鍋爐廢氣監測注意事項

馬智斌

莆田市仙游環境監測站

1 前言

鍋爐是現代工業生產過程中常用的能量轉換設備之一，該設備的出現雖為人們生活，工業生產提供了良好的能量支持，但是，鍋爐大多使用煤作為燃料，在運行過程中會產生大量的煙塵和有毒氣體，不僅會影響相關工作人員的人身安全，若這些有毒氣體直接排放至空氣中，還會對我國大氣環境造成嚴重地不良影響，因此，就需要嚴格做好鍋爐廢氣監測，以指導鍋爐生產企業做好鍋爐廢氣排放工作和相關政府部門做好大氣環境管理工作。然而，鍋爐廢氣監測是一項復雜且系統的工作，不僅對采樣監測人員的專業技能具有較高的要求，同時還需要其具備高度的責任心、耐心等，嚴格做好廢氣監測過程中一些細微工序的處理，才能全面提高鍋爐廢氣監測質量，從而為我國環境檢測提供可靠的依據。

2 鍋爐廢氣監測的定義及重要性

鍋爐廢氣監測指的是監測人員通過對鍋爐排放的廢棄進行采樣和分析，以檢查排放的廢氣是否達標，并為其出具一份完整性、準確性、精密性、可比性的監測數據，利用該監測數據不僅能指導鍋爐生產企業做好鍋爐廢氣排放工作，同時還能為我國大氣環境管理工作提供可靠的參考依據，從而能有效提升我國大氣環境管理質量，進而有助于實現我國可持續發展戰略目標[1]。

3 鍋爐廢氣監測操作程序

3.1 做好采樣前的檢查和準備工作

采樣前，監測人員需全面檢查采樣泵、煙塵采樣管路、干燥器等儀器，第一步，要確保儀器整體干凈；第二步檢查儀器流量，確保儀器流量準確度≤+2.5%；第三步檢查煙氣流量，確保儀器煙氣空載流量≥500mL/min；第四步，檢查儀器S02示值，確保儀器S02示值變化≤+3%；然后，還需準備好采樣濾筒，采樣濾筒需滿足400°C以上高溫排氣中使用要求[2]。

3.2 采樣

在采樣過程中，監測人員需嚴格執行以下操作程序進行采樣。

（1）記錄采樣濾筒編號，再將其置入采樣管，然后，用濾筒托或濾筒壓蓋壓緊濾筒進口。

（2）打開煙道采樣孔，將孔中的積灰清除干凈。

（3）測量采樣孔斷面長寬，計算其面積，再根據斷面面積確定采樣位置和點數，然后，用膠布在采樣器上標記采樣點位置。

（4）儀器連接，將采樣管的皮托管接嘴與主機面板上的兩個△P 接嘴連接，皮托管面向和背向氣流方向的接嘴分別連接到“+”、“-”端。然后將面板上標有“煙塵”的接嘴和干燥筒上一個接作用橡膠管連接，另一接嘴連接煙塵取樣管的氣路接嘴，并記錄濾筒編號，旋緊濾筒壓蓋。

（5）開機，打開采樣泵電源開關，使儀器進入自檢初始狀態。

（6）設置參數，儀器完成自檢后可進入主菜單參數設置狀態，此時，采樣人員可在主菜單上設置時間、日期、大氣壓等必要的參數，參數設置完成后，可按數字鍵進行確定保存，若設置過程中需要修改或發現錯誤，可按取消鍵，然后，重新輸入[3]。

（7）采樣布點，參數設置完成后，采樣人員還可選擇布點菜單，使儀器進入布點狀態，提示選擇煙道形狀，一般的鍋爐煙道形狀為圓形，因此，采樣人員可選擇圓形煙道菜單，按以期提示輸入直徑、測孔數、分環數、側測孔外端距內壁距離、單孔測點數等，然后，選擇計算距離，儀器可自動計算出測點位置，并將此位置標記在煙塵采樣管上。

（8）工況測量，選擇工況菜單，儀器可進入工況測量狀態。

（9）濕度測量，采樣人員需將主機與干燥球溫度計連接，然后將采樣管置入煙道預熱數分鐘，再選擇含濕量菜單，使儀器進入濕度測量狀態，待含濕量穩定后，按確認鍵，對煙氣含濕量進行記錄。

