 mbar, 6 % O 2 ) käyttäen MS:n omaa mittausdataa (esim. lämpötila, kosteus ja happipitoisuus). Näin saatuja muunnettuja SRM (standard reference method) ja MSpitoisuusmittaparien keskihajontoja verrataan direktiivissä esitettyihin vaatimuksiin: S < σ k v (2) missä S = mittaparien välinen keskihajonta σ = direktiivin vaatimus mittauksen epävarmuudelle, keskihajontana ilmaistuna k v = testikerroin irektiivissä ilmoitettu vaatimus mittausepävarmuudelle muutetaan keskihajonnaksi, σ, seuraavan kaavan avulla: σ = p * ELV/1,96 (3) missä p = mittausten sallittu epävarmuus, % ELV = päivittäinen päästöraja arvo (emission limit value)

30 29 (4) Vaatimukset mittausepävarmuudelle on annettu päästöraja arvopitoisuudessa, minkä vuoksi laitoksen päästöraja arvot on tiedettävä, jotta kaavan (2) mukainen tarkastelu voidaan tehdä. Kaakkois Suomen ympäristökeskus on antanut Kuusankosken voimalaitokselle seuraavat päästöraja arvot: SO 2 4 mg/m 3 NTP, kuiva, 6 % O 2 NO x (NO 2 :na) 43 mg/m 3 NTP, kuiva, 6 % O 2 Hiukkaset 5 mg/m 3 NTP, kuiva, 6 % O 2 Seuraavissa kappaleissa esitetään yhteenveto laboratorioiden laskemista kalibrointisuorista LCP asetuksen mukaisille komponenteille NO x, SO 2 sekä hiukkaset NO x Laboratorioiden ilmoittamat kalibrointisuorien pätevyysalueet on esitetty taulukossa 2. LCP asetuksen päästöraja arvot kiinteille polttoaineille on ilmoitettu 6 % O 2 pitoisuudessa, minkä vuoksi kalibrointisuorien pätevyysalueet ilmoitetaan myös tässä happipitoisuudessa. Jotkut laboratorioista ilmoittivat kuitenkin pätevyysalueet eri O 2 pitoisuudessa, minkä vuoksi taulukon 2 arvot eivät ole keskenään vertailukelpoisia. Taulukko 2. Laboratorioiden ilmoittamat kalibrointisuorien pätevyysalueet. Laboratorio Pätevyysalue, mg/m 3, kuiva NTP 6 % O B 33 C 322* 29 E ** G 49 H 44 I 374 * Happimuunnos on tehty 11 %:iin ** Pätevyysalue on laskettu hapella muuntamattomista pitoisuuksista Laboratorioiden ilmoittamat kalibrointisuorat yksiköineen on esitetty taulukossa 3, johon on myös samat kalibrointisuorat muunnettu ppm yksiköllisiksi (NO 2 :na ilmoitettuna) käyttäen NTP olosuhteen kerrointa 2,5 ja pyöristetty vertailun helpottamiseksi. Ppm muunnosta ei ole tehty laboratorioiden E ja H kalibrointisuorille, koska ne oli tehty vääriin olosuhteisiin. Kalibrointisuorat ilmoitetaan niissä olosuhteissa, jossa kiinteä mittalaite mittaa. Kiinteästi asennettu laitoksen mittalaite mittaa NO x pitoisuuden kuivissa kaasuissa, NTP olosuhteissa. Jotkut laboratorioista määrittivät kalibrointisuoran eri olosuhteissa, minkä vuoksi taulukon 3 kalibrointisuorat eivät ole keskenään vertailukelpoisia.

