固定污染源排氣中顆粒物測定講課教案

固定污染源排氣中顆粒物測定(cèdìng)

預(yù)測流速法劉坤第一頁，共24頁。主要(zhǔyào)內(nèi)容濃度(nóngdù)和排放量的計算預(yù)測流速(liúsù)法等速采樣煙氣參數(shù)的測定采樣位置與采樣點第二頁，共24頁。一、采樣(cǎiyànɡ)位置與采樣(cǎiyànɡ)點≥3D≥6D1.1采樣(cǎiyànɡ)位置①優(yōu)先選擇在垂直管段，應(yīng)避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位②應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于6倍直徑和距上游方向不小于3倍直徑處。③很難滿足上述要求時，距離(jùlí)至少是煙道直徑的1.5倍，并應(yīng)適當(dāng)增加測點的數(shù)量。采樣斷面的氣流最好在5m/s以上第三頁，共24頁。采樣(cǎiyànɡ)孔1.2采樣(cǎiyànɡ)孔和采樣(cǎiyànɡ)點1在選定的測定位置上開設(shè)采樣(cǎiyànɡ)孔，采樣(cǎiyànɡ)孔內(nèi)徑應(yīng)不小于80mm。采樣(cǎiyànɡ)孔管長應(yīng)不大于50mm不使用時應(yīng)用蓋板管堵或管帽封閉2對正壓下輸送高溫或有毒氣體的煙道應(yīng)采用帶閘板閥的密封采樣孔3對圓形煙道，采樣孔應(yīng)設(shè)在包括各測點在內(nèi)的互相垂直的直徑上對矩形或方形煙道，采樣孔應(yīng)設(shè)在包括各測點在內(nèi)的延長線上第四頁，共24頁。圓形斷面(duànmiàn)測定點長方形斷面(duànmiàn)測定點正方形斷面(duànmiàn)測定點將煙道斷面分成適當(dāng)數(shù)量的等面積小塊，各塊中心即為測點。小塊的數(shù)量按《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版）表5—1—3的規(guī)定選取。原則上測點不超過20個。圓形斷面各采樣點距煙道中心的距離可按下式計算：采樣點的確定第五頁，共24頁。二、煙氣參數(shù)(cānshù)的測定煙氣(yānqì)參數(shù)溫度流量流速含濕量壓力第六頁，共24頁。2.1溫度玻璃(bōlí)水銀溫度計熱電偶溫度計要求測量精確度應(yīng)不低于2.5%，最小分度值應(yīng)不大于2℃，測量時將溫度計球部放在靠近煙道中心位置，待讀數(shù)穩(wěn)定不變時讀數(shù)，注意(zhùyì)不要將溫度計抽出煙道外讀數(shù)，以免產(chǎn)生誤差原理是將兩根不同的金屬導(dǎo)線連成一閉路，當(dāng)兩接點處于不同溫度環(huán)境時，便產(chǎn)生(chǎnshēng)熱電勢，兩接點的溫度越大，熱電勢越大。測量儀器12第七頁，共24頁。2.2

含濕量定義(dìngyì)：煙氣的含濕量通常是指煙氣中與1公斤干空氣共存的水汽量（gsw）,通常也用濕煙氣中水汽含量的體積百分?jǐn)?shù)（Xsw）表示測量方法干濕球法冷凝法重量法第八頁，共24頁。干濕球法冷凝(lěngníng)法重量(zhòngliàng)法由煙道中抽取一定的排氣，使之通過裝有吸濕劑的吸濕劑管，排氣中的水分被吸濕劑吸收，吸濕管的增重即為已知體積(tǐjī)排氣中含有得水分量由煙道中抽取一定體積的排氣使之通過冷凝器，根據(jù)冷凝出來的水量，加上從冷凝器排出的飽和氣體含有的水蒸氣量，計算排氣中的水分含量使氣體在一定的速度下流經(jīng)干、濕球溫度計根據(jù)干、濕球溫度計的讀數(shù)和測點處排氣的壓力，計算出排氣的水分含量第九頁，共24頁。2.3

