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文档简介

1、单 元 教 学 计 划教师姓名学时数日期班级上课地点课程(学习领域)名称环境监测项目七锅炉烟尘烟气监测单元主要教学内容任务1 锅炉烟尘烟气监测方案制订教学目标能力(技能)目标知识目标素质目标1. 能阐述锅炉烟尘烟气监测常用专业术语;2. 会锅炉烟尘烟气监测项目选择、方法确定、点位布设;3. 能讲清楚排气参数测定意义与测定方法;4. 能分析颗粒、气态污染采样方法和仪器;5. 会计算和表示结果;6. 能根据任务制订全程质控措施。1. 理解锅炉烟尘烟气监测常用专业术语;2. 掌握锅炉烟尘烟气监测项目选择、方法确定、点位布设;3. 理解排气参数的测定意义与测定方法;4. 理解颗粒污染物、气态污染物采样

2、方法和采样仪器;5. 掌握结果表示方法;6. 理解全程质控要点1. 严谨认真,2. 交流合作,3. 新知识学习积极性能力训练任务某工业锅炉烟尘烟气监测方案制订教学重点教学难点重点:1. 锅炉烟尘烟气监测项目选择、方法确定及点位布设;2. 排气参数的测定意义与测定方法;3. 颗粒污染物、气态污染物采样方法和采样仪器;4. 监测结果的表示方法;难点:1. 锅炉烟尘烟气监测项目选择、方法确定及点位布设;2. 排气参数的测定意义与测定方法;3. 颗粒污染物、气态污染物采样方法和采样仪器;4. 全过程质量控制要点。教学方法、手段任务驱动,讲授、讨论和现场训练相结合教学组织形式根据我国当前固定污染源监测技

3、术规范,分析锅炉烟尘烟气监测的主要任务,分组讨论锅炉烟气参数的种类及主要测定方法、烟尘测定的布点方法、测定原理及主要仪器、烟气测定的布点方法、项目类别、测定原理及主要仪器测等内容,最后完成工业锅炉烟尘烟气监测方案1份。作 业1. 某工业锅炉烟尘烟气监测方案1份;2. 预习废气污染源在线监测系统。备 注项目七 锅炉烟尘烟气监测任务1 锅炉烟尘烟气监测方案制订1概述1.1常用专业术语(1) 污染源:排放大气污染物的设施或建筑构造(如车间等)。(2) 固定源:燃煤、燃油、燃气的锅炉和工业炉窑以及石油化工、冶金、建材等生产过程中产生的废气通过排气筒向空气中排放的污染源。(3) 颗粒物:燃料和其他物质在

4、燃烧、合成、分解以及各种物料在机械处理中所产生的悬浮于排放气体中的固体和液体颗粒状物质。(4) 气态污染物:以气体状态分散在排放气体中的各种污染物。(5) 工况:装置和设施生产运行的状态。(6) 等速采样:将采样嘴平面正对排气气流,使进入采样嘴的气流速度与测定点的排气流速相等。(7) 标准状态下的干排气:温度为273.15 K,压力为101325 Pa条件下不含水分的排气。(8) 过量空气系数:燃料燃烧时实际空气供给量与理论空气需要量之比值。1.2监测准备工作(1)监测测方案的制订: 收集相关的技术资料,了解产生废气的生产工艺过程及生产设施的性能、排放的主要污染物种类及排放浓度大致范围,以确定

5、监测项目和监测方法。 调查污染源的污染治理设施的净化原理、工艺过程、主要技术指标等,以确定监测内容。 调查生产设施的运行工况,污染物排放方式和排放规律,以确定采样频次及采样时间。 现场勘察污染源所处位置和数目,废气输送管道的布置及断面的形状、尺寸,废气输送管道周围的环境状况,废气的去向及排气筒高度等,以确定采样位置及采样点数量。 收集与污染源有关的其他技术资料。 根据监测目的、现场勘察和调查资料,编制切实可行的监测方案。监测方案的内容应包括污染源概况、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。对于工艺过程较为简单

6、,监测内容较为单一,经常性重复的监测任务,监测方案可适当简化。(2)监测条件的准备: 根据监测方案确定的监测内容,准备现场监测和实验室分析所需仪器设备。属于国家强制检定目录内的工作计量器具,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。测试前还应进行校准和气密性检验,使其处于良好的工作状态。 被测单位应积极配合监测工作,保证监测期间生产设备和治理设施正常运行,工况条件符合监测要求。 在确定的采样位置开设采样孔,设置采样平台,采样平台应有足够的工作面积,保证监测人员安全及方便操作。 设置监测仪器设备需要的工作电源。 准备现场采样和实验室所需的化学试剂、材料、器具、记录表格和安

7、全防护用品。(3)对污染源的工况要求: 在现场监测期间,应有专人负责对被测污染源工况进行监督,保证生产设备和治理设施正常运行,工况条件符合监测要求。 通过对监测期间主要产品产量、主要原材料或燃料消耗量的计量和调查统计,以及与相应设计指标的比对,核算生产设备的实际运行负荷和负荷率。 相关标准中对监测时工况有规定的,按相关标准的规定执行。 除相关标准另有规定,对污染源的日常监督性监测,采样期间的工况应与平时的正常运行工况相同。 建设项目竣工环境保护验收监测应在工况稳定、生产负荷达到设计生产能力的75%以上(含75%)情况下进行。2. 监测关键技术2.1采样位置与采样点(1) 采样位置: 采样位置应

