Bedste tilgængelige teknikker (BAT) til industrielle kølesystemer

5 Bedste tilgængelige teknikker for industrielle kølesystemer

Kapitel 5 identificerer de teknikker, som anses for at være BAT med hensyn til de centrale miljømæssige problemstillinger forbundet med køling. Industrielle kølesystemer er en integreret del af den industriproces, som skal nedkøles. De kølesystemer, der er omfattet af orienteringen, anvendes i mange industrielle sektorer. På grund af bla. den store variation af systemer, teknikker og driftsmetoder er det svært at sammenligne teknikkerne og uddrage generelle konklusioner om BAT. Det synes dog muligt at identificere en generel, forebyggende tilgang, den såkaldte primære BAT-tilgang, baseret på praktisk erfaring med reduktion af udledning fra kølesystemer.

Ved den primære BAT-tilgang skal opmærksomheden først og fremmest rettes mod den proces, der skal køles. Udformningen og konstruktionen af kølesystemet er et vigtigt næste trin, især for nye installationer. Endelig vil ændringer i udstyret og den måde, kølesystemet skal drives på, være relevant i forhold til nye installationer, men er særligt vigtig i forhold til eksisterende udstyr, hvor de tekniske muligheder ofte er temmelig begrænsede og omkostningstunge. Omhyggelige afvejninger må foretages i hvert enkelt tilfælde.

Tabel 1.1 i orienteringens indledning kan bruges som indgangsnøgle til dette kapitel.

5.1 Integreret varmestyring

5.1.1 Industriel køling = varmestyring

Køling af industrielle processer kan anses for at være varmestyring og er en del af den totale energistyring på fabrikken. Mængden og niveauet af varmen, der skal spredes, kræver et vist ydelsesniveau af kølesystemet. Dette ydelsesniveau vil igen påvirke systemkonfiguration, design og drift og efterfølgende kølesystemets påvirkning af miljøet (direkte påvirkning). Omvendt vil køleydelsen også påvirke industriprocessens overordnede effektivitet (indirekte påvirkning). Begge påvirkninger (direkte og indirekte) skal afvejes, idet man tager alle variable i betragtning. Hver ændring i kølesystemet skal opvejes mod de konsekvenser, den kan have for balancen mellem disse påvirkninger.

Dette koncept kan bruges som udgangspunkt til at formulere det første princip om BAT for kølesystemer. BAT for alle installationer er en integreret tilgang til at reducere industrielle kølesystemers miljøpåvirkning, hvor balancen mellem de direkte og indirekte påvirkninger vedligeholdes. Med andre ord skal effekten af en emissionsreduktion opvejes mod den potentielle ændring i den overordnede energivirkningsgrad. Der er på nuværende tidspunkt intet minimumsforhold med hensyn til miljøfordele og det mulige tab i den overordnede energivirkningsgrad, som kan bruges til at identificere teknikker, som kan anses for at være BAT. Alligevel kan dette koncept bruges til at sammenligne alternativer (afsnit 3.2 og Bilag II i BREF-dokumentet).

5.1.2 Reduktion i niveauet af varmeudledning ved optimering af internt/eksternt varmegenbrug

En forebyggende tilgang bør tage udgangspunkt i den industrielle proces, som kræver varmeafgivelse, og sigte mod at reducere behovet for varmeafgivelse i første omgang. Udledning af varme er jo at spilde energi og er således ikke BAT. Varmegenbrug inden for processen bør altid være det første skridt i en vurdering af kølebehov. Behandling af procesintegrerede energitiltag ligger uden for dette dokument, men der henvises til andre BREF-dokumenter, der beskriver mulighederne for energitiltag.

I en nyetableringssituation kan en vurdering af den krævede varmekapacitet kun være BAT, hvis det er et resultat af maksimal brug af de muligheder for genbrug af overskudsvarme, der er tilgængelige og anvendelige internt og eksternt.

I en eksisterende installation skal en optimering af internt og eksternt genbrug samt en reduktion af mængden og temperaturen af den varme, der skal udledes, gå forud for ændringer i den potentielle kapacitet i det anvendte kølesystem. En øgning af det eksisterende systems effektivitet ved at forbedre systemdriften skal evalueres mod en stigning i virkeevne ved teknologiske tiltag gennem modifikation eller teknologisk ændring. Generelt og for store eksisterende kølesystemer anses forbedringen i systemdrift for at være mere omkostningseffektiv end anvendelsen af ny eller forbedret teknologi og kan derfor anses for at være BAT.

5.1.3 Kølesystem og proceskrav

Når niveauet og mængden af spildevarme genereret af processen er fastslået, og der ikke kan opnås yderligere spildvarmereduktion, kan en indledende udvælgelse af et kølesystem foretages i lyset af de proceskrav, som diskuteres i kapitel 2. Hver proces har sin unikke kombination af krav, hvor processens kontrolniveau, pålidelighed og sikkerhed spiller en vigtig rolle. Dette gør det umuligt i denne fase at lave en første karakterisering af BAT, men følgende konklusioner kan drages med hensyn til et antal proceskarakteristika.

