鍋爐煙塵監測過程質量控制及現場采樣應注意的問題

摘要：以生態文明全面取代工業文明，是實現人類生存進步及經濟可持續發展的唯一途徑。以我國為例，在經歷40年社會改革開放、經濟高速增長之后，工業化、城市化、現代化所取得巨大成就的背后，是生態環境的嚴重破壞，尤其近年來“霧霾”成為生態環境治理中最為頑固的詬病。鍋爐煙塵是造成霧霾現象的“主要元兇”，從環境監測角度出發，加強鍋爐煙塵監測過程及現場采樣質量控制，精準地獲取相關數據，能夠為環境治理方案提供科學依據。但同時，鍋爐煙塵監測及采樣是十分復雜且具有系統性的工作，在整個過程中需要加強質量控制。本文列舉相關注意問題，以供技術人員在操作中參考借鑒。

關鍵詞：鍋爐煙塵;質量控制;現場采樣;監測過程

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.111

Abstract： The overall replacement of industrial civilization with ecological civilization is the only way to achieve human survival and progress and sustainable economic development. Take China as an example. After 40 years of social reform and opening up and rapid economic growth， behind the great achievements of industrialization， urbanization， and modernization， the ecological environment has been severely damaged， especially in recent years. The most stubborn rickets. Boiler smoke and dust is the “main culprit” that causes haze. From the perspective of environmental monitoring， strengthening the boiler smoke and dust monitoring process and on-site sampling quality control， and accurately obtaining relevant data， can provide a scientific basis for environmental governance solutions. But at the same time， boiler smoke and dust monitoring and sampling are very complicated and systematic tasks， and quality control needs to be strengthened throughout the process. This article lists relevant attention issues for reference by technicians in operation.

Keywords： Boiler soot; Quality control; Field sampling; Monitoring process

1 鍋爐煙塵監測過程質量控制應注意的問題

1.1 濾筒、儀器及采樣位置

首先，濾筒對于煙塵監測過程質量控制起到直接影響作用，監測開始之前要對濾筒準確性、嚴密性、完整性等檢查，確保濾筒均勻完好。同時，監測不同鍋爐煙塵所選用的濾筒也不一樣，要綜合煙塵中主要成分、操作環境、濕度溫度等進行篩選。以溫度因素為例，常用的玻璃纖維濾筒耐受水平僅為500℃，在該溫度以下，玻璃纖維濾筒可以捕捉到99%的0.5μm的煙塵，而溫度高于500℃則必須更換為剛玉濾筒，否則會產生很大的誤差。其次，鍋爐煙塵監測所需要的儀器種類較多，儀器本身監測的對象，造成存在損壞的可能性較大。因此在監測前需要對相關儀器進行鑒定，按照相關要求，儀器鑒定工作需要定期交付給國家技術部門，此外，對于鑒定合格的儀器，在使用之前也要展開細致檢查，例如氣密性是否完好、氣路是否存在堵塞、是否需要清洗等。再次，鍋爐煙塵采樣的具體位置如何選擇，對監測質量有著本質性作用。采樣的目標是獲取代表性樣本，而煙道（煙囪）直道可作為優先的監測孔所在，而斷面、彎頭部分由于局部空間變化劇烈，會出現煙塵成分的不均勻分布。排除監測空間、位置的限制，采樣點距離彎道、斷面的距離至少為煙道（煙囪）直徑的1.5倍以上，正常情況下以3倍以上為底線，必要時可以多開一些監測孔。

1.2 鍋爐負荷率

鍋爐是產生煙塵的源頭，因此鍋爐負荷率對于煙塵監測數據的影響是不容忽視的。根據《鍋爐煙塵測試方法》的要求，監測工作應以鍋爐處理為依據。但現實操作中發現，真正獲取鍋爐準確出力的數據是很難的，在這種情況下可以選擇替代方法：其一，直接控制法。對于蒸汽過濾而言，本身就具有系統的數據監控方式，可以采用量水箱法、蒸汽流量表法等獲取鍋爐負荷率。其二，對于一些無法直接或間接進行控制的情況，可以利用煙氣量、空氣剩余量來計算。

1.3 過?？諝庀禂?/p>

過?？諝庀禂祵﹀仩t工況有著明顯影響，并直接反映在鍋爐煙塵產生方面，據此可以作為監測過程質量的控制途徑。如果鍋爐內剩余空氣過多，則會出現內部壓強不足的情況，導致煙塵比例增加并帶走大量熱量，反之則會造成鍋爐內燃燒不充分;在此基礎上，可以通過構建剩余空氣系數和鍋爐正常運轉下的方程式，例如，以燃料為因變量，國家標準下燃煤鍋爐的過?？諝庀禂禐?.8、燃氣鍋爐的過?？諝庀禂禐?.2，系數過高過低都代表了煙塵樣本不規范。

