固定污染源排氣中顆粒物測定

1、全國環(huán)境監(jiān)測技能大比武 固定污染源排氣中顆粒物測定固定污染源排氣中顆粒物測定預(yù)測流速法預(yù)測流速法 劉坤劉坤主要內(nèi)容主要內(nèi)容濃度和排放量的計(jì)算濃度和排放量的計(jì)算預(yù)測流速法等速采樣預(yù)測流速法等速采樣煙氣參數(shù)的測定煙氣參數(shù)的測定采樣位置與采樣點(diǎn)采樣位置與采樣點(diǎn)一、采樣位置與采樣點(diǎn)一、采樣位置與采樣點(diǎn)3D6D1.1 采樣位置采樣位置優(yōu)先選擇在垂直管段，應(yīng)避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位優(yōu)先選擇在垂直管段，應(yīng)避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于6倍直徑和距上游方向不倍直徑和距上游方向不小于小于3倍直徑處。倍直徑處。很難滿足上

2、述要求時(shí)，距離至少是煙道直徑的很難滿足上述要求時(shí)，距離至少是煙道直徑的1.5倍，并應(yīng)適當(dāng)增加測點(diǎn)倍，并應(yīng)適當(dāng)增加測點(diǎn)的數(shù)量。采樣斷面的氣流最好在的數(shù)量。采樣斷面的氣流最好在5m/s以上以上 采樣孔采樣孔1.2 采樣孔和采樣點(diǎn)采樣孔和采樣點(diǎn)1在選定的測定位置在選定的測定位置上開設(shè)采樣孔，采上開設(shè)采樣孔，采樣孔內(nèi)徑應(yīng)不小于樣孔內(nèi)徑應(yīng)不小于80mm。采樣孔管。采樣孔管長應(yīng)不大于長應(yīng)不大于50mm不使用時(shí)應(yīng)用蓋板不使用時(shí)應(yīng)用蓋板管堵或管帽封閉管堵或管帽封閉2對正壓下輸送高對正壓下輸送高溫或有毒氣體的溫或有毒氣體的煙道應(yīng)采用帶閘煙道應(yīng)采用帶閘板閥的密封采樣板閥的密封采樣孔孔 3對圓形煙道，采樣孔對圓形煙

3、道，采樣孔應(yīng)設(shè)在包括各測點(diǎn)在應(yīng)設(shè)在包括各測點(diǎn)在內(nèi)的互相垂直的直徑內(nèi)的互相垂直的直徑上對矩形或方形煙道，上對矩形或方形煙道，采樣孔應(yīng)設(shè)在包括各采樣孔應(yīng)設(shè)在包括各測點(diǎn)在內(nèi)的延長線上測點(diǎn)在內(nèi)的延長線上 圓形斷面測定點(diǎn)圓形斷面測定點(diǎn)長方形斷面測定點(diǎn)長方形斷面測定點(diǎn)正方形斷面測定點(diǎn)正方形斷面測定點(diǎn)將煙道斷面分成適當(dāng)數(shù)量的等面積小塊，各將煙道斷面分成適當(dāng)數(shù)量的等面積小塊，各塊中心即為測點(diǎn)。小塊的數(shù)量按塊中心即為測點(diǎn)。小塊的數(shù)量按空氣和廢空氣和廢氣監(jiān)測分析方法氣監(jiān)測分析方法（第四版）表（第四版）表513的的規(guī)定選取。原則上測點(diǎn)不超過規(guī)定選取。原則上測點(diǎn)不超過20個(gè)。個(gè)。 圓形斷面各采樣圓形斷面各采樣點(diǎn)距煙道