Anvendelsen af omgivende temperaturniveauer er baseret på erfaringer fra Europa om anvendelse af kølesystemer under forskellige klimatiske forhold. Generelt kan luft ikke anvendes til køling af lavtemperaturvarme. I stedet foretrækkes vådkøling. I områder med lav gennemsnitlig tørlufttemperatur anvendes tør luftkøling imidlertid til at nedkøle til lavere procestemperaturer (efter at mulighederne for genbrug er blevet undersøgt). Våd eller køling kan, hvis tilstrækkeligt vand er tilgængeligt, derefter fjerne den resterende mængde spildvarme. Farlige processtoffer, som involverer en høj miljørisiko for vandmiljøet i tilfælde af lækage, bør køles med indirekte kølesystemer for at forhindre en ukontrollabel situation.

Udvælgelse af en kølekonfiguration bør baseres på en sammenligning mellem forskellige gennemførlige alternativer i overensstemmelse med proceskravene. Proceskrav er fx kontrol af kemiske reaktioner, pålidelighed af procesydelsen og vedligeholdelse af krævede sikkerhedsniveauer. Formålet er at minimere den indirekte miljøpåvirkning fra det udvalgte alternativ. For hvert alternativ kan miljøydelser bedst sammenlignes, hvis de er udtrykt i direkte og indirekte brug af energi (kWel) pr. enhed af udledt energi (kWkøl). En anden måde at sammenligne konfigurationer på er at udtrykke ændringen i kølesystemets indirekte brug af energi (kWel) og ændringen i processens produktionsniveau i tons, begge pr. enhed af udledt energi (kWkøl).

En ændring i køleteknologi for at reducere miljøpåvirkningen kan kun anses for at være BAT, hvis kølingens effektivitet opretholdes på samme niveau eller helst på et øget niveau.

Tabel 5.1 Eksempler på proceskrav og BAT

Proces-
karakteristika
Kriterier Primære BAT tilgang Bemærkninger Henvisning
Spild varmeniveau
høj (>60°C)
Reducer vandforbrug og forøg energieffektivitet (For-)køling med tør luft Energieffektivitet og kølesystemets størrelse er begrænsende faktorer Afsnit 1.1/1.3
Spild varmeniveau
middel (25-60°C)
Forøg energieffektivitet Ikke klart Anlægsbestemt Afsnit 1.1/1.3
Spild varmeniveau
lav (<25°C)
Forøg energieffektivitet Vandkøling Valg af anlægssted Afsnit 1.1/1.3
Lavt og middel varmeniveau og kapacitet Optimal energieffektivitet med vandbesparelse og synlig dampfanereduktion Våd- og hybrid køling Tørkøling mindre egnet pga. pladskrav og tab af energieffektivitet Afsnit 1.4
Nedkøling af farlige stoffer med høj miljørisiko Nedsat lækagefare Indirekte kølesystemer Tillad øget approach-temperatur Afsnit 1.4 og bilag VI i BREF dokumentet

5.1.4 Kølesystem og lokaliseringskrav

De begrænsninger, der er pålagt lokaliteten, gælder især for nye installationer, hvor der stadig skal vælges kølesystem. Hvis den krævede varmeudledningskapacitet er kendt, kan det påvirke valget af en passende lokalitet. For temperaturfølsomme processer er det BAT at vælge en lokalitet med den krævede tilgængelighed til kølevand.

Af mange grunde er nye installationer ikke altid etableret på en lokalitet, som er ideel ud fra en køleteknologisk synsvinkel. De vigtigste termodynamiske karakteristika for lokaliteten er de årlige klimatiske ændringer, som vil fremgå af de temperaturer, der kan måles med tørre og våde termometre.

Tabel 5.2 Eksempler på lokalitetskarakteristika og BAT

Lokalitets-karakteristika Kriterier Primære BAT tilgang Bemærkninger Henvisning
Klima Nødvendig designtemperatur Analyser variation i våd og tør luft temperatur Ved høj tør temperatur er tørluftkøling normalt mindre energieffektiv Afsnit 1.4.3
Plads Begrænset areal på lokaliteten (Præfabrikeret) tag type anlæg Begrænsning i kølesystemets størrelse og vægt Afsnit 1.4.2
Adgang til overfladevand Begrænset tilgængelighed Recirkulerede
systemer
Våd, tør eller hybrid kan praktiseres Afsnit 2.3 og 3.3
Recipientens følsomhed over for varmebelastning Overhold kapacitet for at tilpasse varmebelastning Optimer varmegenvinding
Brug recirkulerede systemer
Valg af lokaliseringssted (nyt kølesystem)
  Afsnit 1.1
Indskrænket adgang til grundvand Minimering af grundvandsforbrug Luftkøling hvis ingen egnet alternativ vandåre Tillad energistraf Afsnit 3.3
Kystnære områder Stor kapacitet
>10 MWkøl
Systemer med ét gennemløb Undgå at blande varm fane nær indtag, f.eks. ved anvendelse af dybtvandsindtag under blandingszonen og brug af temperatur-stratificering Afsnit 1.2.1/ Afsnit 3.2/
Bilag IX.3 i BREF dokumentet
Særlige lokalitetskrav Ved krav om reduktion af dampfane og tårnhøjde Brug hybridt kølesystem Tillad energistraf Kapitel 2

Andre identificerede karakteristika er plads, adgang til vand til køling og udledning og de omgivende, følsomme områder (by- og industrielle). Med hensyn til grundvand kan det være BAT at anvende et tørt kølesystem, som følger princippet om at minimere brugen af grundvand især i de områder, hvor udtømning af vandårer ikke kan udelukkes.