8、避开对测试人员操作有危险的场所。 采样位置应优先选择在垂直管段,应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。采样位置应设置应设置在距弯头、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。对矩形烟道,其当量直径D=2AB(A+B),式中A、B为边长。采样断面的气流速度最好在5 m/s以上。 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。 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,采样位置仍按上述第二条规定选取。 必

9、要时应设置采样平台,采样平台应有足够的工作面积使工作人员安全、方便地操作。平台面积应不小于1.5 m2,并设有1.1 m高的护栏和不低于l0 cm的脚部挡板,采样平台的承重应不小于200 kg/m2,采样孔距平台面为1.21.3 m。(2) 采样孔和采样点: 采样孔:一般有如图几种形式。对于采样孔一般有如下要求:a)带有盖板的采样孔 b)带有管堵的采样孔 c)带有管帽的采样孔图 几种封闭形式的采样孔1) 在选定的测定位置上开设采样孔,采样孔的内径应不小于80 mm,采样孔管长应不大于50 mm。不使用时应用盖板、管堵或管帽封闭。当采样孔仅用于采集气态污染物时,其内径应不小于40 mm。2) 对

10、正压下输送高温或有毒气体的烟道,应采用带有闸板阀的密封采样孔(图)。3) 对圆形烟道,采样孔应设在包括各测点在内的互相垂直的直径线上(图)。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(图)。图 带有闸板阀的密封采样孔图 圆形断面的测定点图 长方形断面的测定点 图 正方形断面的测定点 采样点的位置和数目:1) 圆形烟道:将烟道分成适当数量的等面积同心环,各测点选在各环等面积中心线与呈垂直相交的两条直径线的交点上,其中一条直径线应在预期浓度变化最大的平面内,如当测点在弯头后,该直径线应位于弯头所在的平面AA内(图)。对符合一般要求的烟道,可只选预期浓度变化最大的一条直径线上的测点;对直

11、径小于0.3 m、流速分布比较均匀、对称并符合一般要求的小烟道,可取烟道中心作为测点;不同直径的圆形烟道的等面积环数、测量直径数及测点数见表1,原则上测点不超过20个;测点距烟道内壁的距离见图,按表确定。当测点距烟道内壁的距离小于25 m时,取25 mm。图 圆形烟道弯头后的测点表 圆形烟道分环及测点数的确定烟道直径m等面积环数测量直径数测点数<0.30.30.60.61.01.01.22.04.0>4.01223344551212l21212l284126168201020图 采样点距烟道内壁距离表 测点距烟道内壁的距离(以烟道直径D计)测点号环 数l234510.1460.06

12、70.0440.0330.02620.8540.2500.1460.1050.08230.7500.2960.1940.14640.9330.7040.3230.22650.8540.6770.34260.9560.8060.65870.8950.77480.9670.85490.918100.9742) 矩形或方形烟道:将烟道断面分成适当数量的等面积小块,各块中心即为测点。小块的数量按表的规定选取。原则上测点不超过20个;烟道断面面积小于0.1 m2,流速分布比较均匀、对称并符合一般要求的,可取断面中心作为测点。表 矩(方)形烟道的分块和测点数烟道断面积/m2等面积小块长边长度/m测点总数&

13、lt;0.1<0.3210.1,0.5<0.35l40.51.0<0.50461.04.0<0.67694.09.0<0.75916>9.01.016202.2废气排放参数测定2.2.1 排气温度的测定:(1) 测量位置和测点:按前述要求确定,一般情况下可在靠近烟道中心的一点测定。(2) 仪器:热电偶或电阻温度计,其示值误差不大于±3;水银玻璃温度计,精确度应不低于2.5%,最小分度值应不大于2。(3) 测定步骤:将温度测量单元插入烟道中测点处,封闭测孔,待温度计读数稳定后读数。使用玻璃温度计时,注意不可将温度计抽出烟道外读数。2.2.2 排气中水

14、分含量的测定(1) 测量位置和测点:按前述要求确定确定,一般情况下可在靠近烟道中心的一点测定。(2) 干湿球法:使气体在一定的速度下流经干、湿球温度计,根据干、湿球温度计的读数和测点处排气的压力,计算出排气的水分含量。(3) 冷凝法:由烟道中抽取一定体积的排气使之通过冷凝器,根据冷凝出来的水量,加上从冷凝器排出的饱和气体含有的水蒸汽量,计算排气中的水分含量。(4) 重量法:由烟道中心抽取一定体积的排敢,使之通过装有吸湿剂的吸湿管,排气中的水分被吸湿剂吸收,吸湿管的增重即为已知体积排气中含有的水分量。2.2.3 排气中CO、CO2、O2等气体成分的测定(1) 采样位置及测点: 按前述方法确定,一