相對應的，從監測過程質量控制角度出發，如果過剩空氣系數過高，代表著鍋爐內的含氧量過高，整個系統中可能存在漏風的現象，表現為鍋爐功率較低，煙塵取樣要比實際的成分濃度小。反之，如果過剩空氣系數過低，說明燃料與含氧量比例過高，則鍋爐燃燒不沖分，煙塵取樣要比世紀的成分濃度高，且包含大量燃燒不盡的產物。

2 鍋爐煙塵現場采樣應注意的問題

鍋爐煙塵現場采樣過程中存在的影響因素較多，如天氣、場地、儀器、人員等各方面，都可能造成采樣不規范、不準確，因此在具體操作過程中，要嚴格遵循相關標準確保采樣規范操作。結合筆者多次參與現場煙塵采樣經驗，應加強對以下問題的注意。

2.1 采樣人員方面

圍繞著“采樣人員”，所要注意的問題包括：（1）參與鍋爐煙塵采樣的人員必須經過專門培訓及實踐練習，要求持證上崗，在采樣過程中嚴格按照正確方法及規范流程實施。（2）要“知己知彼”，采樣前要做好充足準備，了解鍋爐煙塵中的污染成分，熟悉鍋爐所在生產單位的生產工藝等。（3）做好安全防護工作。一般來說，鍋爐煙塵采樣都會在正壓區內進行，而實施采樣操作時，必須將采樣孔堵死，這樣才能避免煙塵噴射傷害到人，也確保了采樣的有效性。（4）實時觀測。鍋爐煙塵現場采樣面向的不是“煙塵”本身多少，而是煙塵成分、濃度等有效反饋出的數據，因此相關人員必須實時觀測采樣儀現實的數據，發現異常后重新組織采樣工作。

2.2 采樣操作方面

首先，現場采樣操作應注意動態數據收集方式，即采樣槍要保持橫貫采樣面的“由內而外”的逐點移動，這樣做一方面可以規避采樣誤差、實現全面收集，另一方面也可以降低采樣槍溫度過高而發生燙傷危險。其次，現場采樣過程中如果發現煙道內負壓過大，要提前將采樣槍撤離，這樣可以避免粉塵被吸回煙道，同時保障每次采樣的實踐均衡，如每個濾筒的采樣時間維持在10～12min，誤差不超過±5s;此外，采樣過程中要遵循基本標準，如每次操作所獲取的樣品不能少于3種，每次采樣的時間不能低于3min。再次，現場采樣結束之后，要綜合評定采樣儀輸出的數據，判斷是否存在誤差較大的現象，杜絕以偏概全。

2.3 儀器設備方面

鍋爐煙塵現場采樣所要用到的儀器設備主要包括：煙塵采樣儀、濾筒、采樣嘴、采樣槍等，圍繞著相關儀器設備的注意問題如下。

第一，當前環境監測設備市場上可選用的產品很多，以煙塵采樣儀和采樣嘴的配套問題而言，如果發現監測點和采樣嘴存在口徑不匹配的問題，應遵循“選大不選小”的原則，同時，采樣嘴在流量變化方面應參考鍋爐風機功率，將流量變化控制在20～30L/min范圍內。

第二，儀器設備的正常運轉是鍋爐煙塵監測質量的保障，因此在現場采樣開始之前，需要預先處理一些影響因素。主要包括：煙道開孔之后要清理積灰，反向插入采樣管避免負壓吸入正壓噴出現象。采樣過程中要牢記順序，確保采樣槍手柄、采樣嘴方向保持一致。采樣過程中保證采樣嘴穩定，避免觸及煙囪孔壁吸入積灰。

第三，采樣完畢之后做好收集工作，詳細對比采樣儀輸出數據是否在合理參數范圍之內，對比依據可參照《鍋爐煙塵測試方法》的相關規定，并及時對儀器設備進行清理。

3 結束語

總體而言，鍋爐煙塵監測是生態環保監測項目中的常見工作內容，但我國以燃煤為能源的生產、生活地域較多，鍋爐規格標準不一，因此實際監測過程及現場采樣面臨的問題較為復雜。根據我國出臺的《鍋爐煙塵測試方法》，相關人員要在設備、操作等方面做好協同，一方面，不斷引進更為先進的監測儀器（如智能煙塵監測儀），提高準確性及便捷性。另一方面，則要重點展開監測及采樣人員的專業能力培訓，形成一定的實踐經驗，為環境保護治理提供更可靠的依據。

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收稿日期：2019-12-20

作者簡介：張海林（1975-），男，漢族，大專學歷，中級，研究方向為環境監測。