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Frage: Erfüllt der Probenahmeort nach Angaben des Messinstitutes die Anforderungen der DIN EN 15259 und ist er repräsentativ (Homogenitätsprüfung)?


Prüfumfang:

Es ist zu prüfen, ob die unter Punkt 3.1 des Kalibrierberichtes („Probenahmestelle“) gemachten Angaben zur Messstrecke folgende Vorgaben erfüllen:

Grundvoraussetzung:
- Einlaufstrecke ≥ 5 dh und Auslaufstrecke ≥ 2 dh?
Strömungsbedingungen:
- Winkel zwischen dem Gasstrom und der Mittelachse des Abgaskanals < 15°?
- keine lokale negative Strömung?
- Mindestgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom verwendeten Messverfahren zur Bestimmung des Volumenstroms vorhanden (für Staudrucksonden ein Differenzdruck größer 5 Pa)?
- Verhältnis der höchsten zur niedrigsten örtlichen Gasgeschwindigkeit im Messquerschnitt < 3:1?

Des Weiteren ist zu prüfen, ob eine gültige Homogenitätsprüfung vorliegt, welche bestätigt, dass der gewählte Messpunkt repräsentativ für den Messquerschnitt ist.
Für Informationen zum Probenahmeort kann darüber hinaus auch der Bericht des ordnungsgemäßen Einbaus der AMS herangezogen werden.


Handlungsempfehlung:

Fall Grundvoraussetzung Strömungsbedingungen Maßnahme
1 eingehalten eingehalten keine
2 eingehalten eine oder mehrere nicht eingehalten Angabe im Messbericht mit Begründung der Position des Messquerschnitts + bauliche Maßnahmen erforderlich
3 nicht eingehalten eingehalten Netzmessung bzw. Messnetzverdichtung
4 nicht eingehalten nicht eingehalten bauliche Maßnahmen erforderlich

Sollte keine gültige Homogenitätsprüfung vorliegen, ist diese nachzureichen. Wenn der gewählte Messpunkt gemäß der Homogenitätsprüfung keine repräsentative Probenahme erlauben sollte, so ist durch das Messinstitut ein geeigneterer Messpunkt der AMS zu ermitteln, der Aufbau anzupassen und die Messungen zu wiederholen.


Hintergrund:

In der VDI 3950-1 werden die Anforderungen an den Messplatz unter 5.3.1 folgendermaßen beschrieben: Der Einbauort für die extraktive Probenahme oder die In-situ-Messung einer AMS ist so zu wählen, dass die erhaltenen Messergebnisse repräsentativ für das Emissionsverhalten der zu betrachtenden Anlage sind. Gleiches gilt für die Ermittlung emissionstechnischer Randbedingungen wie beispielsweise Temperatur des Abgases, dynamischer Druck, statischer Druck und Wasserdampfgehalt sowie CO2- und O2-Gehalt.
Die Anforderungen an den Messplatz und die Lage der Messstrecke ergeben sich aus Abschnitt 5 der Richtlinie VDI 4200. Für Staubmesseinrichtungen sind darüber hinaus die Anforderungen der DIN EN 13284-1 zu berücksichtigen. Die Repräsentativität der Probenentnahme wird in Abschnitt 6 der VDI 4200 beschrieben.
Da die VDI 4200 zurückgezogen wurde, und in der DIN EN 14181 bezüglich des Einbaus der AMS auf die entsprechenden Europäischen und/oder Internationalen Normen verwiesen wird, werden die Anforderung der DIN EN 15259 geltend.

In der DIN EN 15259 ist unter 6.2.1 angegeben, dass die Messstrecke, also der Bereich einer geführten Quelle, welcher den Messquerschnitt sowie Ein- und Auslaufstrecke umfasst, die Probenahme und die Durchführung der Messungen in geeigneten Messquerschnitten gestatten muss. Für umfangreiche Emissionsmessprogramme können mehrere Messstrecken und/oder mehrere Messquerschnitte innerhalb jeder Messstrecke benötigt werden. Die Anforderungen gelten für jede Messstrecke und jeden Messquerschnitt.

Bei der Planung und Auswahl einer Messstrecke sind unter Beachtung der Messaufgabe die folgenden Gesichtspunkte zu berücksichtigen:

a) die Messstrecke ist so zu positionieren, dass im Messquerschnitt repräsentative Messungen des Volumenstroms und der Massenkonzentration der Luftverunreinigungen möglich sind

b) der Messquerschnitt ist in einen Bereich des Abgaskanals (Kamin usw.) zu legen, in dem homogene Strömungsverhältnisse und Konzentrationen erwartet werden können.
Diese Anforderung ist im Allgemeinen erfüllt, wenn sich der Messquerschnitt
- so weit wie möglich hinter oder vor Einbauten, die eine Änderung der Strömungsrichtung verursachen können
- in einem geraden Kanalabschnitt mit einer Einlaufstrecke von mindestens fünf hydraulischen Durchmessern vor und einer Auslaufstrecke von zwei hydraulischen Durchmessern nach dem Messquerschnitt erfüllt und
- in einem Kanalabschnitt mit konstanter Form und konstanter Querschnittsfläche befindet.

c) Messungen an allen nach 8.2 und Anhang D festgelegten Messpunkten müssen belegen, dass die Abgasströmung im Messquerschnitt die folgenden Anforderungen erfüllt:
1) der Winkel zwischen dem Gasstrom und der Mittelachse des Abgaskanals muss kleiner 15° sein
2) es darf keine lokale negative Strömung auftreten
3) es muss eine Mindestgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom verwendeten Messverfahren zur Bestimmung des Volumenstroms vorhanden sein (für Staudrucksonden ein Differenzdruck größer 5 Pa)
4) das Verhältnis der höchsten zur niedrigsten örtlichen Gasgeschwindigkeit im Messquerschnitt muss kleiner 3:1 sein

d) die Einrichtung von Messstrecken in vertikalen Kanälen ist derjenigen in horizontalen Kanälen vorzuziehen, da in horizontalen Kanälen Sedimentation auftreten kann, was zu Fehlern bei der Messung führen kann (z. B. bei Schwermetallen, PCDD/PCDF)

e) die Messstrecke ist dort zu positionieren, wo die Errichtung von geeigneten Messbühnen möglich und die Bereitstellung der notwendigen Infrastruktur gewährleistet ist

f) die Messstrecke ist eindeutig festzulegen und zu kennzeichnen, damit eine eindeutige Identifizierung der Emissionsquelle für behördliche oder andere Zwecke möglich ist.

Zur Repräsentativität des Messpunktes schreibt die DIN EN 15259 unter 8.4 folgendes vor:
Dauerhaft installierte AMS entnehmen die Probe gewöhnlich nur an einem einzelnen Punkt oder entlang einer Linie. Die Messpunkte oder Messlinien müssen so positioniert werden, dass eine repräsentative Probe der Messgröße gewonnen werden kann. Sie sind so zu positionieren, dass sie weder die Probenahmesonden für die Netzmessungen beeinflussen noch durch sie beeinflusst werden.

Für automatische Messeinrichtungen, die für die kontinuierliche Emissionsüberwachung eingesetzt werden, ist es notwendig, dass der Messpunkt repräsentativ für die Massenstromdichte und häufig auch für den Sauerstoffvolumenanteil ist.
Der bestmögliche Messpunkt für automatische Messeinrichtungen ist nach dem unter Punkt 8.4 der DIN EN 15259 beschriebenen Verfahren zu ermitteln. Die Sonde der AMS sollte möglichst an diesem Punkt installiert werden.