15、般情况下可在靠近烟道中心的一点测定。(2) 奥氏气体分析仪法测定CO、CO2、O2 :用不同的吸收液分别对排气中的各成分逐一进行吸收,根据吸收前、后排气体积的变化,计算出该成分在排气中的体积百分数。(3) 电化学法测定O2:被测气体中的氧气,通过传感器半透膜充分扩散进入铅镍合金-空气电池内。经电化学反应产生电能,其电流大小遵循法拉第定律与参加反应的氧原子摩尔数成正比,放电形成的电流经过负载形成电压,测量负载上的电压大小得到氧的体积分数。(4) 热磁式氧分仪法测定O2:氧受磁场吸引的顺磁性比其他气体强许多,当顺磁性气体在不均匀磁场中,且具有温度梯度时,就会形成气体对流,这种现象称为热磁对流,或称

16、为磁风。磁风的强弱取决于混合气体中含氧量多少。通过把混合气体中氧含量的变化转换成热磁对流的变化,再转换成电阻的变化,测量电阻的变化,就可得到氧的体积分数。(5)氧化锆氧分仪法测定O2:利用氧化锆材料添加一定量的稳定剂以后,通过高温烧成,在一定温度下成为氧离子固体电解质。在该材料两侧焙烧上铂电极,一侧通气样,另一侧通空气,当两侧氧分压不同时,两电极间产生浓差电动势,构成氧浓差电池。由氧浓差电池的温度和参比气体氧分压,便可通过测量仪表测量出电动势,换算出被测气体的氧的体积分数。(6)其它:排气密度和气体分子量的计算按GB/T 16157-1996中第6章规定。排气流速、流量的测定依据排气的流速与其

17、动压的平方根成正比,根据测得某测点处的动压、静压以及温度等参数,由后面所给相关公式计算出排气流速。(1)仪器标准型皮托管:构造如图所示。它是一个弯成90°的双层同心圆管,前端呈半圆形,正前方有一开孔,与内管相通,用来测定全压。在距前端6倍的直径处外管壁上开有一圈孔径为1mm的小孔,通至后端的侧出口,用来测定排气静压。按照上述尺寸制作的皮托管其修正系数Kp为0.99±0.01。标准型皮托管的测孔很小,当烟道内颗粒物浓度大时,易被堵塞。它适用于测量较清洁的排气。图 标准型皮托管S型皮托管:构造见图,它是由两根相同的金属管并联组成。测量端有方向相反的两个开口,测定时,面向气流的开

18、口测得的压力为全压,背向气流的开口测得的压力小于静压。按图设计制作的S型皮托管其修正系数Kp为0.84±0.01。制作尺寸与上述要求有差别的S型皮托管的修正系数需进行校正。其正、反方向的修正系数相差应不大于0.01。S型皮托管的测压孔开口较大,不易被颗粒物堵塞,且便于在厚壁烟道中使用。图 S型皮托管U型压力计:U型压力计用于测定排气的全压和静压,其最小分度值应不大于10 Pa。斜管微压计:斜管微压计用于测定排气的动压,其精确度应不低于2,其最小分度值应不大于2 Pa。大 气压力计:最小分度值应不大于0.1 kPa。流速测定仪:由皮托管、温度传感器、压力传感器、控制电路及显示屏组成。(

19、2) 测量气流的动压将微压计的液面调整到零点。在皮托管上标出各测点应插入采样孔的位置。将皮托管插入采样孔。使用s型皮托管时,应使开孔平面垂直于测量断面插入。如断面上无涡流,微压计读数应在零点左右。使用标准皮托管时,在插人烟道前,切断皮托管和微压计的通路,以避免微压计中的酒精被吸入到连接管中,使压力测量产生错误。在各测点上,使皮托管的全压测孔正对着气流方向,其偏差不得超过10°,测出各点的动压,分别记录在表中。重复测定一次,取平均值。测定完毕后,检查微压计的液面是否回到原点。l一标准皮托管;2一斜管微压计;3一s型皮托管;4-U型压力计;5一烟道图 动压及静压的测定装置 (3)测量排气

20、的静压将皮托管插入烟道近中心处的一个测点。使用S型皮托管测量时只用其一路测压管。其出口端用胶管与U型压力计一端相连,将S型皮托管插入到烟道近中心处,使其测量端开口平面平行于气流方向,所测得的压力即为静压。(4)测量排气的温度(5) 测量大气压力:使用大气压力计直接测出。(6)用流速测定仪测量:按照仪器使用说明书的要求进行操作,由流速测定仪自动测定烟道断面各测点的排气温度、动压、静压和环境大气压,根据测得的参数仪器自动计算出各点的流速。(7)排气流速的计算测点流速计算u 测点气流速度VS按式计算:式中: VS湿排气的气体流速,m/s; Va常温常压下通风管道的空气流速,m/s; Pa大气压力,P

21、a; Ko皮托管修正系数; Pd排气动压,Pa; Ps排气静压,Pa; 湿排气的密度,kg/m3; Ms湿排气的分子量,kg/kmol; ts排气温度,。 平均流速的计算u 烟道某一断面的平均流速可根据断面上各测点测出的流速VSi,由下式计算:式中:Pdi某一测点的动压,Pa; n测点的数目。(8) 排气流量的计算工况下湿排气流量QS按下式计算:式中:QS工况下湿排气流量,m3h; F测定断面面积,m2; 测定断面湿排气平均流速,ms。标准状态下干排气流量Qsn按下式计算:式中:Qsn标准状态下干排气流量, Pa大气压力,Pa; PS排气静压,Pa; ts排气温度,; 排气中水分体积百分数,%