壓力氣體的壓力(yālì)（靜壓、動壓和全壓）通常用連接壓力(yālì)計的測壓管測定，常用的儀器有皮托管和壓力(yālì)計。標(biāo)準(zhǔn)型皮托管(tuōguǎn)測量(cèliáng)儀器測量原理斜管微壓計U形壓力計S型皮托管1234第十頁，共24頁。2.4流速(liúsù)根據(jù)流體力學(xué)的基本原理，氣體(qìtǐ)流速是與氣體(qìtǐ)動壓的平方根成正比，可根據(jù)測得的動壓計算氣體(qìtǐ)的流速。其關(guān)系如下：—煙氣(yānqì)流速m/s；—皮托管速度校正系數(shù)；—煙氣動壓，Pa；—煙氣密度，kg/m3

皮托管；斜管微壓計或流速測定儀測量原理測量儀器測定方法在選定的測量位置和各測點上，用皮托管和斜管微壓計或皮托管和流速測定儀測定各點的動壓，重復(fù)測定一次取平均值。第十一頁，共24頁。2.5流量(liúliàng)由測定斷面的濕排氣平均流速和測定斷面面積，得到工況下的濕排氣流量；由工況下的濕排氣流量和大氣壓力、排氣靜壓、排氣溫度、排氣中水分含量(hánliàng)體積百分?jǐn)?shù)得到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下排氣流量。測量(cèliáng)原理計算方法①工況下的濕排氣流量按下式計算：②標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干排氣流量按下式計算：第十二頁，共24頁。三、預(yù)測流速(liúsù)法等速采樣3.1采樣(cǎiyànɡ)原則原理(yuánlǐ)將煙塵采樣管由采樣孔插入煙道中，使采樣嘴置于測點上，正對氣流，按顆粒物等速采樣原理，抽取一定量的含塵氣體。根據(jù)采樣管濾筒上所捕集到的顆粒物量和同時抽取的氣體量，計算出排氣中顆粒物濃度等速采樣即氣體進入采樣嘴的速度Vn應(yīng)與采樣點的煙氣Vs相等，其相對誤差應(yīng)在10%以內(nèi)。采樣速度大于或小于采樣點的煙氣速度都將使采樣結(jié)果產(chǎn)生偏差預(yù)測流速法維持等速采樣的方法

①預(yù)先用皮托管測定煙道各采樣點的流速，然后根據(jù)煙道各點的流速和所選用的采樣嘴直徑，計算出在等速情況下各點所需要的采樣流量；②或是根據(jù)煙道各點的流速和固定的采樣流量計算出各點所需用的采樣嘴直徑第十三頁，共24頁。無論采用上述何種方法，都有一個(yīɡè)達到等速所需的采樣流量和采樣嘴直徑的計算問題首先假定：①煙氣在整個(zhěnggè)采樣系統(tǒng)內(nèi)的變化規(guī)律符合理想氣體狀態(tài)方程式。②整個(zhěnggè)采樣系統(tǒng)很嚴(yán)密，無漏氣現(xiàn)象。根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程式，進入(jìnrù)采樣嘴的煙氣狀態(tài)方程式如下：—大氣壓力，Pa—煙道煙氣的靜壓，Pa—單位時間內(nèi)進入采樣嘴的干煙氣的重量，Kg/min—單位時間內(nèi)進入采樣嘴的水汽的重量，kg/min—干煙氣的氣體常數(shù)，J/Kg.K—水汽的氣體常數(shù)，J/Kg.K—煙氣溫度，K（1）—單位時間進入采樣嘴的煙氣體積，L/min第十四頁，共24頁。同樣(tóngyàng)，通過流量計的煙氣狀態(tài)方程式應(yīng)為：—流量計前壓力計的讀數(shù)(dúshù)，Pa