31 3 (4) Taulukko 3. Laboratorioiden ilmoittamat NO x kalibrointisuorat ja muunnetut kalibrointisuorat NO 2 :na ilmoitettuna. Laboratorio Ilmoitettu kalibrointisuora y = a + bx i Muunnettu kalibrointisuora y = a (ppm)+ b (ppm/m) x i 16,2 mg/m , (mg/m 3 )/m x i 51,7 + 18, x i B 16,1 ppm + 21,9 ppm/m x i 16,1 + 21,9 x i C 153,7 mg/m ,1 (mg/m 3 )/m x i 74,8 + 18,5 x i 155, mg/m ,9 (mg/m 3 )/m x i 75,4 + 18, x i E 1, mg/m ,8 (mg/m 3 )/m x i * 74,6 ppm + 19,4 ppm/m x i 74,6 + 19,4 x i G 67,9 ppm + 18, ppm/m x i 67,9 + 18, x i H 26,5 ppm + 11,7 ppm/m x i * I 15,7 mg/m ,6 (mg/m 3 )/m x i 73,3 + 18,3 x i * Kalibrointisuora on tehty piipun olosuhteisiin Kalibrointisuorat ensimmäiseltä viikolta on esitetty kuvassa 37, ja toiselta viikolta kuvassa 38. Kuviin on valittu m lukemat niin, että ilmoitetut kalibrointisuorien pätevyysalueet eivät ylittyisi. Kuvissa on myös näkyvissä laitoksen nykyinen pitoisuus/m vaste. Laboratorioiden E ja H kalibrointisuoria ei ole esitetty kuvissa, koska ne eivät ole vertailukelpoisia muiden ilmoitettujen kalibrointisuorien kanssa. NO x kalibrointisuorat, Kuusankoski 2 15 ppm, kuiva, NTP 1 5 B C m Kuva 37. Laboratorioiden ilmoittamat NO x kalibrointisuorat ja laitoksen nykyinen savukaasujen pitoisuus/m vaste.

32 31 (4) NO x kalibrointisuorat, Kuusankoski 2 ppm, kuiva, NTP G I m SO 2 Kuva 38. Laboratorioiden ilmoittamat NO x kalibrointisuorat ja laitoksen nykyinen savukaasujen pitoisuus/m vaste. Kaikki laboratoriot ilmoittivat laitoksen NO x analysaattorin täyttävän LCPasetuksen vaatimukset mittausepävarmuudelle (< 2 %). Laboratorioiden ilmoittamat kalibrointisuorien pätevyysalueet on esitetty taulukossa 4. LCP asetuksen päästöraja arvot kiinteille polttoaineille on ilmoitettu 6 % O 2 pitoisuudessa, minkä vuoksi kalibrointisuorien pätevyysalueet ilmoitetaan myös tässä happipitoisuudessa. Jotkut laboratorioista ilmoittivat kuitenkin pätevyysalueet eri O 2 pitoisuudessa, minkä vuoksi taulukon 4 arvot eivät ole keskenään vertailukelpoisia. Laboratorio I ei osallistunut SO 2 mittauksiin. Taulukko 4. Laboratorioiden ilmoittamat kalibrointisuorien pätevyysalueet. Laboratorio Pätevyysalue mg/m 3, kuiva NTP 6 % O B 14 C 212* 13 E 97 22** G 22 H 197 * Happimuunnos on tehty 11 %:iin ** Pätevyysalue on laskettu hapella muuntamattomista pitoisuuksista

