鍋爐廢氣煙塵煙氣的測定

關(guān)于鍋爐廢氣煙塵煙氣的測定第1頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三煙塵煙氣的測定鍋爐的類型鍋爐參數(shù)的判定報(bào)告樣本一、采樣位置和測定點(diǎn)的確定二、煙氣溫度的測定三、煙氣壓力的測定四、煙氣含濕量的測定五、煙氣流速流量的計(jì)算六、煙塵濃度和排放量的測定七、煙氣濃度和排放量的測定

鍋爐采樣常見錯(cuò)誤與注意事項(xiàng)第2頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三鍋爐的概念鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能、高溫?zé)煔獾臒崮艿刃问?，而?jīng)過鍋爐的轉(zhuǎn)換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或郵寄熱載體。鍋的原義指在火上加熱的盛水容器，爐指燃燒燃料的場所，所以鍋爐包括鍋和爐兩大吧部分。鍋爐生產(chǎn)的熱水或蒸汽可直接為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供所需的熱能，也可通過蒸汽動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，常簡稱為鍋爐，多年用于火電站、船舶、機(jī)車和工礦企業(yè)。第3頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三鍋爐的類型一，鍋爐的分類有很多種方法：按蒸發(fā)受熱內(nèi)工質(zhì)的流動(dòng)方式可分為自然循環(huán)鍋爐，強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，直流鍋爐和復(fù)合鍋爐按出口工質(zhì)壓力可分為常壓鍋爐（表壓為0），微壓鍋爐（表壓幾十個(gè)Pa），低壓鍋爐（一般小于1.275MPa），中壓鍋爐（一般為3.825MPa），高壓鍋爐（一般為9.8MPa）等按燃燒方式可分為火床（層燃）燃燒鍋爐，火室（室燃）燃燒鍋爐，流化床燃燒鍋爐和旋風(fēng)燃燒鍋爐第4頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第5頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第6頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第8頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第9頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三層燃鍋爐：指燃料在爐排上進(jìn)行燃燒的鍋爐，包括固定爐排爐、鏈條爐排爐以及往復(fù)爐排爐等，其燃料主要是煤，木材，生物質(zhì)及生物質(zhì)成型燃料等室燃鍋爐：燃料以氣態(tài)狀在燃燒室內(nèi)進(jìn)行燃燒的鍋爐。其燃料是氣體燃料、液體燃料和煤粉；是目前電廠鍋爐的主要形式。循環(huán)流化床鍋爐爐子底部為一多孔的布風(fēng)板，空氣以高速穿經(jīng)孔眼均勻進(jìn)入布風(fēng)板上的床料層中。床料層中為熾熱的固體顆粒和少量的煤粉。當(dāng)高速空氣穿過時(shí)床料上下翻滾，形成沸騰狀態(tài)。在沸騰過程中，煤粒與空氣有良好的接觸混合，著火速度快、效率高旋風(fēng)爐燃料和空氣在高溫的旋風(fēng)筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，細(xì)小的燃料顆粒在旋風(fēng)筒內(nèi)懸浮燃燒，而較大的燃燒顆粒被甩在筒壁液態(tài)渣膜上進(jìn)行燃燒的方式稱為旋風(fēng)燃燒方式，用旋風(fēng)燃燒方式來組織燃燒的鍋爐稱為旋風(fēng)爐。第10頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第11頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第12頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第13頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第14頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第15頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第16頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第17頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第18頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第19頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（一）監(jiān)測目的和要求監(jiān)測目的:

a.檢查污染源排放廢氣中的有害物質(zhì)是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；

b.評價(jià)凈化裝置性能和運(yùn)行情況及污染防治措施的效果；

c.為大氣質(zhì)量管理與評價(jià)提供依據(jù)。一、固定污染源排氣監(jiān)測第20頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（二）采樣點(diǎn)的布設(shè)1、采樣位置

采樣位置應(yīng)選在氣流分布均勻穩(wěn)定的平直管段上，避開阻力構(gòu)件（彎頭、變徑管、三通管及閥門等易產(chǎn)生渦流），優(yōu)先選擇垂直管道。原則：應(yīng)在阻力構(gòu)件下游方向大于6倍管道直徑處或上游方向大于3倍管道直徑處。對于矩形管道用當(dāng)量直徑表示,D=2AB/(A+B)第21頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三采樣孔位置

垂直的正壓管段，即垂直管段三七開，上部0.3，下部0.7。為何選擇垂直的正壓管段？①為了取得有代表性的樣品。避免閥門、彎頭、變徑管等產(chǎn)生局部阻力的影響，否則會(huì)因塵粒在煙道在受重力作用較大的顆粒偏離流線向下運(yùn)動(dòng)，使煙道中的粉塵分布不均。②選擇正壓管段便于抽氣采樣。