I tabel 5.2 er vist nogle BAT-eksempler for enkelte udvalgte lokaliteter.

5.1.5 Anvendelse af BAT i industrielle kølesystemer

I kapitel 2 blev skitsen af en forebyggende tilgang præsenteret. Denne viser, hvordan en trinvis vurdering af alle begrænsninger kan føre til det, der kaldes "bedst tilgængelige køleteknik". Inden for denne tilgangsramme diskuterer kapitel 2 og kapitel 3 og de relaterede bilag i BREF-dokumentet faktorerne og foreslår teknikker, som kan bruges til identifikation af potentielle BAT for væsentlige kølekonfigurationer, som bruger vand og/eller luft. Optimeringen af et kølesystem for at reducere dettes miljøpåvirkning er en kompleks opgave og ikke en præcis matematisk sammenligning. Med andre ord fører en kombination af teknikker udvalgt fra BAT-tabeller ikke til et BAT-kølesystem. Den endelige BAT-løsning vil være en sted-specifik løsning.

I kapitel 4 blev mulighederne for at reducere emissionerne til miljøet præsenteret. For hvert miljøproblem og for hver relevant kølekonfiguration er der lavet forsøg på at identificere en generel tilgang og finde frem til BAT. Nogle teknikker er beskrevet i flere detaljer i bilagene. Vægtningen er klart på de vandrelaterede problemer med fokus på en reduktion af anvendelsen af biocider og sortlistede stoffer.

De foreslåede teknikker er anvendte teknikker. De har vist sig at være effektive, men dog er kvantificering svær, og om det er hensigtsmæssigt at anvende dem er afhængig af de lokale forhold som nævnt i kapitel 2. Det kan antages, at alle de foreslåede tiltag er BAT og de, der ikke udelukkende er afhængige af de lokale forhold, kan overvejes for nye systemer. Med hensyn til eksisterende installationer skal der vises omhu, idet vurderingen er sværere, hvor mulighederne er begrænsede og afhænger af mangfoldigheden af (proces)faktorer. Der synes ikke at være mange forhindringer for implementering af operationelle tiltag i eksisterende kølesystemer undtagen i de tilfælde, hvor det teknologiske design begrænser antallet af muligheder for modifikation.

I tabel 5.3 - 5.11 præsenteres teknikker, som anses for at være BAT, og som følger den primære BAT-tilgang for:

•            reduktion af energiforbrug,

•            reduktion af brug af vand,

•            reduktion af medrivning af akvatiske organismer,

•            reduktion af emissioner til vand,

•            reduktion af emissioner til luft,

•            reduktion af støjemissioner,

•            reduktion af lækagerisiko,

•            reduktion af biologiske risici.

Der er ingen klar BAT for reduktion af affald eller teknikker til at håndtere affald, så man undgår miljøproblemer såsom forurening af jord og vand, eller luft i tilfælde af forbrænding.

Konsekvenserne for andre områder ved at anvende en reducerende teknik er blevet identificeret for hvert miljøproblem. Generelt skal hver ændring i et kølesystem omhyggeligt afbalanceres mod de relaterede effekter, og i denne betydning er optimeringen af industriel køling et tværgående emne.

For nogle tiltag er BAT-værdier blevet identificeret. Imidlertid er brugen af klare, relaterede niveauer ikke mulig, når man beskæftiger sig med anvendelsen af forskellige køleteknikker i en mangfoldighed af varierende procesforhold. I disse tilfælde er der udarbejdet en kvalitativ beskrivelse.

For nye køleinstallationer er det BAT at begynde at identificere reducerende tiltag i designfasen, hvor der anvendes udstyr med lavt energikrav, samt at vælge det passende materiale til udstyr, der er i kontakt med processtoffet og/eller kølevandet. I denne sammenhæng er følgende citat illustrativt: "i praksis har hensyn til design, layout og vedligehold af kølevandssystemer relativ lav prioritet i sammenligning med miljøkonsekvenserne af et dårligt designet og/eller drevet kølevandssystem. Hvor der kun er taget lidt hensyn til designfaktorer, skal behandlinger ofte opveje dårligt design, og de skal derfor vælges på en måde, så de minimerer risikoen for fouling. Få ændringer i denne attitude forventes, så længe der er et lavt niveau af bevidsthed om langtidsomkostningerne ved at drive og vedligeholde dårligt designede kølevandssystemer".

Hvis tørluftskølesystemer er den foretrukne mulighed, er tiltagene primært relateret til reduktion af det direkte energiforbrug, støjemissioner og optimering af størrelsen med hensyn til den krævede køleoverflade.

For eksisterende installationer kan teknologiske tiltag være BAT under visse omstændigheder. Generelt er en ændring i teknologi omkostningsintensiv, når den overordnede virkeevne skal vedligeholdes. En evaluering af omkostningerne bør derfor sammenligne investeringsomkostningerne ved en ændring versus ændring i driftsomkostningerne og validere reduktionseffekten versus andre miljøkonsekvenser. For eksempel vil det kræve en sammenligning mellem miljøeffekten af at recirkulere kølevand - som kræver anvendelse af biocidvandbehandling - og et system med ét gennemløb uden biocider, men med en stor emission til vandmiljøet.