22、。常温常压条件下,通风管道中的空气流量Qa按下式计算: 式中:通风管道中的空气流量,m3/h。3.排气中颗粒污染物采样与测定3.1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。3.2采样原则(1) 等速采样: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

23、将使采样结果产生偏差。(2) 多点采样: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,必须在烟道断面按一定的规则多点采样。3.3采样方法(1) 移动采样:用一个滤筒在已确定的采样点上移动采样,各点的采样时间相同,求出采样断面的平均浓度。(2) 定点采样:每个测点上采一个样,求出采样断面的平均浓度,并可了解烟道断面上颗粒物浓度变化情况。(3) 间断采样:对有周期性变化的排放源,根据工况变化及其延续时间,分段采样,然后求出其时间加权平均浓度。3.4维持等速采样的方法(1) 维持颗粒物等速采样的方法有:普通型采样管法(预测流速法)、皮托管平行测速采样法、动压平衡型采样管法和静压平衡型

24、采样管法四种。可根据不同测量对象状况,选用其中的一种方法。有条件的,应尽可能采用自动调节流量烟尘采样仪,以减少采样误差,提高工作效率。(2) 普通型采样管法(预测流速法):按GB/T 16157-1996中8.3的规定。(3) 皮托管平行测速采样法:按GB/T 16157-1996中8.4的规定。(4) 动压平衡型采样管法:按GB/T 16157-1996中8.5的规定。普通型采样管法(预测流速法)(1) 原理:采样前预先测出各采样点处的排气温度、压力、水分含量和气流速度等参数,结合所选用的采样嘴直径,计算出等速采样条件下各采样点所需的采样流量,然后按该流量在各测点采样。(2) 等速采样的流量

25、按下式计算:式中:等速采样流量的转子流量计读数,L/min; d采样嘴直径,mm; Vs测点气体流速,m/s; Ba大气压力,Pa;Ps排气静压,Pa;Pr转子流量计前气体压力,Pa;ts排气温度,;tr转子流量计前气体温度,;Msd干排气的分子量,kg/lmol;Xsw排气中水分含量体积百分数,%。当干排气成分和空气相似时,等速采样流量可按下式计算:适用于工况比较稳定的污染源采样,尤其是在烟道气流速度低,高温,高湿,高粉尘浓度的情况下,均有较好的适应性。并可配用惯性尘粒分级仪测量颗粒物的粒径分级组成。(3) 采样装置和仪器普通型采样管采样装置见图,由普通型采样管、颗粒生捕集器、冷凝器、干燥器

26、、流量计量和控制装置、抽气泵等几部分组成。当排气中含有二氧化硫等腐蚀性气体时,在采样管出口还应设置腐蚀性气体的净化装置(如双氧水洗涤瓶等)。图 普通型采样管法颗粒物采样装置1-滤筒;2-采样管;3-冷凝器;4-温度计;5-干燥器;6-真空压力表7-转子流量计;8-累积流量计;9-调节阀;10-抽气泵 采样管:采样管有玻璃纤维滤筒和刚玉滤筒采样管两种。1) 玻璃纤维滤筒采样管:由采样嘴、前弯管、滤筒夹、采样管主体等部分组成(如图)。滤筒由滤筒夹顶部装入,靠入口处两个锥度相同的圆锥环夹紧固定。在滤筒外部有一个与滤筒外形一样而尺寸稍大的多孔不钢托,用以承托滤筒,以防采样时滤筒破裂。采样管各部件均用不

27、锈钢制作及焊接。图 玻璃纤维滤筒采样管1-采样嘴;2-前弯管;3-滤筒夹压盖;4-滤筒夹;5-滤筒夹;6-不锈钢托;7-采样管主体;8-滤筒2) 刚玉滤筒采样管:由采样嘴、前弯管、滤筒夹、刚玉滤筒、滤筒托、采样管主体等部分组成(如图)。刚玉滤筒由滤筒夹后部放入,藉滤筒托、耐高温弹簧和滤筒夹可调后体压紧在滤筒夹前体上。滤筒进口和滤筒夹前体和滤筒夹与采样管接口处用石棉或石墨热圈密封。采样管各部件均用不锈钢制作和焊接。图 刚玉滤筒采样管1-采样嘴;2-前弯管;3-滤筒夹前体;4-采样管主体;5-滤筒夹中体;6-刚玉滤筒;7-滤筒托;8-耐高温弹簧;9-滤筒夹后体;10-石棉垫圈 采样嘴:采样嘴入口角

28、度应不大于45°,与前弯管连接的一端的内径d1应与连接管内径相同,不得有急剧的断面变化和弯曲。入口边缘厚度应不大于0.2mm,入口直径d偏差应不大于±0.1mm,其最小直径应不小于5 mm。图 采样嘴 滤筒:以下。刚玉滤筒:由刚玉砂等烧结而成。规格为,壁厚1.5±0.3mm。对0.5um的粒子的捕集效率应不低于99%。失重应不大于2mg,适用温度为1000以下。空白滤筒阻力,当流量为20L/min时,应不大于4kPa。 流量计箱:包括冷凝水收集器、干燥器、温度计、真空压力表、转子流量计和根据需要加装的累积流量计等。冷凝水收集器:用于分离、贮存在采样管、连接管中冷凝