返回第22頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三2、采樣點(diǎn)數(shù)目因煙道內(nèi)同一斷面上各點(diǎn)的氣流速度和煙塵濃度分布通常是不均勻的，因此，必須按照一定原則進(jìn)行多點(diǎn)采樣。根據(jù)煙道的形狀、尺寸大小和流速分布情況確定。(1)圓形煙道(2)矩形(或方形)煙道第23頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（1）圓形煙道不同直徑圓形煙道的等面積環(huán)數(shù)、采樣點(diǎn)數(shù)及采樣點(diǎn)距離煙道內(nèi)壁的距離，見74頁表2-5。

第24頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三測定點(diǎn)數(shù)目和位置（以圓形煙道為例）

1）步驟：

①確定測孔處煙道的直徑；

②根據(jù)直徑大小確定分環(huán)數(shù)目；（查表）

③按每個(gè)環(huán)上確定兩個(gè)測點(diǎn)的原則，計(jì)算整個(gè)煙道斷面的測點(diǎn)數(shù)；

④計(jì)算每個(gè)測點(diǎn)距煙道測孔內(nèi)壁的距離。即rn=直徑（m）×系數(shù)。（系數(shù)查表）第25頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三測定點(diǎn)數(shù)目和位置（以圓形煙道為例）

2）舉例：有一煙道測孔處的直徑為1米，試問共需幾個(gè)測點(diǎn)？每個(gè)測點(diǎn)距煙道測孔內(nèi)壁的距離為多少？解：根據(jù)煙道直徑為1米查表，應(yīng)分三個(gè)環(huán)，共需六個(gè)測點(diǎn)。每測點(diǎn)距煙道內(nèi)壁的距離分別如下：

γ1=1×0.044=0.044(m)γ2=1×0.146=0.146(m)第26頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三測定點(diǎn)數(shù)目和位置（以圓形煙道為例）

γ3=1×0.297=0.297(m)γ4=1×0.706=0.706(m)γ5=1×0.853=0.853(m)γ6=1×0.956=0.956(m)

現(xiàn)場采樣時(shí)，將各測點(diǎn)的距離計(jì)算好以后，用卷尺量出距離，再用電工膠布纏在采樣管上，作出記號，然后將采樣管伸進(jìn)煙道，依次進(jìn)行采樣。返回第27頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（2）矩形煙道將煙道斷面分成一定數(shù)目的等面積矩形小塊，各小塊中心即為采樣點(diǎn)位置，小矩形數(shù)目可根據(jù)煙道斷面面積大小確定。見74頁表2-6。第28頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（2）直徑大，溫度高的煙道

熱電偶測溫毫伏計(jì)測差 不同溫度，選用不同材料的熱電偶1、溫度的測量（1）直徑小的低溫的煙道 長桿水銀溫度計(jì)球直接插入煙道中心注意：測量時(shí)，應(yīng)將溫度計(jì)球部放在靠近煙道中心位置，讀數(shù)時(shí)不要將溫度計(jì)抽出煙道外。

（三）基本狀態(tài)參數(shù)的測量第29頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三2、壓力的測量

煙氣的壓力分為全壓(Pt)、靜壓(Ps)和動(dòng)壓(Pv)。

靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，表現(xiàn)為氣體在各個(gè)方向上作用于器壁的壓力。管道內(nèi)氣體的壓力比大氣壓力大時(shí)，靜壓為正。

動(dòng)壓是單位體積氣體具有的動(dòng)能，是使氣體流動(dòng)的壓力。

全壓是氣體在管道中流動(dòng)具有的總能量。在管道中任意一點(diǎn)上：Pt=Ps+Pv，所以只要測出三項(xiàng)中任意兩項(xiàng)，即可求出第三項(xiàng)。全壓和靜壓都有正負(fù)。測量煙氣壓力常用測壓管和壓力計(jì)。第30頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三測壓管標(biāo)準(zhǔn)皮托管它是一根彎成90°的雙層同心圓管，其開口端與內(nèi)管相通，用來測量全壓；在靠近管頭的外管壁上開有一圈小孔，用來測量靜壓。標(biāo)準(zhǔn)皮托管具有較高的測量精度，其校正系數(shù)近似等于1，但測孔很小，如果煙氣中煙塵濃度大，易被堵塞，因此只適用于含塵量少的煙氣。第31頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三標(biāo)準(zhǔn)皮托管第32頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三測壓管S形皮托管由兩根相同的金屬管并聯(lián)組成，測量端有兩個(gè)大小相等、方向相反的開口，測量煙氣壓力時(shí)，一個(gè)開口面向氣流，接受氣流的全壓，另一個(gè)開口背向氣流，接受氣流的靜壓。由于氣體繞流的影響，測得的靜壓比實(shí)際值小，因此，在使用前必須用標(biāo)準(zhǔn)皮托管進(jìn)行校正。因開口較大，適用于測煙塵含量較高的煙氣。第33頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三S形皮托管第34頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三壓力計(jì)U形壓力計(jì)是一個(gè)內(nèi)裝工作液體的U形玻璃管。常用的工作液體有水、乙醇、汞，視被測壓力范圍選用。使用時(shí)，將兩端或一端與測壓系統(tǒng)連接，測得壓力（P）用下式計(jì)算：P=ρ·g·h式中：ρ——工作液體的密度（kg/m3）g——重力加速度（m/s2）；h——兩液面高度差（m）。第35頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三壓力計(jì)傾斜式微壓計(jì)由一截面積較大的容器和一截面積很小的玻璃管組成，內(nèi)裝工作溶液，玻璃管上的刻度表示壓力讀數(shù)。測壓時(shí)，將微壓計(jì)容器開口與測壓系統(tǒng)中壓力較高的一端相連，斜管與壓力較低的一端相連，作用在兩個(gè)液面上的壓力差使液柱沿斜管上升，可計(jì)算得到壓力（P）第36頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三傾斜式微壓計(jì)