I tilfælde af fabrikssamlede standardkøletårne synes en ændring i teknologi at være gennemførlig både teknisk og økonomisk. Ingen kompatible data er blevet fremlagt til at understøtte dette, men leverandørerfaringen er, at det er relativt let at ændre små køletårne, for eksempel fra et lukket, recirkulerende, vådt til et lukket, recirkulerende, hybridt eller våd/tør konfiguration. Dette vil ikke kræve store procesmodifikationer eller konstruktionsarbejde. For store specialdesignede tårne, som monteres "on site", er det ikke nemt at lave teknologiske ændringer. En ny teknologi betyder generelt et helt nyt køletårn.

For eksisterende våde køletårne, hvor fokus hovedsageligt er på miljøtiltag, der skal reducere vandbruget og emissionerne af kemikalier til vand, er BAT ikke så meget af teknologisk karakter, men mere af driftsmæssig karakter. Monitering, drift og vedligehold er nøgleemner her.

5.2 Reduktion af energiforbrug

Det er BAT i designfasen af et kølesystem:

•            at reducere modstanden i vand og luftstrøm,

•            at anvende højeffektivt/lavenergi-udstyr,

•            at reducere mængden af energikrævende udstyr (Bilag XI.8.1 i BREF-dokumentet),

•            at anvende optimeret kølevandsbehandling i systemer med ét gennemløb og våde køletårne for at holde overflader rene og undgå afskalning, fouling og korrosion.

I hvert tilfælde bør en kombination af de ovennævnte faktorer føre til det lavest opnåelige energiforbrug for at drive et kølesystem. Med hensyn til BAT er et antal teknikker/tilgange blevet identificeret.

I en integreret tilgang til køling af en industriel proces tages både den direkte og indirekte brug af energi i betragtning. Med hensyn til den overordnede energivirkningsgrad af en installation er brugen af systemer med ét gennemløb BAT, især for processer, som kræver store kølekapaciteter (fx. >10 MWKøl). Ved kystnære placeringer kan systemer med ét gennemløb accepteres hvis:

•            udbredelse af varmtvandsfaner i overfladevandet stadig giver plads til, at fisk kan passere,

•            kølevandsindtag er designet således, at fiskemedrivning reduceres,

•            varmebelastningen ikke forstyrrer andre brugere af det modtagende vand.

Tabel 5.3 BAT for øget energieffektivitet

Relevans Kriterium Primære BAT-tiltag Bemærkninger Henvisning
Stor kølekapacitet Energieffektivitet Vælg lokalitet for system med ét gennemløb Se tekst over tabel Afsnit 3.2
Alle systemer Energieffektivitet Anvend variabel drift Identificer det nødvendige køleinterval Afsnit 1.4
Alle systemer Variabel drift Tilpasning af luft/vandstrøm Undgå ustabiliserende slitage i system (korrosion og nedbrydning)  
Alle våde systemer Rent kredsløb/
veksleroverflader
Optimer vandbehandling behandling af røroverflader Kræver passende overvågning Afsnit 3.4
Systemer med et gennemløb Fasthold køleeffektivitet Minimer recirkulering af varmt vands fane ved havområder   Bilag XII i BREF-dokumentet
Alle køletårne Nedsæt specifikt energiforbrug Brug blæsere med nedsat energiforbrug    

5.3 Reduktion af vandkrav

For nye systemer kan følgende siges:

•            i lyset af den totale energibalance er køling med vand mest effektiv,

•            for nye installationer bør en anlægsgrund vælges ud fra tilgængeligheden af tilstrækkelige mængder af (overflade) vand i tilfælde af store kølevandskrav,

•            kølekrav bør reduceres ved optimeret varmegenbrug,

•            for nye installationer bør en anlægsgrund vælges for tilgængeligheden af tilstrækkeligt recipientvand, især i tilfælde af store kølevandsudledninger,

•            hvor vandtilgængeligheden er begrænset, bør der vælges en teknologi, som muliggør forskellige driftsformer, som kræver mindre vand for at opnå den krævede kølekapacitet på alle tidspunkter,

•            i alle tilfælde er recirkulerende køling en mulighed, men dette kræver omhyggelig afbalancering med andre faktorer, såsom de krævede vandforhold og en lavere total energivirkningsgrad.

For eksisterende vandkølesystemer kan et øget varmegenbrug og forbedret systemdrift reducere den krævede mængde kølevand.

For kraftværker med store kølekapaciteter anses dette generelt for at være en omkostningsintensiv opgave, som kræver ny konstruktion. Pladskrav skal tages i betragtning.