29、下来的水。冷凝水收器容积应不小于100ml,放水开关关闭时应不漏气,出口处应装有温度计,用于测定排气的露点温度。干燥器:容积应不小于0.8L,高度不小于150mm,内装硅胶。气体出口应有过滤装置,装料口处应有密封圈。用于干燥进入流量计前的湿排气。温度计:精确度应不低于2.5%,温度范围-1060,最小分度值应不大于2,分别用于测量气体的露点和进入流量计的气体温度。真空压力表:精确度应不低于4%,最小分度值应不大于0.5kPa。用于测量进入流量计的气体压力。转子流量计:精确度应不低于2.5%,最小分度值应不大于1L/min。用于控制和测量采样时的瞬时流量。累积流量计:精确度应不低于2.5%,用于

30、测量采样时段的累积流量。 冷凝器: 抽气泵:当流量为40L/min时,其抽气能力应能克服烟道及采样系统阻力。如流量计量装置放在抽气泵出口,抽气泵应不漏气。 天平:感量0.1mg。 秒表。(4) 采样准备 滤筒处理和称重:用铅笔将滤筒编号,在105110烘箱中烘烤1小时,取出放入干燥器中冷却至室温,用感量0.1 mg天平称量,两次重量之差应不超过0.5 mg。当滤筒在400以上高温排气中使用时,为了减少滤筒本身减重,应预先在400高温箱中烘烤1小时,然后放入干燥器中冷却至室温,称量至恒重。放入专用的容器中保存。 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

31、气,应再分段检查,堵漏,直到合格。(5) 采样步骤 记下滤筒编号,将滤筒装入采样管,用滤筒压盖或滤筒托,将滤筒进口压紧。 对采样系统进行检漏。 根据烟道断面大小,确定采样点数和位置,然后将各采样点的位置用胶布在皮托管和采样管上作出记号。 打开烟道的采样孔,清除孔中的积灰。 按顺序测定排气温度、水分含量、静压和各采样点的气体动压。如干排气成分与空气的成分有较大差异时,还应测定排气中的成分,进行各项测定时,应将采样孔封闭。 根据测得的排气温度、水分含量、静压和各采样点的流速,结合选用的采样嘴直径,按前述式算出各采样点的等速采样流量。 装上所选定的采样嘴,开动抽气泵,调整流量至第一个采样点所需的等速

32、采样流量,关闭抽气泵,记下累积流量计初读数V1。 将采样管插烟道中第一采样点处,将采样孔封闭,使采样嘴对准气流方向(其与气流方向偏差不得大于10),然后开动抽气泵,并迅速调整流量到第一个采样点的采样流量。 采样期间,由于颗粒物在滤筒上逐渐积聚,阻力会逐渐增加,需随时调节控制阀以保持等速采样流量,并记下流量计前的温度、压力和该点的采样延续时间。 一点采样后,应立即将采样管按顺序移至第二个采样点,同进调节流量至第二个采样点所需的等速采样流量。依次类推,顺序在各点采样。每点采样时间视颗粒物浓度而定,原则上每点采样时间应不少于3分钟。各点采样时间应相等。 采样结束后,关闭抽气泵,小心地从烟道取出采样管

33、,注意不要倒置。记录累积流量计终读数V2。如采样管倒置采样,采样结束时,应及时记下采样时间及累积流量计读数V2,并迅速从烟道中取出采样管,正置后,再关闭抽气泵。 用镊子将滤筒取出,轻轻敲打前弯管,并用细毛刷将附着在前弯管内的尘粒刷到滤筒中,将滤筒用低包好,放入专用盒中保存。 每次采样,至少采取三个样品,取其平均值。 采样后应再测量一次采样点的流速,与采样前的流速相比,如相差大于20%,样品作废,重新取样。(5) 样品分析采样后的滤筒放入105烘箱中烤1小时,取出置于干燥器中,冷却至室温,用感量0.1mg天平称量至恒重。采样前后滤筒重量之差,即为采取的颗粒物量。 采样体积计算(1) 使用转子流量

34、计时的采样体积计算当转子流量计前装有干燥器时,标准状态下干排气采气体积按下式计算:式中:Vnd标准状态下干采气体积,L; Qr'采样流量,L/min; Msd干排气气体分子量,kg/kmol; pa大气压力,Pa; pr转子流量计计前气体压力,Pa; tr转子流量计计前气体温度,; t采样时间,min。当被测气体的干气体分子量近似于空气时,标准状态下干气体体积按下式计算:(2) 使用干式累积流量计时的采样体积计算 使用干式累积流量计,流量计前装有干燥器,标准状态下干排气采气体积按下式计算:式中:V1、V2采样前后累积流量计的读数,L; td流量计前气体温度,; pa流量计前气体压力,P