（10）煙氣分析，采樣人員需將主機與煙氣采樣管連接，選擇煙氣分析菜單，對煙氣含氧量、S02濃度進行測量，待測值進入穩定狀態后，按確認鍵，記錄測量結果[4]。

（11）煙塵采樣，完成煙氣分析后，采樣人員還需在煙道內放入煙塵采樣管，并選擇自動采樣菜單和根據采樣儀器光標指示，依次設置采樣點、濾筒編號、采樣時間、采樣嘴等，然后，按下確認鍵進入采樣狀態。采樣過程中，需在每個采樣點采集至少三個樣品，每個點位采樣時間應保持3 分鐘以上。完成煙塵采樣后，從煙道測孔中取出采樣管(不可倒置采樣管)，然后，將濾筒壓蓋打開，用鑷子取出濾筒，對前采樣彎頭進行輕輕敲打，若彎頭內附著塵粒子，需用細毛刷將塵粒刷入到濾筒中，并用紙包好濾筒將其保存在專用盒中。

3.3 樣品分析

采樣后，先將濾筒置于105°烘箱中烘烤1h，然后，將其置于干燥器中冷卻至室溫，最后，用精度為0.1mg的天平秤取其重量，用濾筒采樣后的重量減去采樣前的重量便可得出煙塵重量，即廢氣質量。

4 鍋爐廢氣監測注意事項

為全面提高鍋爐廢氣監測質量，除了要嚴格按照上述操作程序進行采樣監測，在采樣監測過程中還需注意以下事項。

4.1 做好監測儀器日常維護和定期檢測儀器質量

鍋爐廢氣監測儀器質量的好壞和運行情況對鍋爐廢氣監測質量具有直接的影響，因此，就需要設備維護管理人員全面做好監測儀器日常維護和定期檢測儀器質量，一般來說，需每月對監測鍋爐廢氣的儀器設備進行一次校準工作，主要校準采樣泵、煙塵采樣管路、干燥器等儀器的煙塵濃度、流量、氮氧化物、二氧化硫氣體以及干燥劑等輔助設備的狀態，以確保整個儀器設備的氣路密閉性良好和干燥劑等輔助設備的狀態良好，才能有效說明儀器完整和無破損，完成自檢后，設備維護管理人員還需按照相關檢定技術要求，定期將鍋爐廢氣監測儀器送到有關質量技術監督管理部門進行檢定。

4.2 合理選擇濾筒和嚴格做好濾筒稱重

在鍋爐廢氣監測過程中，濾筒是采樣人員收集煙塵的重要工具，因此，濾筒質量的好壞對監測結果會造成直接的影響，另外，濾筒稱重操作是否得當也會影響監測結果，對此，還需要采樣人員合理選擇濾筒和嚴格做好濾筒稱重，才能保證保證和提高鍋爐廢氣監測質量。在選擇濾筒過程中，采樣人員需根據鍋爐實際運行的溫度選擇合適的濾筒，若鍋爐運行溫度低于500℃以下，可選擇玻璃纖維濾筒收集煙塵進行監測分析，若鍋爐運行溫度超過500℃，則需選擇剛玉材質濾筒收集煙塵進行監測分析，且還需認真查看濾筒的均勻程度和完整程度，禁止在監測過程中使用筒壁厚薄不均勻、筒壁過薄或過厚、有孔隙的濾筒。在稱取濾筒重量過程中，需對水分的吸入進行嚴格控制，避免濾筒中吸入過多的水分而影響檢測結果的準確性，為控制水分的吸入，檢測人員在進行濾筒稱重過程中，需對實驗室的環境問題進行充分考慮和控制。

4.3 合理確定采樣位置

盡管根據斷面面積可確定采樣位置，但是，為得到具有代表性的樣品，在實際采樣監測過程中，采樣人員還需盡量避開斷面形狀急劇變化和煙道彎頭部位設置監測孔，而是盡量將采樣監測孔設置在直道上，如在距離閥門、彎頭、其他變徑管段下游方向大于6 倍直徑區域或距離上游方向的3 倍直徑區域設置采樣位置，這種采樣位置設置方法多適用于圓形煙道，若煙道形狀為矩形，可按當量直徑：

公式確定其位置，A、B表示邊長。

4.4 合理控制采樣氣流速度

采樣氣流速度對采樣質量具有非常大的影響，因此，采樣監測過程中，采樣人員不僅要選擇具有代表性的樣品，同時還需合理控制采樣氣流速度，為達到這一目標要求，可遵循等速采樣原則，也即保證氣體進入采樣嘴時氣流速度與煙氣流速相同，或確保兩組數值相對誤差≤10%。完成采樣后，采樣人員還需對采樣點流速進行檢測，比較采樣前后氣流流速，若采樣前后誤差≥20%，需重新進行采樣。

