固定源废气的采样培训

固定污染源烟尘烟气的测定 固定源废气监测通用规范和方法 固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法 GB T16157 1996 固定污染源烟气排放连续监测技术规范 试行 HJ T75 2007 固定污染源监测质量保证和质量控制技术规范 试行 HJ T373 2007 固定源废气监测技术规范 HJ T397 2007 固定源废气单项测定方法 固定源的定义 固定源是指 将生产过程中产生的废气通过排气筒经过处理或未处理向空气中排放的污染源 如 燃煤 燃油 燃气锅炉和工业炉窑的废气排放源 电镀 石油化工 冶金 建材等行业的废气排放源等 1 监测准备 一 监测方案的制定 资料收集和现场调查 制定监测方案 内容包括污染源概况 监测目的 评价标准 监测内容 监测项目 采样位置 采样频次及采样时间 采样方法和分析测定技术 监测报告要求 质量保证措施等 二 监测条件的准备 仪器设备检定和校准 准备器材 试剂 记录表格 采样孔 采样平台 设置监测工作电源 被测设备运行正常 工况符合要求 三 采样前准备工作 采样介质的准备 滤筒 吸收液等 检查所有的测试仪器功能是否正常 干燥器中的硅胶是否失效 检查系统是否漏气 如发现漏气 应再分段检查 堵漏 直至合格 采样位置 采样孔 采样点 1采样位置的选择 采样位置应避开对测试人员操作有危险的场所 必要时应设置采样平台 采样位置应优先选择在垂直管段 应避开烟道弯头 阀门和断面急剧变化的部位 采样位置应设置在距弯头 阀门 变径管下游方向不小于6倍直径 和距上述部件上游方向不小于3倍直径处 对于矩形管道其当量直径D 2AB A B A B为边长 测试现场空间位置有限 很难满足上述要求时 可选择比较适宜的管段采样 但采样断面与弯头等的距离至少是烟道直径的1 5倍 并应适当增加测点的数量和采样频次 采样断面的气流速度最好在5m s以上 对于气态污染物 由于混合比较均匀 其采样位置可不受上述规定限制 但应避开涡流区 如果同时测定排气流量 采样位置仍按上述规定选取 采样孔的开口规则 在选定的测定位置上开设采样孔 采样孔的内径应不小于80mm 采样孔管长应不大于50mm 不使用时应用盖板 管堵或管帽封闭 对圆型烟道 采样孔应设在包括各测点在内的互相垂直的直径线上 对矩形或方形烟道 采样孔应设在包括各测点在内的延长线上 2 采样点数目因烟道内同一断面上各点的气流速度和烟尘浓度分布通常是不均匀的 因此 必须按照一定原则进行多点采样 根据烟道的形状 尺寸大小和流速分布情况确定 1 圆形烟道 2 矩形 或方形 烟道 采样点数目的设置规则 HCTFE 002GB T16157 1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 pdf 1 圆形烟道 详情见GB T16157 1996 测定点数目和位置 以圆形烟道为例 1 步骤 确定测孔处烟道的直径 根据直径大小确定分环数目 查表 按每个环上确定两个测点的原则 计算整个烟道断面的测点数 计算每个测点距烟道测孔内壁的距离 即rn 直径 m 系数 系数查表 测定点数目和位置 以圆形烟道为例 2 举例 有一烟道测孔处的直径为1米 试问共需几个测点 每个测点距烟道测孔内壁的距离为多少 解 根据烟道直径为1米查表 应分三个环 共需六个测点 每测点距烟道内壁的距离分别如下 1 1 0 044 0 044 m 2 1 0 146 0 146 m 测定点数目和位置 以圆形烟道为例 3 1 D 0 297 0 297 m 4 1 0 706 0 706 m 5 1 0 853 0 853 m 6 1 0 956 0 956 m 现场采样时 将各测点的距离计算好以后 用卷尺量出距离 再用电工胶布缠在采样管上或用标记笔作出记号 然后将采样管伸进烟道 依次进行采样 返回 2 矩形烟道 将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小块 各小块中心即为采样点位置 小矩形数目可根据烟道断面面积大小确定 固定源废气采样需要测定的参数 排气流量 标干排气流量 流速 烟气温度 废气中水分含量 排放口压力参数 动压 静压 全压 排放口高度等标干排气流量 温度为273K 压力为101325Pa条件下不含水分的排气量 2 直径大 温度高的烟道热电偶或电阻温度计 1 温度的测量测量位置和测点和采样测点位置一致 