35、a; K流量计的修正系数。(3) 使用注射器时的采样体积计算 使用注射器采样时,标准状态下干采气体积按下式计算:式中:Vf室温下注射器采样体积,L; tf室温,; pfv在tf时饱和水蒸气压力,Pa。(4) 使用真空瓶时的采样体积计算 使用真空瓶采样时,标准状态下干采气体积按下式计算:式中:Vb真空瓶容积,L; V1吸收液容积,L; pf采样后放置至室温,真空瓶内压力,Pa; tf-测pf时的室温,; pi采样前真空瓶内压力,Pa; ti测pi时的室温,; pfv在tf时的饱和水蒸气压力,Pa; piv在ti时的饱和水蒸气压力,Pa。 注:被吸收液吸收的样品,由于体积很小而忽略不计。采样频次和

36、采样时间确定采样频次和采样时间的依据:相关标准和规范的规定和要求;实施监测的目的和要求;被测污染源污染物排放特点、排放方式及排放规律,生产设施和治理设施的运行状况;被测污染源污染物排放浓度的高低和所采用的监测分析方法的检出限。(1) 相关标准中对采样频次和采样时间有规定的,按相关标准的规定执行。(2) 除相关标准另有规定,排气筒中废气的采样以连续l h的采样获取平均值,或在1 h内,以等时间间隔采集34个样品,并计算平均值。(3) 特殊情况下的采样时间和频次:若某排气筒的排放为间断性排放,排放时间小于1 h,应在排放时段内实行连续采样,或在排放时段内等间隔采集24个样品,并计算平均值;若某排气

37、筒的排放为间断性排放,排放时间大于1 h,则应在排放时段内按(2)的要求采样。(4) 一般污染源的监督性监测每年不少于1次,如被国家或地方环境保护行政主管部门列为年度重点监管的排污单位,每年监督性监测不少于4次。(5) 建设项目竣工环境保护验收监测的采样时间和频次,按国家环境保护总局发布的相关建设项目竣工环境保护验收技术规范执行。(6) 当进行污染事故排放监测时,应按需要设置采样时间和采样频次,不受上述要求的限制。监测分析方法选择分析方法的原则如下:(1) 监测分析方法的选用应充分考虑相关排放标准的规定、被测污染源排放特点、污染物排放浓度的高低、所采用监测分析方法的检出限和干扰等因素。(2)

38、相关排放标准中有监测分析方法的规定时,应采用标准中规定的方法。(3) 对相关排放标准未规定监测分析方法的污染物项目,应选用国家环境保护标准、环境保护行业标准规定的方法。(4) 在某些项目的监测中,尚无方法标准的,可采用国际标准化组织(ISO)或其他国家的等效方法标准,但应经过验证合格,其检出限、准确度和精密度应能达到质控要求。(5) 固定源部分废气监测分析方法见HJ/T397-2007固定源废气监测技术规范附录A。监测结果表示及计算监测结果表示及计算应根据相关排放标准的要求来确定。主要涉及的计算有下面几方面:(1) 污染物排放浓度 污染物排放以标准状况下干排气量的质量浓度(mg/m3或ug/m

39、3)表示。污染物排放质量浓度按下式进行计算:式中: 污染物排放质量浓度,mg/m3; Vnd标准状况下采集干排气的体积,L; m采样所得污染物的质量,g。 当监测仪器测定结果以体积分数(10-6或10-9)表示时,应将此浓度换算成质量浓度(mg/m3或ug/m3),按式下式进行换算:式中:污染物质量浓度,ms/m3或ug/m3; M污染物的摩尔质量,g; 22.4污染物的摩尔体积,L; 污染物的体积分数,10-6或10-9。 污染物平均排放质量浓度污染物平均排放质量浓度按下式进行计算:式中: 污染物平均排放质量浓度,mg/m3; n采集的样品数。 时间加权平均质量浓度周期性变化的生产设备,若需

40、确定时间加权平均质量浓度,按下式计算:式中: 污染物时间加权平均排放质量浓度,mg/m3;、,污染物在t1,t2,tn时段内的质量浓度,rng/m3; t1,t2,tn监测时间段,min。(2) 污染物折算排放浓度在计算燃料燃烧设备污染物的排放质量浓度时,应依照所执行的标准要求,将实测的污染物质量浓度折算为标准规定的过量空气系数下的排放质量浓度,按下式进行折算:式中:折算成过量空气系数为a时的污染物排放质量浓度,mg/m3; 污染物实测排放质量浓度,mg/m3; a实测过量空气系数; a有关排放标准中规定的过量空气系数。 根据所用含氧量测定仪器的精度和数据处理的要求,过量空气系数按下列三式之一

41、进行计算:式中:、排气中氧、二氧化碳、一氧化碳的体积分数。(3) 废气排放量废气排放量以单位时间排放的标准状态下干废气体积表示,其单位为m3/h。 工况下的湿废气排放量按下式计算:式中:Qs测量工况下湿排气的排放量,m3/h; F管道测定断面面积,m2; Vs管道测定断面湿排气的平均流速,m/s。 标准状态下干废气排放量按下式计算: 式中:Qsn标准状态下干排气量,m3/h; pa大气压力,Pa; ps排气静压,Pa; ts排气温度,; 排气中水分体积分数,。(4) 污染物排放速率 污染物排放速率以单位小时污染物的排放量表示,其单位为kg/h。污染物排放速率按下式计算:式中:G污染物排放速率,

