煙氣中二氧化硫測(cè)量的不確定度評(píng)定

1、定電位電解法測(cè)定煙氣中二氧化硫的不確定度的評(píng)定 依據(jù)hj/t 57-2000固定污染源排氣 二氧化硫的測(cè)定 定電位電解法對(duì)鍋爐排氣中二氧化硫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。按照jjf 1059-1999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示的要求，對(duì)鍋爐煙氣中二氧化硫的測(cè)量不確定度進(jìn)行了評(píng)定。通過(guò)對(duì)影響測(cè)量結(jié)果的不確定度分量的分析和量化評(píng)估，計(jì)算得到相對(duì)擴(kuò)展不確定度。1測(cè)定方法 hj/t 57-2000 固定污染源排氣 二氧化硫的測(cè)定 定電位電解法2數(shù)學(xué)模型 煙氣中二氧化硫的濃度由煙氣分析儀直接讀數(shù)，煙氣二氧化硫的排放濃度以經(jīng)空氣過(guò)剩系數(shù)折算后的濃度表示，數(shù)學(xué)模型如下: 式中：c 折合合理空氣過(guò)剩系數(shù)后煙氣中二氧化硫的濃度(mg/

2、m3)； - 儀器顯示煙氣二氧化硫濃度(mg/m3)； - 實(shí)測(cè)空氣過(guò)剩系數(shù)； 1.8合理空氣過(guò)剩系數(shù)。則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: 3不確定度來(lái)源與分析 進(jìn)行鍋爐煙氣二氧化硫排放濃度測(cè)定，使用的儀器為青島嶗應(yīng)生產(chǎn)的自動(dòng)煙塵（氣）測(cè)定儀 3012h。 測(cè)試儀器的校準(zhǔn)及校準(zhǔn)所使用的標(biāo)準(zhǔn)氣體以及測(cè)試儀器的示值誤差等都會(huì)在測(cè)量中由于系統(tǒng)效應(yīng)引人不確定度分量。另外，鍋爐燃燒狀況和儀器的穩(wěn)定性，以及分析操作人員操作的隨意性等隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的測(cè)量不重復(fù)性也會(huì)產(chǎn)生測(cè)量不確定度。不確定度來(lái)源如圖1所示。 圖1 不確定度來(lái)源因果圖4 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定4.1隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 以2010年至2012年鍋爐煙氣

3、二氧化硫排放濃度監(jiān)督抽查報(bào)告為基礎(chǔ)。每個(gè)年度隨意選擇了樣本各30個(gè)。其中，二氧化硫排放濃度200 mg/m3的樣本10個(gè)。鍋爐煙氣二氧化硫排放濃度的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，通過(guò)實(shí)測(cè)樣本測(cè)量列，采用a類評(píng)定方法進(jìn)行評(píng)定。計(jì)算出不同二氧化硫排放濃度水平段各自的樣本相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差后，按下式計(jì)算合并樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差： 本實(shí)例由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況是在重復(fù)條件下，連續(xù)測(cè)量6次，并以6次測(cè)量的平均值作為實(shí)測(cè)結(jié)果，故3個(gè)二氧化硫排放濃度水平段各自平均值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，即相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：（1）200 mg/m3水平段：s1 = 0.90% （2）101 mg/m3200 mg/m3水平段：s2 = 3.2% （3）200

4、 mg/m3水平段：s3 = 4.2% 因鍋爐燃燒工況及測(cè)量的復(fù)雜性，各樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差較為分散，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)應(yīng)分別按不同濃度水平段的標(biāo)準(zhǔn)偏差參與合成計(jì)算，得到不同濃度水平段的不確定度。但由于每個(gè)樣本測(cè)量次數(shù)較大(20次)，考慮到各平均值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于l%，仍采取了將不同濃度水平計(jì)算出合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差作為煙氣二氧化硫重復(fù)性測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，即： 自由度 = 61 = 54.2 系統(tǒng)效應(yīng)導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 測(cè)量?jī)x器的系統(tǒng)效應(yīng)產(chǎn)生的測(cè)量不確定度，主要是依據(jù)煙氣分析儀檢定證書(shū)及技術(shù)說(shuō)明書(shū)中給出的技術(shù)指標(biāo)采用b類方法進(jìn)行評(píng)定。二氧化硫、氧在測(cè)量范圍內(nèi)示值的最大允許誤差，均按服從均勻分布考慮，對(duì)于均勻

5、分布，k=。4.2.1儀器校準(zhǔn)引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量因校準(zhǔn)報(bào)告給出的是擴(kuò)展不確定度，包含因子k=2，儀器校準(zhǔn)產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： 4.2.2 儀器示值誤差引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度儀器技術(shù)說(shuō)明書(shū)中給出的二氧化硫測(cè)量范圍內(nèi)示值的最大允許誤差為5%，據(jù)此計(jì)算二氧化硫測(cè)量引人的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度： 4.2.3 標(biāo)準(zhǔn)氣體純度引人的標(biāo)準(zhǔn)不確定度標(biāo)準(zhǔn)二氧化硫氣體按國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，濃度值的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為2.0%，包含因子k=1.96，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：測(cè)定煙氣二氧化硫排放濃度時(shí)，各不確定度分量彼此相互獨(dú)立，則相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： 4.3過(guò)量空氣系數(shù)不確定度分量過(guò)量空氣系數(shù)測(cè)量范圍內(nèi)最大允許誤差為0.

6、2%，據(jù)此計(jì)算測(cè)量過(guò)量空氣系數(shù)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：4.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總標(biāo)準(zhǔn)不確定度各分量見(jiàn)表1和圖2。表1 煙氣二氧化硫濃度測(cè)定中不確定度分量一覽表標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量不確定度來(lái)源相對(duì)不確定度測(cè)量煙氣so2的重復(fù)性1.25%儀器校準(zhǔn)1.00%儀器示值誤差2.88%標(biāo)準(zhǔn)氣體純度1.02%過(guò)剩空氣系數(shù)0.12%3.63%圖2 煙氣中二氧化硫測(cè)定的不確定度分量5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度根據(jù)數(shù)學(xué)模型，測(cè)量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：6 擴(kuò)展不確定度評(píng)定(k=2) 測(cè)量煙氣二氧化硫排放濃度的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為： 7 結(jié)語(yǔ)本實(shí)驗(yàn)室按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法測(cè)定固定污染源排氣中二氧化硫排放濃度.測(cè)定結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為7.3%。因儀器系統(tǒng)效應(yīng)引人的不確定度分量較大。除定期送技術(shù)監(jiān)督部門(mén)檢定