Tabel 5.4 BAT for reduktion af vandkrav

Relevans Kriterium Primære BAT-tiltag Bemærkninger Henvisning
Alle vådkølesystemer Nedsat kølebehov Optimering af varmegenbrug   Kapitel 1
Nedsat brug af begrænsede ressourcer Anvendelse af grundvand er ikke BAT1 Anlægsspecifik især for eksisterende systemer Kapitel 2
Reduceret vandforbrug Benyt recirkulerede systemer Forskelligt behov for vandbehandling Kap. 2, afsnit 3.3.
Reduceret vandforbrug, hvor der er påbud om dampfanereduktion og lavere tårnhøjde Anvend hybrid kølesystem Tillad øget energiforbrug Afsnit  2.6/3.3.1.2
Hvor der ikke er adgang til (spæde)-vand under (dele af) procestiden Anvend tørkøling Tillad øget energiforbrug Afsnit 3.2 og 3.3, Bilag XII.6 i BREF- dokumentet
Alle recirkulerede våd- og våd-/tør-kølesystemer Reduceret vandforbrug Optimering af koncentrations-cykler Øget behov for vandbehandling som brug af blødgjort spædevand Afsnit 3.2 og bilag XI i BREF-dokumentet

1Det afhænger af grundvandskvalitet for "sekundært" grundvand jf. afsnit 4.3.

Anvendelse af tør luftkøling er ofte blevet foreslået. Hvis den totale energivirkeevne tages i betragtning, er tør luftkøling mindre attraktiv end våd køling. Det betyder ikke, at tør teknologi er diskvalificeret. For kortere levetidsperioder er det beregnet, at forskelle i omkostninger mellem tør og våd luftkøling bliver mindre end for længere levetidsperioder. Når omkostningerne til vand og vandbehandling tages i betragtning, bliver forskellene også mindre. Tør køling kan anbefales i visse tilfælde og til for-køling ved højere temperaturniveauer, hvor store vandmængder er krævet.

5.4 Reduktion af medrivning af organismer

Modifikation af vandindtagsudstyr for at reducere medrivning af fisk og andre organismer er meget kompleks og stedspecifik. Det er muligt, men omkostningsfuldt at lave ændringer i et eksisterende vandindtag. Af de anvendte eller afprøvede fiskebekyttelses- eller -frastødningsteknikker kan ingen specielle teknikker identificeres som BAT. Den lokale situation vil afgøre, hvilke fiskebeskyttelses- eller frastødningsteknikker, der vil være BAT. Visse anvendte strategier for design og position af indtag kan anses for at være BAT, men de er specielt gyldige for nye systemer.

Med hensyn til anvendelsen af sier bør det noteres, at bortskaffelsesomkostningerne for det resulterende organiske affald fra sier er betydelige.

Tabel 5.5 BAT for reduktion af medrivning

Relevans Kriterium Primære BAT-tiltag Bemærkninger Henvisning
Alle systemer med ét gennemløb og kølesystemer med indtag af overfladevand Egnet placering og dimensionering af vandindtag samt valg af beskyttelsesteknik Analyse af biotop i overfladevand Også kritiske områder som yngle-, vandre- og opdrætspladser Afsnit 3.3.3 og Bilag XII.3.3 i BREF-dokumentet
Opførelse af kanaler til vandindtag Optimer vandets hastighed i indtagskanalerne for at begrænse bundfæld-ning. Pas på sæsonbetinget makrofouling   Afsnit 3.3.3

5.5 Reduktion af emissioner til vand

5.5.1 Generel BAT tilgang til at reducere varmeemissioner

Hvorvidt varmeemissioner til vand vil have en miljøpåvirkning er stærkt afhængig af lokale forhold. Sådanne lokale forhold er nævnt i BREF-dokumentet, men fører ikke til en konklusion om BAT i generelle termer.

Hvor det var praktisk muligt at begrænse varmeudledningen, var løsningen at skifte fra teknologi med ét gennemløb til åben, recirkulerende køling (åbne, våde køletårne). Ud fra de tilgængelige oplysninger, og når alle mulige aspekter overvejes, skal der udvises forsigtighed med at konkludere, at dette kan kvalificeres som BAT. Det vil kræve, at man afvejer den totale energivirkningsgrad af det anvendte våde køletårn (afsnit 4.2) mod effekten af den reducerede miljøpåvirkning fra den reducerede varmeudledning.

Hvor tiltagene generelt sigter mod at reducere ?T af det udledte kølevand, kan der drages nogle få konklusioner om BAT. For-køling (Bilag XII i BREF-dokumentet) er blevet anvendt til store kraftværker, hvor den specifikke situation kræver dette, f.eks. for at undgå øget temperatur af indtagsvandet.

Der henvises til afsnit 4.3.3.2 for de lovmæssige krav vedrørende varmeemissioner.

5.5.2 Generel BAT tilgang til at reducere kemiske emissioner til vand

Forebyggelse og kontrol af kemiske emissioner fra kølesystemer bør have første prioritet, og næst efter varmeudledning anses det stadig for at være det vigtigste emne i køling.

Da 80% af miljøpåvirkningen bestemmes på tegnebordet, bør der gøres tiltag i designfasen for våde kølesystemer, hvor følgende rækkefølge i tilgangen bruges:

•            identificere procesforhold (tryk, temperatur, stof, korrosionsevne),

•            identificere kemiske karakteristika af kølevandskilden,

•            vælge det passende materiale for varmeveksling, hvor både procesforhold og kølevandskarakteristika kombineres,

•            vælge det passende materiale til andre dele af kølesystemet,

•            identificere driftskrav til kølesystemet,

•            vælge passende kølevandsbehandling (den kemiske sammensætning), hvor mindre farlige kemikalier eller kemikalier, som har en potentielt lavere påvirkning på miljøet, bruges (afsnit 4.4.5, Bilag VI og VIII i BREF-dokumentet),

•            anvende skemaet vedr. designprincipper, som sigter imod reduktion af biocidanvendelse (kapitel 4, figur 4.2), og

•            optimere doseringssystemet ved at monitere kølevand og systemforhold.