42、kg/h; 污染物实测排放质量浓度,mg/m3; Qsn标准状态下干排气量,m3/h。质量保证和质量控制(1) 仪器的检定和校准 属于国家强制检定目录内的工作计量器具,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。 排气温度测量仪表、斜管微压计、空盒大气压力计、真空压力表(压力计)、转子流量计、干式累积流量计、采样管加热温度、分析天平、采样嘴、皮托管系数等至少半年自行校正一次。校正方法按GB/T 16157中第12章执行。 测氧仪至少每季度检查校验一次,使用高纯氮检查其零点,用干净的环境空气应能调整其示值为20.9(在高原地区应按照当地空气含氧量标定)。 测氧仪的电化学传感

43、器寿命一般为l2年,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,送计量部门重新检定后方可使用。 自动烟尘采样仪和含湿量测定装置的温度计、电子压差计、流量计应定期进行校准。(2) 监测仪器设备的质量检验 监测仪器设备的质量应达到相关标准的规定,烟尘采样器的技术要求见HJ/T 48。 空白滤筒称量前应检查外表有无裂纹、孔隙或破损,有则应更换滤筒,如果滤筒有挂毛或碎屑,应清理干净。当用刚玉滤筒采样时,滤筒在空白称重前,要用细砂纸将滤筒口磨平整,以保证滤筒安装后的气密性。 应严格检查皮托管和采样嘴,发现变形或损坏者不能使用。(3) 实验室分析质量保证 属于国家强制检定目录内的实验室分析仪器及

44、设备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样品分析工作。 分析用的各种试剂和纯水的质量必须符合分析方法的要求。 应使用经国家计量部门授权生产的有证标准物质进行量值传递。标准物质应按要求妥善保存,不得使用超过有效期的标准物质。 送实验室的样品应及时分析,否则必须按各项目的要求保存,并在规定的期限内分析完毕。每批样品至少应做一个全程空白样,实验室内进行质控样、平行样或加标回收样品测定。 滤筒(膜)的称量应在恒温、恒湿的天平室中进行,应保持采样前和采样后称量条件一致。(4) 排气参数的测定 监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,其工况条件应满足

45、前述相关的规定。 在进行排气参数测定和采样时,打开采样孔后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,并严密堵住采样孔周围缝隙以防止漏气。 排气温度测定时,应将温度计的测定端插入管道中心位置,待温度指示值稳定后读数,不应将温度计抽出管道外读数。 排气水分含量测定时,采样管前端应装有颗粒物过滤器,采样管应有加热保温措施。应对系统的气密性进行检查。对于直径较大的烟道,应将采样管尽量深地插人烟道,减少采样管外露部分,以防水汽在采样管中冷凝,造成测定结果偏低。 用奥氏气体分析仪测定烟气成分时,必须按CO2、O2、CO的顺序进行测定,操作过程应防止吸收液和封闭液窜入梳形管中。 使用微压计测

46、定排气压力时,事先须将仪器调整水平,检查微压计液柱内有无气泡,液面调至零点;对皮托管、微压计和系统进行气密性检查。 测定排气压力时,应首先进行零点校准。测定时皮托管的全压孔要正对气流方向,偏差不得超过10°。(5) 颗粒物的采样 a)颗粒物的采样必须按照等速采样的原则进行,尽可能使用微电脑自动跟踪采样仪,以保证等速采样的精度,减少采样误差。 b)采样位置应尽可能选择气流平稳的管段,采样断面最大流速与最小流速之比不宜大于3倍,以防仪器的响应跟不上流速的变化,影响等速采样的精度。 c)在湿式除法除尘或脱硫器出口采样,采样孔位置应避开烟气含水(雾)滴的管段。 d)采样系统在现场连接安装好以

47、后,应对采样系统进行气密性检查,发现问题及时解决。 e)采样嘴应先背向气流方向插入管道,采样时采样嘴必须对准气流方向,偏差不得超过10°。采样结束,应先将采样嘴背向气流,迅速抽出管道,防止管道负压将尘粒倒吸。 f)锅炉烟尘采样,须多点采样,原则上每点采样时间不少于3 min,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1 m3。每次采样,至少采集3个样品,取其平均值。 g)滤筒在安放和取出采样管时,须使用镊子,不得直接用手接触,避免损坏和沾污,若不慎有脱落的滤筒碎屑,须收齐放人滤筒中;滤筒安放要压紧固定,防止漏气;采样结束,从管道抽出采样管时不得倒置,取出滤筒后

48、,轻轻敲打前弯管并用毛刷将附在管内的尘粒刷入滤筒中,将滤筒上口内折封好,放入专用容器中保存,注意在运送过程中切不可倒置。 h)在采集硫酸雾、铬酸雾等样品时,由于雾滴极易沾在采样嘴和弯管内壁,且很难脱离,采样前应将采样嘴和弯管内壁清洗干净,采样后用少量乙醇冲洗采样嘴和弯管内壁,合并在样品中,尽量减少样品损失,保证采样的准确性。 i)采集多环芳烃和二噁英类,采样管材质应为硼硅酸盐玻璃、石英玻璃或钛金属合金,宜使用石英滤筒(膜),采样后滤筒(膜)不可烘烤。 i)用手动采样仪采样过程中,要经常检查和调整流量,普通型采样管法采样前后应重复测定废气流速,当采样前后流速变化大于20时,样品作废,重新采样。