33 32 (4) Laboratorioiden ilmoittamat kalibrointisuorat yksiköineen on esitetty taulukossa 5, johon on myös samat kalibrointisuorat muunnettu ppm yksiköllisiksi käyttäen NTP olosuhteen kerrointa 2,86 ja pyöristetty vertailun helpottamiseksi. ppmmuunnosta ei ole tehty laboratorioiden E ja H kalibrointisuorille, koska ne oli tehty vääriin olosuhteisiin. Kalibrointisuorat ilmoitetaan niissä olosuhteissa, jossa kiinteä mittalaite mittaa. Kiinteästi asennettu laitoksen mittalaite mittaa SO 2 pitoisuuden kuivissa kaasuissa, NTP olosuhteissa. Jotkut laboratorioista määrittivät kalibrointisuoran eri olosuhteissa, minkä vuoksi taulukon 5 kalibrointisuorat eivät ole keskenään vertailukelpoisia. Taulukko 5. Laboratorioiden ilmoittamat SO 2 kalibrointisuorat ja muunnetut kalibrointisuorat. Laboratorio Ilmoitettu kalibrointisuora y = a + bx i Muunnettu kalibrointisuora y = a (ppm)+ b (ppm/m) x i 168,2 mg/m , (mg/m 3 )/m x i 58,8 + 15, x i B 45,8 ppm + 11,9 ppm/m x i 45,8 + 11,9 x i C 259,7 mg/m ,4 (mg/m 3 )/m x i 9,8 + 23,6 x i 141,2 mg/m ,6 (mg/m 3 )/m x i 49,4 + 12,8 x i E 8,9 mg/m ,1 (mg/m 3 )/m x i * 47,9 ppm + 12,9 ppm/m x i 47,9 + 12,9 x i G 56,4 ppm + 14,6 ppm/m x i 56,4 + 14,6 x i H 4,3 ppm + 1,3 ppm/m x i * * Kalibrointisuora on tehty piipun olosuhteisiin Kalibrointisuorat ensimmäiseltä viikolta on esitetty kuvassa 39, ja toiselta viikolta kuvassa 4. Kuviin on valittu m lukemat niin, että ilmoitetut kalibrointisuorien pätevyysalueet eivät ylittyisi. Kuvissa on myös näkyvissä laitoksen nykyinen pitoisuus/m vaste. Laboratorioiden E ja H kalibrointisuoria ei ole esitetty kuvissa, koska ne eivät ole vertailukelpoisia muiden ilmoitettujen kalibrointisuorien kanssa. SO2 kalibrointisuorat, Kuusankoski 14, 12, ppm, kuiva, NTP 1, 8, 6, 4, B C 2,, m Kuva 39. Laboratorioiden ilmoittamat SO 2 kalibrointisuorat ja laitoksen nykyinen savukaasujen pitoisuus/m vaste.

34 33 (4) SO2 kalibrointisuorat, Kuusankoski 14 ppm, kuiva, NTP G m Kuva 4. Laboratorioiden ilmoittamat SO 2 kalibrointisuorat ja laitoksen nykyinen savukaasujen pitoisuus/m vaste Kaikki laboratoriot ilmoittivat laitoksen SO 2 analysaattorin täyttävän LCPasetuksen vaatimukset mittausepävarmuudelle (< 2 %) Hiukkaset Laboratorioiden ilmoittamat kalibrointisuorien pätevyysalueet ja kalibrointisuorat on esitetty taulukossa 6. LCP asetuksen päästöraja arvot kiinteille polttoaineille on ilmoitettu 6 % O 2 pitoisuudessa, minkä vuoksi kalibrointisuorien pätevyysalueet ilmoitetaan myös tässä happipitoisuudessa. Jotkut laboratorioista ilmoittivat kuitenkin pätevyysalueet eri O 2 pitoisuudessa, minkä vuoksi taulukon 6 pätevyysalueet eivät ole keskenään vertailukelpoisia. Kalibrointisuorat ilmoitetaan niissä olosuhteissa, jossa kiinteä mittalaite mittaa. Laitoksen kiinteästi asennettu hiukkasmittalaite mittasi hiukkaspitoisuuden piipun olosuhteissa. Jotkut laboratorioista määrittivät kalibrointisuoran eri olosuhteissa, minkä vuoksi taulukon 6 arvot ja kuvien 41 ja 42 kalibrointisuorat eivät ole keskenään vertailukelpoisia. Laboratorion C tuloksia ei esitetä, koska mittaukset tehtiin standardin SS 3866 mukaisesti. Laboratoriot B ja I eivät osallistuneet hiukkasmittauksiin.

35 34 (4) Taulukko 6. Laboratorioiden ilmoittamat kalibrointisuorien pätevyysalueet ja kalibrointisuorat. Laboratorio Pätevyysalue mg/m 3, kuiva NTP 6 % O 2 Ilmoitettu kalibrointisuora y = a (mg/m 3 )+ b ((mg/m 3 )/m) x i 1,5 2,89 +,72 x i 3,9 7,55 + 1,89 x i E,4,76 +,19 x i,7* +,118 x i ** G,9 1,3 +,33 x i H,7,9 +,22 x i * Pätevyysalue on määritetty kosteista pitoisuuksista ** Kalibrointisuoran vakio osa (a) on jätetty pois, eli tulkitaan nollaksi Kalibrointisuorat ensimmäiseltä viikolta on esitetty kuvassa 41, ja toiselta viikolta kuvassa 42. Kuviin on valittu m lukemat niin, että ilmoitetut kalibrointisuorien pätevyysalueet eivät ylittyisi. Kuvissa on myös näkyvissä laitoksen nykyinen pitoisuus/m vaste. Hiukkasten kalibrointisuorat, Kuusankoski mg/m3 piipussa E m Kuva 41. Laboratorioiden ilmoittamat hiukkasmittalaitteen kalibrointisuorat ja laitoksen nykyinen savukaasujen pitoisuus/m vaste.