4、中心的點(diǎn)距煙道中心的距離可按下式計(jì)距離可按下式計(jì)算：算：XnRrn212 采樣點(diǎn)的確定采樣點(diǎn)的確定二、煙氣參數(shù)的測定二、煙氣參數(shù)的測定溫溫 度度流流 量量流流 速速含濕量含濕量壓壓 力力2.1 溫溫 度度玻璃水銀溫度計(jì)玻璃水銀溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì) 要求測量精確度應(yīng)不低于2.5%，最小分度值應(yīng)不大于2，測量時(shí)將溫度計(jì)球部放在靠近煙道中心位置，待讀數(shù)穩(wěn)定不變時(shí)讀數(shù)，注意不要將溫度計(jì)抽出煙道外讀數(shù)，以免產(chǎn)生誤差 原理是將兩根不同的金屬導(dǎo)線連成一閉路，當(dāng)兩接點(diǎn)處于不同溫度環(huán)境時(shí)，便產(chǎn)生熱電勢，兩接點(diǎn)的溫度越大，熱電勢越大。 測量儀器122.2 含濕量含濕量定義定義：煙氣的含濕量通常是指煙氣中

5、與1公斤干空氣共存的水汽量（gsw）,通常也用濕煙氣中水汽含量的體積百分?jǐn)?shù)（Xsw）表示測量方法測量方法干濕球法干濕球法冷冷 凝凝 法法重重 量量 法法干濕球法干濕球法冷凝法冷凝法重量法重量法由煙道中抽取一定的排氣，使之通過裝有吸濕劑的吸濕劑管，排氣中的水分被吸濕劑吸收，吸濕管的增重即為已知體積排氣中含有得水分量由煙道中抽取一定體積的排氣使之通過冷凝器，根據(jù)冷凝出來的水量，加上從冷凝器排出的飽和氣體含有的水蒸氣量，計(jì)算排氣中的水分含量使氣體在一定的速度下流經(jīng)干、濕球溫度計(jì)根據(jù)干、濕球溫度計(jì)的讀數(shù)和測點(diǎn)處排氣的壓力，計(jì)算出排氣的水分含量2.3 壓壓 力力氣體的壓力（靜壓、動壓和全壓）通常用連接壓

6、力計(jì)的測壓管測定，常用的儀器有皮托管和壓力計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)型皮托管測量儀器測量原理斜管微壓計(jì)U形壓力計(jì)S型皮托管12342.4 流速流速dpsPKV2sVpKdP根據(jù)流體力學(xué)的基本原理，氣體流速是與氣體動壓的平方根成正比， 可根據(jù)測得的動壓計(jì)算氣體的流速。其關(guān)系如下：煙氣流速 m/s； 皮托管速度校正系數(shù)； 煙氣動壓，Pa； 煙氣密度，kg/m3 皮托管；斜管微壓計(jì)或流速測定儀測量原理測量儀器測定方法在選定的測量位置和各測點(diǎn)上，用皮托管和斜管微壓計(jì)或皮托管和流速測定儀測定各點(diǎn)的動壓，重復(fù)測定一次取平均值。2.5 流量流量由測定斷面的濕排氣平均流速和測定斷面面積，得到工況下的濕排氣流量；由工況下的濕排氣

7、流量和大氣壓力、排氣靜壓、排氣溫度、排氣中水分含量體積百分?jǐn)?shù)得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下排氣流量。測量原理計(jì)算方法 工況下的濕排氣流量 按下式計(jì)算：sQssVFQ 3600 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干排氣流量 按下式計(jì)算：snQ)1 (273273101325swssassnXtPBQQ三、預(yù)測流速法等速采樣三、預(yù)測流速法等速采樣3.1 采樣原則采樣原則原理 將煙塵采樣管由采樣孔插入煙道中，使采樣嘴置于測點(diǎn)上，正對氣流，按顆粒物等速采樣原理，抽取一定量的含塵氣體。根據(jù)采樣管濾筒上所捕集到的顆粒物量和同時(shí)抽取的氣體量，計(jì)算出排氣中顆粒物濃度等速采樣 即氣體進(jìn)入采樣嘴的速度Vn應(yīng)與采樣點(diǎn)的煙氣Vs相等，其相對誤差應(yīng)在10%