Denne tilgang har som det første til hensigt at reducere behovet for kølevandsbehandling. For eksisterende systemer er det svært og generelt omkostningsintensivt at lave teknologiske ændringer eller ændringer af udstyret. Fokus bør derfor være på driften af de systemer, som bruger monitering koblet til optimeret dosering.

Efter at kølesystemets følsomhed overfor fouling og korrosion er blevet reduceret i designfasen, kan der stadig være behov for behandling for at vedligeholde en effektiv varmeveksling. Det næste skridt er derefter at vælge kølevandstilsætningsstoffer, som er mindre skadelige over for det akvatiske miljø, og at anvende dem på den mest effektive måde.

Med hensyn til kemikalievalg er det konkluderet, at en klassificering af behandlinger og de kemikalier, de består af, er svært om ikke umuligt at udføre på en generel måde, og det vil være usandsynligt, at det vil føre til BAT-konklusioner. På grund af stor variation i forhold og behandlinger vil kun vurderinger fra sag til sag føre til en passende løsning.

En sådan vurdering kunne repræsentere en mulig BAT tilgang.

Denne tilgang er præsenteret i BREF-dokumentet og består af et værktøj, der kan hjælpe med en første klassering af udvalgte kemikalier og en tilgang til at vurdere biocider, som kobler kravene til kølesystemet sammen med kravene til det modtagende akvatiske økossystem (Bilag VIII i BREF dokumentet). Tilgangen sigter mod at minimere påvirkningen fra kølevandstilsætningsstoffer og i særdeleshed fra biocider.

Med hensyn til anvendelsen af specifikke stoffer er meget erfaring blevet hentet fra systemer med ét gennemløb med klorafledte komponenter (især hypochlorit, chloramin) og klor/brom-kombinationer, sammen med anvendelse af reducerede koncentrationsniveauer.

Det samme gælder brugen af biocider for konditionering af recirkulerende systemer. Behandlingsmidlerne for disse systemer er ofte multistoffer. Det er klart, at nogle komponenter eller stoffer kan identificeres som ikke-BAT eller ikke bør anvendes overhovedet. En generel tilgang til at vælge det passende biocid vil inkludere lokale aspekter såsom vandkvalitetsmålsætninger af det modtagende vand.

5.5.3 Identificerede reduktionsteknikker inden for BAT tilgangen

5.5.3.1 Forebyggelse ved design og vedligeholdelse

Tabel 5.6 BAT for reduktion af kemiske emissioner til vand ved dimensionering og vedligeholdelse

Relevans Kriterium Primære BAT-tiltag Bemærkninger Henvisning
Alle vådkølesystemer Anvend mindre korrosionsfølsomme materialer Analyse af processtoffers korrosivitet og af kølevand for at vælge rette materiale   afsnit 3.4
Reduktion af tilsmudsning og korrosion Konstruer kølesystemet så stillestående zoner undgås   Bilag XI 3.3.2.1 i BREF-dokumentet
Rørvarmeveksler Konstrueres så rengøring er let Kølevandsflow indvendigt i rør og kraftig smudsfjerner på
rørside
Afhængigt af design, proces Temperatur og tryk Bilag III.1 i BREF- dokumentet
Kondensator på kraftværker Reducer korrosionsfølsomhed Brug af Titanium i kondensatorer med havvand eller brakvand   Bilag XII i BREF-dokumentet
Reducer korrosions- følsomhed Brug af korrosionsbestandige legeringer (rustfrit stål med høj grubetæringsindeks eller kobbernikkel) Skift til korrosionsbestandige legeringer kan påvirke dannelsen af patogener Bilag XII.5.1 i BREF- dokumentet
Mekanisk rengøring Brug af automatiske rengøringssystemer med skumbolde eller børster Desuden kan mekanisk rengøring og højt vandtryk være nødvendig Bilag XII.5.1 i BREF- dokumentet
Kondensatorer og varmevekslere Reducer udfældning (tilsmudsning) i kondensatorer Vandhastighed
> 1,8 m/sek. for nyt udstyr og 1,5 m/sek. ved ombygning af rørbundt
Afhængigt af materialets korrosionsfølsomhed, vandkvalitet og overfladebehandling Bilag XII.5.1 i BREF- dokumentet
Reducer udfældning (tilsmudsning) i varmevekslere Vandhastighed
> 0,8 m/sek.
Afhængigt af materialets korrosionsfølsomhed, vandkvalitet og overfladebehandling Bilag XII.3.2 i BREF- dokumentet
Undgå tilstopning Anvend partikelfilter for at beskytte varmevekslere, hvor der er risiko for tilstopning   Bilag XII i BREF-dokumentet
Systemer med ét gennemløb Reducer korrosionsfølsomhed Anvend kulstofstål i kølevandssystemer hvis korrosionstillæg kan overholdes Ikke i brakvand Bilag IV.1 i BREF-dokumentet
Reducer korrosionsfølsomhed Anvend armerede glasfiberkunststoffer, coated armeret beton eller coated kulstofstål ved undergrundsledninger   Bilag IV.2 i BREF-dokumentet
Reducer korrosionsfølsomhed Brug Titanium til rør i rørkedelvarmeveksler i stærkt korroderende omgivelser eller rustfrit stål af høj kvalitet med lignende egenskaber Brug ikke Titanium i reducerende miljø; Evt. behov for optimeret biofouling beskyttelse Bilag IV.2 i BREF- dokumentet
Åbne vådkøletårne Reducer tilsmudsning ved saltvandsdrift Brug køletårnsindsats med åben konstruktion og høj kapacitet   Bilag IV.4 i BREF- dokumentet
Undgå farlige stoffer i anti-fouling behandling     Afsnit 3.4
Bilag IV.4 i BREF- dokumentet