36 35 (4) Hiukkasten kalibrointisuorat, Kuusankoski mg/m3 piipussa G H m Kuva 42. Laboratorioiden ilmoittamat hiukkasmittalaitteen kalibrointisuorat ja laitoksen nykyinen savukaasujen pitoisuus/m vaste Kaikki laboratoriot ilmoittivat laitoksen hiukkasmittalaitteen täyttävän LCPasetuksen vaatimukset mittausepävarmuudelle (< 3 %). 5 Tulosten tarkastelu Riippumattomien päästömittausryhmien tekemien referenssimittausten perusteella kalibroidaan laitokseen kiinteästi asennettujen savukaasujen jatkuvatoimiset NO x, SO 2 ja hiukkasmittaukset, ja todetaan, täyttävätkö ne LCP asetuksessa mittausepävarmuudelle esitetyt vaatimukset. Näiden pitoisuusmittausten lisäksi mitataan savukaasujen muut apusuureet (H 2 O, O 2, lämpötila ja paine), joita tarvitaan MS validoinnissa, riippuen siitä, mikä on MS:n mittaustekniikka. Yleensä apusuureiden mittauksia tarvitaan in situperiaatteella toimivien hiukkasmittalaitteiden validoinnissa, kuten näissä vertailumittauksissa. Kaikilla mainituilla mittasuureilla on vaikutusta validoinnin lopputulokseen. Tulosten tarkastelu on jaettu laboratorioiden välisten vertailujen tarkasteluun ja standardin SS EN sisältämään QL 2 laskentojen tarkasteluun.

37 36 (4) 5.1 Laboratorioiden välisten vertailujen tarkastelu NO x Typenoksidipitoisuuksien poikkeamat pitoisuuksien keskiarvosta olivat ensimmäisellä mittausviikolla 14 % +16 % lukuun ottamatta laboratoriota :ta. Laboratorion ensimmäisen päivän mittaustulokset (mittaukset nro 1 5) ovat selvästi keskiarvosta poikkeavia (maks. + 4 %), eikä niitä ole laskettu mukaan keskiarvoon. Toisella mittausviikolla vastaavat poikkeamat olivat 5 % +6 %. SO 2 Rikkidioksidipitoisuuksien poikkeamat pitoisuuksien keskiarvosta olivat ensimmäisen mittausviikon ensimmäisenä päivänä (mittaukset nro 1 5) 1 % +125 %. Pitoisuuspoikkeamien tosiasiallinen merkitys on pieni pitoisuuksien ollessa alle 1 mg/m 3, kuiva, NTP. SO 2 pitoisuuksien noustessa kahden seuraavan mittauspäivän aikana (mittaukset nro 6 15), pitoisuuksien erot keskiarvoon nähden olivat 15 % +29 % lukuun ottamatta laboratorio C:tä. Laboratorio C mittaustulokset (mittaukset nro 6 15) ovat selvästi muita suurempia (maks. +77 %), eikä niitä ole otettu keskiarvoihin mukaan. Toisella mittausviikolla SO 2 pitoisuuksien erot vaihtelivat 95 % +75 % keskiarvoon nähden pienillä pitoisuuksilla ensimmäisenä mittauspäivänä (mittaukset nro 1 5). Todellinen pitoisuuksien vaihtelu (mg/m 3 ) on pieni. Kahden seuraavan päivän aikana (mittaukset nro 6 15), SO 2 pitoisuuden ollessa suurempi, poikkeamat keskiarvosta olivat 7 % +7 %. Hiukkaspitoisuus Hiukkaspitoisuuksien poikkeamat pitoisuuksien keskiarvosta olivat ensimmäisellä viikolla 95 % 155 %. Hiukkasmittauksissa laboratorion tulokset ovat suuremmat kuin muiden tulokset, ja tuloksissa on suurempi hajonta kuin muilla. Laboratorio käytti out stack sampling näytteenottotekniikkaa (suodatin kanavan ulkopuolella). Muut laboratoriot käyttivät in stack näytteenottotekniikkaa (suodatin kanavassa). Molemmat näytteenottomenetelmät ovat standardin SS EN mukaisia. Toisella mittausviikolla vastaavat erot keskiarvosta olivat 9 % +13 % lukuun ottamatta laboratorio G:n ensimmäistä hiukkasmittaustulosta. Tulos on todennäköisesti virheellinen, sillä se poikkeaa selvästi muiden laboratorioiden tuloksista. O 2 Happipitoisuuksien poikkeamat pitoisuuksien keskiarvosta olivat ensimmäisellä viikolla 11 % +11 %. Vastaavat poikkeamat toisella mittausviikolla olivat 7 % +2 %. Laboratorio G:n O 2 tulokset 7 ja 12 vaikuttavat virheellisiltä. Tulokset on kuitenkin huomioitu keskiarvoja laskettaessa.