8、以內(nèi)。采樣速度大于或小于采樣點(diǎn)的煙氣速度都將使采樣結(jié)果產(chǎn)生偏差 預(yù)測流速法維持等速采樣的方法 預(yù)先用皮托管測定煙道各采樣點(diǎn)的流速，然后根據(jù)煙道各點(diǎn)的流速和所選用的采樣嘴直徑，計(jì)算出在等速情況下各點(diǎn)所需要的采樣流量； 或是根據(jù)煙道各點(diǎn)的流速和固定的采樣流量計(jì)算出各點(diǎn)所需用的采樣嘴直徑 無論采用上述何種方法，都有一個(gè)達(dá)到等速所需的采樣流量和采樣嘴直徑的計(jì)算問題 首先假定：煙氣在整個(gè)采樣系統(tǒng)內(nèi)的變化規(guī)律符合理想氣體狀態(tài)方程式。整個(gè)采樣系統(tǒng)很嚴(yán)密，無漏氣現(xiàn)象。 根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程式，進(jìn)入采樣嘴的煙氣狀態(tài)方程式如下：swswsdsdssaTRGRGQPB)(10)(3sdGaB大氣壓力，PasP煙道

9、煙氣的靜壓，Pa單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入采樣嘴的干煙氣的重量，Kg/minswG單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入采樣嘴的水汽的重量，kg/minsdR干煙氣的氣體常數(shù)，J/Kg.KwR水汽的氣體常數(shù)，J/Kg.KTs煙氣溫度，K（1）sQ單位時(shí)間進(jìn)入采樣嘴的煙氣體積，L/min同樣，通過流量計(jì)的煙氣狀態(tài)方程式應(yīng)為： rwrwsdrdrraTRGRGQPB)(10)(3rP流量計(jì)前壓力計(jì)的讀數(shù)，Pa rT流量計(jì)前煙氣的絕對溫度，K rdG單位時(shí)間內(nèi)通過流量計(jì)的干煙氣重量，Kg/min rwG單位時(shí)間內(nèi)通過流量計(jì)的水汽重量，Kg/min （2）由（1）式得310)(sssawswsdsdTQPBRGRG由（2）式得310)(

10、rrrawrwsdrdTQPBRGRG310)()()()(wrwswsdrdsdrrrasssaRGGRGGTQPBTQPB兩式相減得rQ單位時(shí)間內(nèi)通過流量計(jì)的煙氣體積，L/min； （3）為達(dá)到等速采樣要求 3210604ssVdQcccrarrrcrrRTBpBRTQQdsV采樣嘴的直徑，mm煙道煙氣的流速，m/s；計(jì)算等速采樣所需的采氣流量 Qr時(shí)，流量計(jì)上的流量讀數(shù)是在校正時(shí)的氣體狀態(tài)下的刻度，而采樣時(shí)的氣體狀態(tài)往往與校正時(shí)氣體狀態(tài)相差很大，因此，在采樣時(shí)所讀到的流量必須作相應(yīng)的修正后才成為當(dāng)時(shí)的真實(shí)流量。其修正方法用下式： 在上式中，如校正流量計(jì)時(shí)使用的介質(zhì)為濕度不大的空氣 rar

11、rrrPBTRQQ1 . 1因此，（3）式最終可寫為 32/1210)()()(1 . 1)(047. 0wrwswsdrdsdrrarssasRGGRGGTPBRQTPBVd在流量計(jì)前裝有冷凝器和干燥器的情況下 )1 ()()(043. 02/12swrarsssasrXPBRTTPBVdQ當(dāng)干排氣成分和空氣近似時(shí)，等速采樣流量按下式計(jì)算： )1 ()273)(273(0025. 02/12swrarssasrXPBttPBVdQ3.2 采樣系統(tǒng)與裝置采樣系統(tǒng)與裝置 采樣系統(tǒng)通常由采樣管、顆粒物捕集器、干燥器、流量計(jì)量和控制裝置、抽氣泵等幾部分組成。當(dāng)采集的煙氣含有二氧化硫等腐蝕性氣體時(shí)，在