—流量計前煙氣(yānqì)的絕對溫度，K—單位時間內(nèi)通過流量計的干煙氣重量，Kg/min

—單位時間內(nèi)通過流量計的水汽重量，Kg/min（2）由（1）式得由（2）式得兩式相減得—單位時間內(nèi)通過流量計的煙氣體積，L/min；（3）第十五頁，共24頁。為達到(dádào)等速采樣要求—采樣(cǎiyànɡ)嘴的直徑，mm—煙道(yāndào)煙氣的流速，m/s；計算等速采樣所需的采氣流量Qr時，流量計上的流量讀數(shù)是在校正時的氣體狀態(tài)下的刻度，而采樣時的氣體狀態(tài)往往與校正時氣體狀態(tài)相差很大，因此，在采樣時所讀到的流量必須作相應(yīng)的修正后才成為當(dāng)時的真實流量。其修正方法用下式：在上式中，如校正流量計時使用的介質(zhì)為濕度不大的空氣第十六頁，共24頁。因此(yīncǐ)，（3）式最終可寫為在流量計前裝有冷凝器和干燥器的情況(qíngkuàng)下當(dāng)干排氣成分(chéngfèn)和空氣近似時，等速采樣流量按下式計算：第十七頁，共24頁。3.2采樣系統(tǒng)與裝置(zhuāngzhì)采樣系統(tǒng)通常由采樣管、顆粒物捕集器、干燥器、流量計量和控制裝置、抽氣泵等幾部分組成。當(dāng)采集的煙氣含有二氧化硫等腐蝕性氣體時，在采樣管出口應(yīng)設(shè)置腐蝕性氣體的凈化(jìnghuà)裝置（如雙氧水洗滌瓶等），以防止儀器受侵蝕。預(yù)測流速法的采樣系統(tǒng)圖見《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版）圖5—1—19第十八頁，共24頁。打開煙道的采樣孔，清除(qīngchú)孔中的積灰。測量煙道直徑和壁厚，確定采樣點數(shù)和位置，然后將各采樣點的位置用膠布在皮托管和采樣管上作出記號。測定排氣溫度，并記錄。進行測定時，應(yīng)將采樣孔封閉。測定排氣含濕量，并記錄。計算出含濕量。進行測定時，應(yīng)將采樣孔封閉。測定煙道內(nèi)各測點排氣的全壓和動壓，并記錄。算出各測點的流速。根據(jù)測得的排氣溫度、水分含量、靜壓和各采樣點的流速，結(jié)合選用的采樣嘴直徑，算出各采樣點的等速采樣流量。此時的等速采樣流量只是一大約值。算出的等速采樣流量流量值最好在20~30L/min之間。如超出范圍重新選擇采樣嘴，使其等速采樣流量流量值在20~30L/min之間。3.3采樣(cǎiyànɡ)步驟測定煙氣(yānqì)參數(shù)第十九頁，共24頁。裝上所選定的采樣嘴，開動抽氣泵調(diào)整至第一個采樣點所需的等速采樣流量，關(guān)閉抽氣泵，記下累積初讀數(shù)。將采樣管插入煙道中第一采樣點處，將采樣孔封閉。采樣管進出采樣孔時采樣嘴注意不要刮壁，以免進入塵粒。采樣嘴對準(zhǔn)氣流方向（其與氣流方向偏差不得大于10°）然后開動抽氣泵，并迅速調(diào)整到第一個采樣點的采樣流量。記錄流量計前的溫度和壓力，計算出比較(bǐjiào)精準(zhǔn)的等速采樣流量，并迅速調(diào)整流量計的采樣流量。由于采樣期間顆粒物在濾筒上逐漸聚集，阻力會逐漸增加，需隨時調(diào)節(jié)控制閥以保持等速采樣流量。記錄下每次調(diào)整的流量以及在此流量下采樣延續(xù)的時間。一點采樣后，立即將采樣管按順序移到第二個采樣點，同時調(diào)節(jié)流量至第二個采樣點所需的等速采樣流量。依次類推，順序在各點采樣。每點采樣時間視顆粒物濃度而定，原則上每點采樣時間應(yīng)不少于3min。各點采樣時間應(yīng)相等。采樣(cǎiyànɡ)階段第二十頁，共24頁。采樣結(jié)束后，關(guān)閉抽氣泵，小心地從煙道(yāndào)取出采樣管，注意不要倒置。記錄累積流量計終讀數(shù)。如采樣管倒置采樣，采樣結(jié)束時，應(yīng)及時記下采樣時間及累計流量計終讀數(shù)，并迅速從煙道(yāndào)中取出采樣管，正置后，再關(guān)閉抽氣泵。用鑷子將濾筒取出，輕輕敲打前彎管，并用細毛刷將附著在前彎管內(nèi)的塵粒刷到濾筒中，將濾筒用紙包好，放入專用盒中保存。每次采樣，至少采取三個樣品，取其平均值。采樣后應(yīng)再測量一次采樣點的流速，與采樣前的流速相比，如相差大于20%，樣品作廢，重新取樣。采樣(cǎiyànɡ)結(jié)束第二十一頁，共24頁。四、濃度(nóngdù)和排放量4.1采樣流量(liúliàng)的換算當(dāng)轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)流量計前裝有干燥器時—標(biāo)準(zhǔn)