38 37 (4) Happipitoisuusmittausten tarkkuus ja laadukkuus ovat merkittäviä tekijöitä, koska happipitoisuuksien avulla raja arvon olosuhteisiin muunnetuissa pitoisuuksissa kertautuu happimittaustulosten virheet. H 2 O H 2 O pitoisuuspoikkeamat keskiarvopitoisuuksista olivat ensimmäisellä mittausviikolla 12 % +18 % ja toisella mittausviikolla 9 % +16 %. Näitä mittauseroja voidaan pitää merkittävinä, koska ne yksinään johtavat samansuuruisiin eroihin savukaasupitoisuuksissa muutettaessa kosteista pitoisuuksista kuiviksi pitoisuuksiksi. Tilavuusvirta Tilavuusvirtausmittauksissa mittausviikolla 2 esiintyi systemaattisesti n.15 Nm 3 /s ero suurimman ja pienimmän tuloksen saaneiden laboratorioiden välillä. Ero vastaa suurimmillaan 19 % +15 % vaihtelua määritettyjen tilavuusvirtojen keskiarvoon nähden. Tilavuusvirran referenssimittauksien avulla voidaan kalibroida laitoksen tilavuusvirran määritysmenetelmä, johon usein sisältyy kiinteästi asennettu jatkuvatoiminen savukaasujen nopeusmittaus. LCP asetuksessa ei ole tilavuusvirran MS mittauksille esitetty mitään vaatimuksia mittausepävarmuuden suhteen. LCP asetuksen alainen laitos joutuu kuitenkin raportoimaan päästörekisteriin (esim. EPER) vuotuiset päästönsä (esim. kg/h) ja sen vuoksi korostuu tilavuusvirran määrityksessä tehtyjen referenssimittausten luotettavuus. 5.2 QL 2 laskentojen tarkastelu QL 2 laskentojen tarkastelu on jaettu kahteen osioon; NO x :n ja SO 2 :n sekä hiukkasten laskentojen tarkasteluun. Laskentojen oikeellisuutta ei tarkastella tässä raportissa laboratoriokohtaisesti, vaan yhtenäisesti. Laboratoriokohtaisista huomioista on keskusteltu laboratorioiden kanssa luottamuksellisesti NO x ja SO 2 NO x mittausten perusteella tehdyistä kiinteän mittalaitteen kalibroinneista (QL 2 laskenta) neljä laboratoriota yhdeksästä suoritti laskennan täysin SS EN mukaisesti. SO 2 mittausten perusteella tehdyistä kiinteän mittalaitteen kalibroinneista kolme laboratoriota kahdeksasta suoritti laskennan täysin SS EN mukaisesti. Laboratorio I ei osallistunut SO 2 vertailuun. Laboratoriot E ja H tekivät kalibrointisuorat piipun olosuhteisiin, vaikka kalibrointisuora piti tehdä kuivaan kaasuun, NTP olosuhteeseen. Väärästä olosuhteesta johtuen ilmoitettuja kalibrointisuoria ei ole esitetty kuvissa 37 4, koska ne eivät olisi vertailukelpoisia muiden laboratorioiden ilmoittamien kalibrointisuorien kanssa.