但一般情况下可在靠近烟道中心的一点测定 1 直径小的低温的烟道长杆水银温度计球直接插入烟道中心注意 测量时 应将温度计球部放在靠近烟道中心位置 读数时不要将温度计抽出烟道外 基本状态参数的测量 2 压力的测量烟气的压力分为全压 Pt 静压 Ps 和动压 Pv 静压是单位体积气体所具有的势能 表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力 管道内气体的压力比大气压力大时 静压为正 动压是单位体积气体具有的动能 是使气体流动的压力 全压是气体在管道中流动具有的总能量 在管道中任意一点上 Pt Ps Pv 所以只要测出三项中任意两项 即可求出第三项 全压和静压都有正负 测量烟气压力常用测压管和压力计 测压管 标准皮托管它是一根弯成90 的双层同心圆管 其开口端与内管相通 用来测量全压 在靠近管头的外管壁上开有一圈小孔 用来测量静压 标准皮托管具有较高的测量精度 其校正系数近似等于1 但测孔很小 如果烟气中烟尘浓度大 易被堵塞 因此只适用于含尘量少的烟气 测压管 S形皮托管由两根相同的金属管并联组成 测量端有两个大小相等 方向相反的开口 测量烟气压力时 一个开口面向气流 接受气流的全压 另一个开口背向气流 接受气流的静压 由于气体绕流的影响 测得的静压比实际值小 因此 在使用前必须用标准皮托管进行校正 因开口较大 适用于测烟尘含量较高的烟气 压力计 U形压力计是一个内装工作液体的U形玻璃管 常用的工作液体有水 乙醇 汞 视被测压力范围选用 使用时 将两端或一端与测压系统连接 测得压力 P 用下式计算 P g h式中 工作液体的密度 kg m3 g 重力加速度 m s2 h 两液面高度差 m 压力计 倾斜式微压计由一截面积较大的容器和一截面积很小的玻璃管组成 内装工作溶液 玻璃管上的刻度表示压力读数 测压时 将微压计容器开口与测压系统中压力较高的一端相连 斜管与压力较低的一端相连 作用在两个液面上的压力差使液柱沿斜管上升 可计算得到压力 P 倾斜式微压计 动压和静压测量方法 静压测定原理图 动压测定原理图 3 流速和流量的计算 在测出烟气的温度 压力等参数后 按下式计算各测点的烟气流速 vs 3 流速和流量的计算 排气流速的计算具体原理详解 HJT397 2007固定源废气监测技术规范P14 四 含湿量的测定烟气中的水蒸气含量较多 变化范围较大 为便于比较 监测方法规定以除去水蒸气后标准状态下的干烟气为基准表示烟气中的有害物质的测定结果 含湿量测定方法 1 重量法2 冷凝法3 干湿球温度计法 干湿球温度计法 烟气以一定流速通过干湿球温度计 根据干湿球温度计读数及有关压力计算烟气含湿量 烟尘 颗粒物采样 返回 烟尘 颗粒物采样 原理 将烟尘采样管由采样孔插入烟道中 使采样嘴置于测点上 正对气流 按颗粒物等速采样原理 抽取一定量的含尘气体 根据采样管滤筒上所捕集到的颗粒物量和同时抽取的气体量 计算出排气中颗粒物浓度 采样原则 等速采样 即烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流速相等 等速采样的原因 颗粒物具有一定的质量 在烟道中由于本身运动的惯性作用 不能完全随气流改变方向 为了从烟道中取得有代表性的烟尘样品 需等速采样 即气体进入采样嘴的速度应与采样点的烟气速度相等 其相对误差应在10 以内 气体进入采样嘴的速度大于或小于采样点的烟气速度都将使采样结果产生偏差 原因分析 当采样速度大于采样点的烟气流速时 Vn Vs 由于气体分子的惯性小 容易改变方向 而尘粒惯性大 不容易改变方向 所以采样嘴边缘以外的部分气流被抽入采样嘴 而其中的尘粒按原方向前进 不进入采样嘴 从而导致测量结果偏低 当采样速度小于采样点的烟气流速时 Vn Vs 情况正好相反 使测定结果偏高 只有Vn Vs时 气体和烟尘才会按照它们在采样点的实际比例进入采样嘴 采集的烟气样品中烟尘浓度才与烟气实际浓度相同 由于颗粒物在烟道中的分布是不均匀的 要取得有代表性的烟尘样品 必须在管道断面按一定的规则多点采样 具体点位规则如前面所讲 多点采样的具体形式 2 采样类型移动采样 用一个滤筒在已确定的采样点上移动采样 各点采样时间相同 计算出断面上烟尘的平均浓度 这是目前普遍采用的方法 定点采样 为了解烟道内烟尘的分布状况和确定烟尘的平均浓度 分别在断面上每个采样点采样 即每个采样点采集一个样品 间断采样 适用于有周期性变化的排放源 即根据工况变化情况 分时段采样 