等速采樣法準確測定煙塵濃度值的分析路徑

張華俊,楊慎文,李繼紅

(魚臺縣環保局,山東魚臺 272300)

等速采樣法準確測定煙塵濃度值的分析路徑

張華俊,楊慎文,李繼紅

(魚臺縣環保局,山東魚臺 272300)

介紹了廢氣污染物監測方法,根據實踐經驗總結了等速采樣法在煙塵測試過程中的準確分析路徑。

煙塵測試;等速采樣;準確測定

隨著我國經濟的迅猛發展,煤炭、石油、天然氣等各種能源的大量開采和利用,造成了由工業爐窯和民用鍋爐排放的煙塵和煙氣成為了我國大氣污染的一大問題。近年來為積極響應國家提出的節能減排的號召,加強了基層環境監測站廢氣監測能力,配置了先進的煙塵測試儀,培訓了一批熟練掌握煙塵操作技術的骨干力量。同時結合實際操作條件,已能完全保證測定結果的五性 (代表性、完整性、準確性、可比性、精密性)統一。

1 煙塵測試前的準備

1.1 采樣位置的選擇

煙塵濃度測定是一項十分復雜的工作。首先要到測試現場對生產設備和除塵裝置的特性、煙塵排放去向及煙道位置尺寸等進行詳細了解。例如采樣位置的選擇是數據是否具有代表性的關鍵。在測定采氣流量和采集煙塵樣品時,應盡可能將采樣位置設在煙囪和地面管道或氣流平穩的管段中,距彎頭閥門和其他變徑管段下方大于 6倍直徑處,其上游方向大于 3倍直徑處。但由于一些現場條件限制,則應選擇的斷面至少與彎頭的距離不少于 1.5倍管道直徑,同時增加測點數量,遠離引風機,緊靠垂直煙道。根據現場環境確定好測孔位置后,落實工作平臺,焊結打孔和確定電源等準備工作,同時在測試中為得到準確可靠數據,對測試設備運轉和燒爐管理人員詳細說明并協同配合工作。

1.2 測試儀器的準備

如果測試儀器可供選擇,可根據現場測點煙囪直徑的大小,選擇不同長短采樣槍配置的儀器。因為采樣槍的長短對于大型鍋爐測試結果誤差較大。例如實際應用中 SYC-Ⅲ型煙塵測試儀和WJ-60B型煙塵測試儀在大型鍋爐測試中結果偏差較大,由于 SYC-Ⅲ型煙塵測試儀所配置采樣槍較短,不能完全覆蓋所應測定的煙道位置,一般不選用。同時檢查所選擇儀器的測試功能是否正常,干燥器中硅膠是否失效,雙氧水是否足夠等,預先排除所選儀器故障。

1.3 濾筒的預處理和稱重

煙塵測試的標準方法為重量法。重量法測煙塵主要是利用濾筒捕集煙塵前后質量差,得出一定體積的煙氣中的含塵量來計算煙塵濃度。首先將濾筒編號,用烘箱在 105～110℃下烘烤 1h后直接放入干燥器中冷卻至室溫,用萬分之一天平稱重。當濾筒在 400℃以上高溫煙氣中使用時,為減少濾筒本身的失重,應預先在 400℃高溫爐中烘烤 1 h,再冷卻稱重。記錄稱量結果以備煙塵測試后計算。

2 煙塵測試中的條件控制

2.1 測定鍋爐負荷率和煙氣過剩系數

根據蒸汽流量表法、水表法或量水箱法等測試出鍋爐負荷率大小和測氧儀法測出煙氣過剩系數,根據過剩系數大小判定運行設備是否有大量漏風,鍋爐負荷率是否滿足測試條件,排除主要影響后使鍋爐在最佳狀態下工作,待測試的負荷率和過剩系數在正常可比范圍內,計算或記錄測量讀數,盡量減少以后計算中煙塵折算濃度的偏差。

2.2 按順序進行準確測定各參數和煙塵樣品

根據煙道斷面大小確定采樣點數和位置,由煙道不同系數值計算出采樣槍各測試點位,用膠布在皮托管和采樣槍上作記號。按順序測定煙氣溫度、含濕量、壓力等參數。煙氣溫度和含濕量常用溫度計和干濕球法。為確保測試準確性應將工作端置于煙道的中心,并堵住采樣孔穩定一段時間后讀取數據并記錄保存。不同型號的測試儀器,讀數方式也不同。例如:SYC-Ⅲ型煙塵測試儀在溫度計上直接讀取并人工記錄,而WJ-60B型煙塵測試儀為減少特定環境下用溫度計直接讀取的不便和誤差,工作端在爐內不用取出,利用傳感器在儀器操作端按鈕讀取并瞬間保存數據,使測試結果更準確可靠。同時利用WJ-60B型煙塵測試儀測定壓力和含濕量等參數也更準確便捷,比用 SYC-Ⅲ型煙塵測試儀節省了大量的計算時間,目前 SYC-Ⅲ型老式測試儀已面臨淘汰。用先進的測定儀根據測得的煙氣溫度、含濕量、壓力和各采樣點的流速等參數結合儀器配置選用不同采樣嘴直徑,記錄并設置各采樣點的等速采樣流量,然后將已稱重并帶有編號的濾筒裝入采樣管內,使采樣嘴對準煙氣流方向設定采樣時間,開動抽氣泵按鈕迅速自動調整流量至第一個采樣點所需的等速采樣流量,為取得有代表性的煙塵樣品需等速采樣,相對誤差應在 5%～10%之內,采樣嘴對準氣流方向要求其偏差不得 ＞5°。由于采樣期間塵粒在濾筒上逐漸聚集,阻力不斷增加,需根據各測點排氣狀態參數即不同流速和采樣嘴直徑隨時調節等速采樣流量。即第一點采樣后將采樣槍按順序移到第二個采樣點,同時自動調節流量至第二個采樣點所設置的等速采樣流量,依次類推,按順序在各點采樣,每點采樣時間視塵粒濃度而定。原則上每個測點斷面采樣次數不少于 3次,每點采樣時間不少于 2min,各采樣點時間應相等。每次采樣結束時,將采樣嘴背向氣流方向,切斷電源,用攝子輕輕取出濾筒,不要倒置,放入盒內,以免塵粒倒出。然后再測量一次采樣點流速,與采樣前的流速相比如相差 ＞20%,樣品作廢重新取樣。

3 煙塵測試后樣品的分析及數據處理

采樣后的濾筒放入烘箱在 105～110℃烘烤 1～2h,取出置于干燥器中冷卻到室溫。用萬分之一天平稱重。采樣前后濾筒重量之差,即為煙塵量。在數據處理中原始數據應當用有效數字表示,根據多次測定結果利用統計檢驗方法對可疑數據進行剔除,保證結果的準確可靠。最后根據標干煙氣流量和實測煙塵濃度、煙塵折算濃度、排放量公式等分別計算出多次測試結果的煙塵排放濃度和排放量,取其平均值。為環境監測管理和政府決策提供科學有效的依據。

[1]于正然.煙塵煙氣測試實用技術 [M].北京:中國環境科學出版社,1990.

Analysis Path of Dust Detection Accurately by Isokinetic Sampling Method

ZHANG Hua-jun,YANG Shen-wen,L IJi-hong

(Yutai Environmental Protection Bureau,Yutai Shandong 272300 China)

The monitoring methods of detecting waste gas pollution are introduced.The accurate analysis path of detecting dust by isokinetic sampling method is concluded based on the practical experiments.

dust detection;isokinetic sampling;detection accurately

X83

A

1673-9655(2010)增 1-0098-02

2009-03-22