Messgenauigkeit bei der Ermittlung der Staubkonzentration im Abgas von Kleinfeuerungsanlagen fur feste Brennstoffe

摘要

Betreiber, Feuerungsanlage und Brennstoff beeinflussen die Staubemissionen aus Kleinfeuerungsanlagen. Die vorliegenden Partikel unterscheiden sich in Grosse, Form und Zusammensetzung. Als Referenzmessverfahren fur Staubemissionsmessungen wird die gravimetrische Bestimmung der Staubbeladung eingesetzt. Es handelt sich hierbei um ein direkt gravimetrisches Messverfahren. Grosse, Form und Zusammensetzung der Partikel spielen bei diesem Verfahren nur eine untergeordnete Rolle. Die Messgenauigkeit dieses Referenzmessverfahrens war bisher fur dessen Anwendung an Kleinfeuerungsanlagen fur feste Brennstoffe nicht bekannt. Zunachst wurde in dieser Arbeit die Verfahrensdurchfuhrung fur Messungen an diese Anlagen angepasst. Anschliessend wurde die Messunsicherheit des Verfahrens sowohl theoretisch berechnet als auch praktisch unter realen Abgasbedingungen ermittelt. Um eine moglichst grosse Bandbreite an praxisnahen Verbrennungs- und Messbedingungen abzudecken, wurden hierzu unterschiedliche Feuerungsanlagen und Brennstoffe eingesetzt. Uber alle Verbrennungs- und Messbedingungen ergibt sich eine Messunsicherheit von 7,3%. Die Richtigkeit der Messwerte wurde anhand von Verifizierungsmessungen an einer Emissionssimulationsanlage nachgewiesen. Anhand der unter einer grossen Bandbreite an realen Abgasbedingungen ermittelten Messunsicherheit und dem Nachweis auf Richtigkeit der Messwerte liegen erstmalig Informationen uber die Messgenauigkeit bei der Ermittlung der Staubkonzentration an Kleinfeuerungsanlagen vor. Auf Basis statistischer Methoden zur Bewertung der Messgenauigkeit und der Erarbeitung von Verbesserungsvorschlagen fur aktuelle Normen und Richtlinien wurde eine Methodik entwickelt, anhand derer neue Staubmessgerate zukunftig validiert werden konnen. Im Rahmen einer beispielhaften Validierung eines neuen Staubmessgerates wurde eine Messunsicherheit dieses Messgerates von 15% ermittelt, ein neuer Stand bei Messungen zur Grenzwertuberwachung an Kleinfeuerungsanlagen konnte definiert werden. Zusatzlich wurde anhand experimenteller Untersuchungen zur isokinetischen Probenahme nachgewiesen, dass Auswirkungen einer nicht-isokinetischen Probenahme an Kleinfeuerungsanlagen vernachlassigt werden konnen. Um die Messgenauigkeit der Messwerte zu erhohen, wird empfohlen, kunftig auf eine isokinetische Probenahme zu verzichten, um stattdessen moglichst viel Staubmasse zu sammeln und ein moglichst grosses Probenahmevolumen abzusaugen.