求出时间加权平均浓度 移动采样示意图 采样头 采样管 S形皮托管 热电偶 烟尘采样仪使用 原理仪器的微处理测控系统根据各种传感器检测到的静压 动压 温度及含湿量等参数 计算出烟气流速 等速跟踪流量 测控系统将该流量与流量传感器检测到的流量相比较 计算出相应的控制信号 控制电路调整抽气泵的抽气能力 使实际流量与计算的采样流量相等 保证颗粒物的等速采样条件 采样步骤 仪器连接 用相应的橡胶管及信号线将组合采样管与主机 缓冲器和干燥筒连接好 滤筒的放置 将相应的滤筒装入采样管内 旋紧压盖 仪器接通电源 输入日期 时间 大气压 管道尺寸等参数 仪器计算出采样点数目和位置 将各采样点的位置在采样管上做出标记 打开烟道的采样孔 清除孔中的积灰 将组合采样管插入烟道中 测量各采样点的温度 动压 静压 全压及流速 选取合适的采样嘴 将含湿量测定装置的抽气管和信号线与主机连接 测定烟气含湿量 设定每点的采样时间 将组合采样管插入烟道中 密封采样孔 使采样嘴及皮托管全压测孔正对气流 位于第一个采样点 由内向外 启动抽气泵 开始采样 一点采样时间结束 仪器自动发出信号 立即将采样管移至第二采样点继续进行采样 依此类推 顺序在各点采样 采样完毕后 从烟道中小心地取出采样管 再小心的取出滤筒 封存好样品 存储数据或用打印机打印采样数据 采样频次和采样时间 确定采样频次和采样时间的原则 根据监测目的 污染源生产设施的运行工况 污染物排放方式及排放规律确定采样频次和采样时间 根据有关标准确定采样频次和采样时间 根据污染物排放浓度和监测分析方法的最低检出浓度确定采样时间采样频次和采样时间 锅炉烟尘和废气中颗粒物采样 须多点采样 原则上每点采样时间不少于3min 各点采样时间应相等 或每台锅炉测定时所采集样品累计的总采气量不少于1m3 饮食业油烟监测在油烟排放单位正常作业期间连续采样5次 每次10min 危险废物焚烧废气监测在焚烧设施于正常状态下运行1h后 开始以1次 h的频次采集气样 每次采样时间不得低于45min 连续三次 分别测定 以平均值作为判定值 除相关标准另有规定 排气筒中废气污染物的采样频次和采样时间 以连续1小时的采样获取平均值 或在1小时内 以等时间间隔采集4个样品 并计算平均值 若某排气筒的排放为间歇性排放 排放时间小于1小时 应在排放时段内实行连续采样 或在排放时段内以等时间间隔采集2 4个样品 并计算平均值 若某排气筒的排放为间歇性排放 排放时间大于1小时 则应在排放时段内按上述的要求采样 建设项目环境保护设施竣工验收监测的采样时间和频次 按 建设项目竣工环境保护验收监测 调查 技术规定 执行 常见的采样管有超细玻璃纤维滤筒采样管和刚玉滤筒采样管 它们由采样嘴 滤筒夹及滤筒 连接管组成 超细玻璃纤维滤筒适用于500 以下的烟气 刚玉滤筒由刚玉砂等烧结制成 适用于1000 以下的烟气 这两种滤筒对0 5 m以上的烟尘捕集效率都在99 9 以上 常见故障现象及分析 气态项目样品的采集 由于气态和蒸气态物质分子在烟道内分布比较均匀 不需要多点采样 只要在靠近烟道中心的任何一点都可采集到具有代表性的气样 同时 气体分子质量极小 可不考虑惯性作用 故也不需要等速采样1 样品的采集吸收采样装置 与大气采集装置原理相同不同处 烟气温度高 湿度大 烟尘及有害气体浓度大并具有腐蚀性 多采用不锈钢材料制作 采样管头部装有烟尘过滤器 滤料 采样管需加热 保温 防止水蒸气冷凝 吸收法采样装置 气态污染物采样方法详解 HCTFE 002GB T16157 1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 pdfP23页 质量保证和质量控制 1 仪器的检定和校准 计量器具必须按期送计量部门检定 检定合格 取得检定证书后方可用于监测工作 压力计 流量计等至少半年自行校正一次 烟气测定仪每3个月至半年校准一次 在使用频率较高的情况下 应增加校准次数 若发现传感器性能明显下降或已失效 必须及时更换传感器 并送计量部门检定2 监测仪器设备的质量检验 对整个采样系统进行气密性检验 空白滤筒应检查外表有无裂纹 孔隙或破损 检查皮托管和采样嘴 变形或损坏者不能使用 气态污染物采样 要根据被测成分的存在状态和特性 选择合适的采样管 连接管和滤料 3现场监测的质量保证排气参数的测定 测期间应有专人负责监督工况 污染源生产设备 治理设施应处于正常的运行工况 应仔细清除采样孔短接管内的积灰 再插入测量仪器或采样探头 并严密堵住采样