5.5.3.2 Kontrol ved optimeret kølevandsbehandling

Tabel 5.7 BAT for reduktion af kemiske emissioner til vand ved optimeret kølevandsbehandling

Relevans Kriterium Primære BAT-tilgang Bemærkninger Henvisning
Alle våde
systemer
Reducere anvendelse af tilsætningsstoffer Monitering og kontrol af kølevand kemi   Afsnit 3.4 og Bilag XI 7.3 i BREF-dokumentet
Brug af mindre farlige kemikalier Det er ikke BAT at bruge:
- kromforbindelser
- kviksølv forbindelser (f.eks. organotin forbindelser)
- mercaptobenzothia-zole
- Chok systemer med andre biocid forbindel-ser end klor, bromid, ozon og H2O2
Lokal vurdering nødvendig (byområder, trafik) Afsnit 3.4/ Bilag VI i BREF-dokumentet
Kølesystemer med et gennemløb og åbne våde køletårne Mål for biocid dosering Monitere makrofouling for at optimere biocid dosering   Bilag XI 3.3.1.1 i BREF- dokumentet
Kølesystemer med et gennemløb Begrænse biocid tilsætning Ingen brug af biocider ved havvands-temperatur under 10-12°C I nogle områder kan der være behov for vinter behandling (havne) Bilag V i BREF- dokumentet
Reduktion af FO[13] emissioner Brug af varierende opholdstider og vand hastigheder med en associeret FO eller [14]FRO niveau af 0,1 mg/l ved udledning Ikke anvendeligt for kondensatorer Afsnit 3.4 Bilag XI 3.2.2 i BREF-dokumentet
Emissioner af frie (resterende) oxidanter FO eller FRO = 0,2 mg/l ved udledning for kontinuerligt klorering af havvand Daglig (24t) gennemsnitsværdi Bilag XI 3.3.2 i BREF-dokumentet
Emissioner af frie (resterende) oxidanter FO eller FRO = 0,2 mg/l ved udledning for uregelmæssigt og chok klorering af havvand Daglig (24t) gennemsnitsværdi Bilag XI 3.3.2 i BREF-dokumentet
Emissioner af frie (resterende) oxidanter FO eller FRO = 0,5 mg/l ved udledning for uregelmæssigt og chok klorering af havvand Gennemsnitsværdi per time indenfor et døgn brugt til proceskontrol krav Bilag XI 3.3.2 i BREF-dokumentet
Reducere mængden af forbindelser i ferskvand, der danner organiske halogener (OX) Kontinuerligt klorinering i ferskvand er ikke BAT   Afsnit 3.4 Bilag XII

I Danmark reguleres direkte udledninger til havet ikke på baggrund af samleparametre som FO eller FRO men på baggrund af kvalitetskrav for enkeltstoffer i overensstemmelse med bekendtgørelse om miljøkvalitetskrav for vandområder og krav til udledning forurenende stoffer til vandløb, søer eller havet[15]. Det betyder at emissionsgrænseværdier fastsættes fra sag til sag med udgangspunkt i de anvendte enkeltstoffer.

5.6 Reduktion af emissioner til luft

Til sammenligning er luftemissioner fra køletårne ikke blevet givet så meget opmærksomhed, bortset fra effekterne af dampfanedannelse. Fra nogle rapporterede data er det konkluderet, at niveauerne generelt er lave, men at disse emissioner ikke bør negligeres.

En sænkning af koncentrationsniveauerne i det cirkulerende kølevand vil klart påvirke den potentielle emission af stoffer i dampfanen. Der kan gives nogle generelle anbefalinger, som har BAT-karakter.

Tabel 5.8 BAT til reduktion af emissioner til luft

Relevans Kriterium Primære BAT-tiltag Bemærkninger Henvisning
Alle vådkøletårne Undgå at dampfane når jordhøjde Dampfane-udledning i tilstrækkelig højde og med minimal hastighed af luftudledning fra tårnet   Afsnit 3.5.3
Undgå dannelse af dampfane Anvend hybrid teknik eller anden fane-begrænsende teknik såsom genopvarmning af luft Lokal vurdering nødvendig (byområder, trafik) Afsnit 3.5.3
Alle vådkøletårne Brug mindre farlige materialer     Afsnit 3.8.3
Undgå påvirkning af luftkvaliteten indendørs Dimensionering og placering af tårnåbning så indsugning af luft til luftkonditionering undgås   Afsnit 3.5
Alle vådkøletårne Reduceret tab af vand ved dråbemedrivning Brug af dråbemedrivnings-eliminatorer med et tab <0,01% af total recirkuleret strøm Lav modstand mod luftstrøm skal opretholdes Afsnit 3.5 og bilag XI.5.1 i BREF-dokumentet

5.7 Reduktion af støjemissioner

Støjemissioner har en lokal påvirkning. Støjemissioner fra køleinstallationer er en del af de samlede støjemissioner fra anlægsområdet. Der er identificeret et antal primære og sekundære tiltag, som kan anvendes til at reducere støjemissioner hvor nødvendigt. De primære tiltag ændrer kildens lydeffektniveau, hvorimod de sekundære tiltag reducerer det emitterede støjniveau.