12、采樣管出口應(yīng)設(shè)置腐蝕性氣體的凈化裝置（如雙氧水洗滌瓶等），以防止儀器受侵蝕。預(yù)測流速法的采樣系統(tǒng)圖見空氣和廢氣監(jiān)測分析方法（第四版）圖5119 )2/121 ()273(0025. 0swssasrXtPBVdQ 1. 打開煙道的采樣孔，清除孔中的積灰。2. 測量煙道直徑和壁厚，確定采樣點(diǎn)數(shù)和位置，然后將各采樣點(diǎn)的位置用膠布在皮托管和采樣管上作出記號。3. 測定排氣溫度，并記錄。進(jìn)行測定時(shí)，應(yīng)將采樣孔封閉。4. 測定排氣含濕量，并記錄。計(jì)算出含濕量。進(jìn)行測定時(shí)，應(yīng)將采樣孔封閉。5. 測定煙道內(nèi)各測點(diǎn)排氣的全壓和動壓，并記錄。算出各測點(diǎn)的流速。6. 根據(jù)測得的排氣溫度、水分含量、靜壓和各采樣點(diǎn)的

13、流速，結(jié)合選用的采樣嘴直徑，算出各采樣點(diǎn)的等速采樣流量。此時(shí)的等速采樣流量只是一大約值。算出的等速采樣流量流量值最好在2030L/min之間。如超出范圍重新選擇采樣嘴，使其等速采樣流量流量值在2030L/min之間。3.3 采樣步驟采樣步驟)2/121 ()273(0025. 0swssasrXtPBVdQ 測定煙氣參數(shù)7. 裝上所選定的采樣嘴，開動抽氣泵調(diào)整至第一個(gè)采樣點(diǎn)所需的等速采樣流量，關(guān)閉抽氣泵，記下累積初讀數(shù)。8. 將采樣管插入煙道中第一采樣點(diǎn)處，將采樣孔封閉。采樣管進(jìn)出采樣孔時(shí)采樣嘴注意不要刮壁，以免進(jìn)入塵粒。9. 采樣嘴對準(zhǔn)氣流方向（其與氣流方向偏差不得大于10）然后開動抽氣泵，

14、并迅速調(diào)整到第一個(gè)采樣點(diǎn)的采樣流量。10.記錄流量計(jì)前的溫度和壓力，計(jì)算出比較精準(zhǔn)的等速采樣流量，并迅速調(diào)整流量計(jì)的采樣流量。由于采樣期間顆粒物在濾筒上逐漸聚集，阻力會逐漸增加，需隨時(shí)調(diào)節(jié)控制閥以保持等速采樣流量。記錄下每次調(diào)整的流量以及在此流量下采樣延續(xù)的時(shí)間。11.一點(diǎn)采樣后，立即將采樣管按順序移到第二個(gè)采樣點(diǎn)，同時(shí)調(diào)節(jié)流量至第二個(gè)采樣點(diǎn)所需的等速采樣流量。依次類推，順序在各點(diǎn)采樣。每點(diǎn)采樣時(shí)間視顆粒物濃度而定，原則上每點(diǎn)采樣時(shí)間應(yīng)不少于3min。各點(diǎn)采樣時(shí)間應(yīng)相等。采樣階段12.采樣結(jié)束后，關(guān)閉抽氣泵，小心地從煙道取出采樣管，注意不要倒置。記錄累積流量計(jì)終讀數(shù)。如采樣管倒置采樣，采樣結(jié)束時(shí)，應(yīng)及時(shí)記下采樣時(shí)間及累計(jì)流量計(jì)終讀數(shù)，并迅速從煙道中取出采樣管，正置后，再關(guān)閉抽氣泵。13.用鑷子將濾筒取出，輕輕敲打前彎管，并用細(xì)毛刷將附著在前彎管內(nèi)的塵粒刷到濾筒中，將濾筒用紙包好，放入專用盒中保存。14.每次采樣，至少采取三個(gè)樣品，取其平均值。采樣后應(yīng)再測量一次采樣點(diǎn)的流速，與采樣前的流速相比，如相差大于20%，樣品作廢，重新取樣。采樣結(jié)束四、濃度和排放量四、濃度和排放量4.1 采樣流量的換算采樣流量的換算當(dāng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)前裝有干燥器時(shí) )273(27. 0rsdrarndtMPBQQndQ