49、k)当采集高浓度颗粒物时,发现测压孔或采样嘴被尘粒沾堵时,应及时清除。 1)为保证监测质量,测定低浓度颗粒物宜采用ISO 12141方法。4排气中气态污染物采样与测定4.1 采样位置和采样点(1) 采样位置:原则上应符合相关的规定。(2) 采样点:由于气态污染物在采样断面内,一般是混合均匀的,可取靠近烟道中心的一点作为采样点。4.2采样方法(1) 化学法采样 原理:通过采样管将样品抽入到装有吸收液的吸收瓶或装有固体吸附剂的吸附管、真空瓶、注射器或气袋中,样品溶液或气态样品经化学分析或仪器分析得出污染物含量。 采样系统 1) 吸收瓶或吸附管采样系统。由采样管、连接导管、吸收瓶或吸附管、流量计量箱

50、和抽气泵等部件组成,见图。当流量计量箱放在抽气泵出口时,抽气泵应严密不漏气。根据流量计量和控制装置的类型,烟气采样器可分为孔板流量计采样器、累计流量计采样器和转子流量计采样器。1一烟道;2-加热采样管;3一旁路吸收瓶;4-温度计;5一真空压力表;6-吸收瓶;7一三通阀;8一干燥器;9-流量计;I0-抽气泵图 烟气采样系统4.3 采样装置(1) 采样管:根据被测污染物的特性,可以采用以下几种形式采样管,如图所示。图 几种加热式采样管u a型采样管:适用于不含水雾的气态污染物采样。u b型采样管:在气体入口处装有斜切口的套管,同时装滤料的过滤管也进行加热,套管的作用是防止排气中水滴进入采样管内,过

51、滤管加热是防止饱和状态的排气将滤料浸湿,影响采样的准确性。u c型采样管:适用于既有颗粒物又有气态污染物的低湿烟气的采样,滤筒采样颗粒物,串连在系统中的吸收瓶则采集气态污染物。1) 材质:材质应满足以下要求:不吸收亦不与待测物质起化学反应;不被排气中腐蚀成分腐蚀;能在排气温度和流速下保护足够的机械强度。2) 滤料;为了防止烟尘进入试样干扰测定,在采样管入口或出口征装有阻挡尘粒的滤料,滤料应选择不吸收亦不与待测物质起化学反应的材料,并能耐受高温排气。3) 尺寸:考虑到采气流量、机械强度和便于清洗,采样管内径应大于6mm,长度应能插到所需的采样点处,一般不宜小于800 mm。4) 保温和加热:为了

52、防止采集的气体中的水分在采样管内冷凝,避免待测污染物溶于水中产生误差,需将采样管加热,常见污染物的加热温度可查相关资料。保温材料可用石棉或矿渣棉。(2) 连接管:应选择不吸收亦不和待测污染物起化学反应并便于连接与密封的材料。为了避免采样气体中水分在连接管中冷凝,从采样管到吸收瓶或从采样管到除湿器之间要进行保温,连接管线较长时要进行加热,连接管内径应大于6mm,管长应尽可能短。(3) 除湿和气液分离:1) 对于含有少量水分不影响测试结果,只是了为避免连接管线和仪器内部管路和部件不产生冷凝水时,可根据条件利用自然空气冷却,强制空气冷却或水冷却装置,见图。图 常用的几种除湿器1-冷却片;2 -气液分

53、离装置;3-冷却用风机;4-冷却水5-隔热材料;6-冷冻剂;7-不冻液2) 对水分干扰测定的监测仪器,应采用冷冻液或其它型式冷却装置进行除湿,冷冻温度应使气样中水分不结冰。3) 也可使用干燥剂或其它方式除湿。4) 除湿装置的设计、选定,应使除湿装置除湿后气体中的污染物损失不大于5%。5) 除湿时,如能使通过除湿器气样中的水分含量保持恒定,其对测量值的影响经测定得出后,可作为常数进行修正,以减少水气对测定值干扰所产生的误差。(4) 吸收瓶:根据待测污染物的不同可选用图所示几种吸收瓶。图 常用的几种吸收瓶1)多孔筛板吸收瓶:鼓泡要均匀,在流量为0.5L/min时,其阻力应在5±0.7KP

54、a。2)冲击瓶:应按上图尺寸加工。3)采样标准磨口,应严密不漏气。4)连接嘴应用成球形或锥形。(5) 吸附管1)吸附剂:可根据被测污染物性质选用硅胶、活性炭或高分子多孔微球等颗粒状吸附剂。2)吸附管内吸附剂填充要紧密,不得松动或有隙流,采样前后,吸附管两端要密封。3)吸附剂填充柱长度:应根据被测污染物浓度、采样时间等确定。(6) 流量计量装置:用于控制和计量采样流量,主要部件应包括:1)干燥剂:为了保护流量计和抽气泵,并使气体干燥。干燥器容积应不少于200ml,干燥剂可用变色硅胶或其他相应的干燥剂。2)温度计:测量通过转子流量计或累积流量计的气体温度,可用水银温度度或其它型式温度计,其精确度应不低于2.5%,温度范围-1060,最小分度值应不大于2。3)真空压力表:测量通过转子流量计或累积流量计的气体压力,其精确度应不低于4%。4)转子流量计:控制和计量采气流量。当用多

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