De sekundære tiltag vil især føre til tryktab, hvilket skal kompenseres ved ekstra energiinput, der reducerer kølesystemets totale energivirkeevne. Det ultimative valg af støjdæmpningsteknik vil være en individuel sag, ligesom det deraf resulterende støjniveau. Følgende tiltag og minimumsreduktionsniveauer anses for at være BAT.

Tabel 5.9 BAT for reduktion af støjemissioner

Kølesystem Kriterium Primære BAT-tiltag Tilhørende reduktionsniveau Henvisning
Køletårne med mekanisk ventilation Reduktion af blæserstøj Brug lavtstøjende blæser med f.eks.:
Vinger med stor diameter
Nedsat hastighed ved vingespids
(= 40 m/sek.)
> 5 dB(A) Afsnit 3.6
Optimeret design af afkasthætter Tilstrækkelig højde eller installation af støjdæmpere Variabel Afsnit 3.6
Støjnedsættelse Støjdæmning ved indtag og afkast = 10 dB(A) Afsnit 3.6

5.8 Reduktion af lækagerisiko

For at reducere lækagerisikoen skal man være opmærksom på designet af varmeveksleren, farligheden af processtoffer og kølekonfigurationen. Følgende generelle tiltag til at reducere forekomsten af lækager kan anvendes:

•            vælge materiale til udstyr af våde kølesystemer i overensstemmelse med kvaliteten af det anvendte vand,

•            drive systemet i overensstemmelse med designet,

•            vælge det korrekte kølevandbehandlingsprogram, hvis der er behov for kølevandsbehandling,

•            monitere for lækager i kølevandsudledningen fra recirkulerende, våde kølesystemer ved at analysere afdræningen.

Tabel 5.10 BAT for reduktion af lækagerisiko

Relevans 1) Kriterium Primære BAT-tiltag Bemærkninger Henvisning
Alle varmevekslere Undgå smårevner ?T over varmeveksler =50°C Teknisk løsning for højere ?T identificeres fra sag til sag Bilag III i BREF-dokumentet
Rørvarmeveksler Drives inden for dimensioneringsgrænser Overvåg procesdrift   Bilag III.1 i BREF- dokumentet
Rør/rør-plade konstruktionsstyrke Brug svejseteknologi Svejsning kan ikke altid udføres Bilag III.3 i BREF- dokumentet
Udstyr Reducer korrosion T for metal på kølevandssiden <60°C Temp. påvirker antikorrosionsmidler Bilav IV.I i BREF- dokumentet
Systemer med et gennemløb Køling af farlige stoffer Altid overvågning af kølevand   Bilag VII i BREF-dokumentet
Anvend forebyggende vedligeholdsstrategi Tilsyn ved hjælp af hvirvelstrøm Andre ikke-destruktive inspektionsteknikker findes  
Recirkulerede kølesystemer Køling af farlige stoffer Konstant overvågning af afdræning    
1) Tabellen gælder ikke for kondensatorer

5.9 Reduktion af biologisk risiko

For at reducere den biologiske risiko, som skyldes kølesystemets drift, er det vigtigt at kontrollere temperaturen, vedligeholde systemet på regelmæssig basis og undgå kalkdannelse og korrosion. Alle tiltag ligger mere eller mindre inden for den gode vedligeholdelsespraksis, som gælder generelt for et recirkulerende, vådt kølesystem. De mest kritiske tidspunkter er opstartsperioder, hvor systemets drift ikke er optimal, og stilstand for reparation eller vedligehold. For nye tårne skal design og position overvejes med hensyn til omgivende følsomme objekter, såsom hospitaler, skoler og beboelse for ældre mennesker.

Tabel 5.11 BAT til reduktion af biologisk vækst

Kølesystem Kriterium Primære BAT-tiltag Bemærkninger Henvisning
Alle recirkulerede vådkølesystemer Reduktion af algevækst Formindsk mængden af lysenergi, der når kølevandet   Afsnit 3.7.3
Reduktion af biologisk vækst Undgå stillestående områder (konstruktion) og optimer kemisk behandling    
Rengøring efter udbrud Kombination af mekanisk og kemisk rensning   Afsnit 3.7.3
Styring af patogener Jævnlig overvågning af patogener i kølesystemerne   Afsnit 3.7.3
Åbne våd-køletårne Reduktion af infektionsfare Operatører bør anvende åndedrætsværn (P3-maske), når de går ind i et vådkøletårn Hvis sprøjteudstyr er i gang eller under højtryksrensning Afsnit 3.7.3


Fodnoter

[13] FO = Frie oxidanter

[14] FRO= Frie residual oxidanter

[15] Bekendtgørelse nr. 1669 af 14. december 2006.

 



Version 1.0 September 2008, © Miljøstyrelsen.