4.5 間斷排放的監測時間控制

在實際的鍋爐廢氣監測過程中，我們常會發現部分鍋爐會出現間斷性排放問題，尤其是一些小型鍋爐發生該問題的可能性更高，對此，就需要采樣人員嚴格做好間斷排放的監測時間控制，如將鍋爐排放時間控制在1h內，并在此段時間內對其進行連續監測，也可采用間隔方式進行排放工作，也即同時采集2-4個樣品，計算其平均值。

4.6 避免監測過程中出現負值問題

負值問題是鍋爐廢氣監測過程中最常見的問題之一，多因在鍋爐廢氣監測采樣過程中，廢氣顆粒物濃度較低，濾筒集塵較少，而采樣人員采用玻璃纖維濾筒進行采樣，導致濾筒在采樣過程中會發生壓碎、擦剮、抽吸等損失問題，從而導致濾筒中的樣品質量為負增重或正增重小于全程空白濾筒衡重時質量波動，從而導致檢測結果為負值，這一問題不僅會降低鍋爐廢氣監測結果的準確性，嚴重時還會導致鍋爐廢氣監測工作無法順利開展，對此，在采樣監測過程中，還需要采樣人員采取有效措施預防這一問題的發生，如采集低濃度排放樣品時，需適當增加樣品采樣體積，減少濾筒的數量以及使樣品的采樣時間盡可能延長，并綜合考量濾筒的物理損失，才能避免監測過程中出現負值問題，從而才能保障監測結果的準確性[5]。

4.7 大負壓段樣品采集注意事項

在采集大負壓段樣品過程中，采樣人員首先要根據流速的高低選擇合適的采樣嘴，如流速低時應該選擇大采樣嘴，以獲得較高的采樣體積，從而提高檢測結果的準確性，流速高時應該選擇小采樣嘴，以免在檢測過程中出現采樣泵負荷過大、等速跟蹤精度低等問題，從而確保監測工作順利進行和提高樣品檢測質量。其次，還需適當減少采樣系統阻力，為達到這一目標要求，采樣人員在采樣過程中不僅需防要止皮托管出現憋管問題，可避免系統阻力增加，同時還需將干燥硅膠中的粉末狀以及小膠粒清除干凈，以促進干燥器的透氣性提高，才能有效減少系統阻力。最后，在開啟采樣泵開關時，采樣人員還需先啟動抽氣泵，然后，快速將采樣管置入煙道管中，按照從遠到近的方向移動采樣管，采樣工作即將結束前，將采樣口背對著氣流，以免將塵粒抽出，將濾筒取出之前，還需用鑷子對管嘴進行輕輕敲打，使管嘴內附著的塵粒落入濾筒中，以免樣品重量丟失而影響檢測結果。

4.8 高濕低硫條件下SO2監測注意事項

濕法脫硫法具有監測效果穩定、準確率高等優勢，是目前應用最為廣泛地鍋爐廢氣排放監測方法之一，但是，采用濕法脫硫法對鍋爐廢氣進行處理后，會導致煙氣濕度較大，而煙氣濕度過大又會干擾SO2濃度監測的準確性，導致SO2濃度幾乎接近零，從而難以將煙氣中的SO2濃度準確反映出來，為解決這一問題，就需要檢測人員采用與傳統等電位電解法監測儀器相配套的裝置對煙氣進行預處理，也即對濕度較大煙氣進行加熱，使其溫度達到150℃以上變成干煙氣，再進行監測，另外，檢測人員也可采用帶煙氣預處理裝置和非分散紅外煙氣分析儀直接監測和分析煙氣，才能有效提高鍋爐廢氣監測中SO2濃度監測的準確性。

5 結語

鍋爐廢氣排放監測是基層環境監測站的重要監督性監測任務之一，做好鍋爐廢氣排放監測，不僅能指導鍋爐生產企業做好鍋爐廢氣排放工作，從而保障企業員工的人身安全，同時還能為我國大氣環境管理工作提供可靠的參考依據，對此，就需要基層環境監測站采樣監測人員全面掌握鍋爐廢氣監測操作程序，如做好采樣前的檢查和準備工作、采樣及煙氣分析，并且還需掌握鍋爐廢氣監測幾點注意事項，如做好監測儀器日常維護和定期檢測儀器質量、合理選擇濾筒和嚴格做好濾筒稱重、合理確定采樣位置、合理控制采樣氣流速度、間斷排放的監測時間控制、避免監測過程中出現負值問題、大負壓段樣品采集注意事項以及高濕低硫條件下SO2監測注意事項，才能全面提高鍋爐廢氣監測質量，從指導基層環境管理部門做好大氣環境管理工作。