第37頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三動(dòng)壓和靜壓測量方法第38頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三靜壓測定原理圖：第39頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三動(dòng)壓測定原理圖：第40頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三3、流速和流量的計(jì)算

在測出煙氣的溫度、壓力等參數(shù)后，按下式計(jì)算各測點(diǎn)的煙氣流速(vs)：

第41頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三3、流速和流量的計(jì)算第42頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（四）含濕量的測定

煙氣中的水蒸氣含量較多，變化范圍較大，為便于比較，監(jiān)測方法規(guī)定以除去水蒸氣后標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煙氣為基準(zhǔn)表示煙氣中的有害物質(zhì)的測定結(jié)果。

含濕量測定方法：1.重量法2.冷凝法3.干濕球溫度計(jì)法。第43頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三干濕球溫度計(jì)法煙氣以一定流速通過干濕球溫度計(jì)，根據(jù)干濕球溫度計(jì)讀數(shù)及有關(guān)壓力計(jì)算煙氣含濕量。第44頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三五、煙塵濃度和排放量的測定1．原理：等速采樣2．采樣系統(tǒng)3．采樣過程4．計(jì)算返回第45頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（五）煙塵濃度的測定1、原理

抽取一定體積煙氣通過已知重量的捕塵裝置，根據(jù)捕塵裝置采樣前后的重量差和采樣體積，計(jì)算排氣中煙塵濃度。測定排氣煙塵濃度必須采用等速采樣法，即煙氣進(jìn)入采樣嘴的速度應(yīng)與采樣點(diǎn)煙氣流速相等。采氣流速大于或小于采樣點(diǎn)煙氣流速都將造成測定誤差。（為什么要等速采樣呢？）

第46頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三

當(dāng)采樣速度大于采樣點(diǎn)的煙氣流速時(shí)（Vn>Vs），由于氣體分子的慣性小，容易改變方向，而塵粒慣性大，不容易改變方向，所以采樣嘴邊緣以外的部分氣流被抽入采樣嘴，而其中的塵粒按原方向前進(jìn)，不進(jìn)入采樣嘴，從而導(dǎo)致測量結(jié)果偏低；當(dāng)采樣速度小于采樣點(diǎn)的煙氣流速時(shí)（Vn<Vs），情況正好相反，使測定結(jié)果偏高；只有Vn=Vs時(shí)，氣體和煙塵才會(huì)按照它們在采樣點(diǎn)的實(shí)際比例進(jìn)入采樣嘴，采集的煙氣樣品中煙塵濃度才與煙氣實(shí)際濃度相同。

第47頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三2、采樣類型移動(dòng)采樣：用一個(gè)捕集器在已確定的采樣點(diǎn)上移動(dòng)采樣，各點(diǎn)采樣時(shí)間相同，計(jì)算出斷面上煙塵的平均濃度。這是目前普遍采用的方法。定點(diǎn)采樣：為了解煙道內(nèi)煙塵的分布狀況和確定煙塵的平均濃度，分別在斷面上每個(gè)采樣點(diǎn)采樣，即每個(gè)采樣點(diǎn)采集一個(gè)樣品。間斷采樣：適用于有周期性變化的排放源，即根據(jù)工況變化情況，分時(shí)段采樣，求出時(shí)間加權(quán)平均濃度。第48頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三移動(dòng)采樣示意圖：第49頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三3、等速采樣方法

(1)預(yù)測流速（或普通采樣管）法：該方法在采樣前先測出采樣點(diǎn)的煙氣溫度、壓力、含濕量，計(jì)算出流速，再結(jié)合采樣嘴直徑計(jì)算出等速采樣條件下各采樣點(diǎn)的采樣流量。采樣時(shí)，通過調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥按照計(jì)算出的流量采樣。由于預(yù)測流速法測定煙氣流速與采樣不是同時(shí)進(jìn)行，故僅適用煙氣流速比較穩(wěn)定的污染源。

第50頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三預(yù)測流速法煙塵采樣裝置第51頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（2）皮托管平行測速采樣法：該方法將采樣管、S型皮托管和熱電偶溫度計(jì)固定在一起插入同一采樣點(diǎn)，根據(jù)預(yù)先測得的煙氣靜壓、含濕量和當(dāng)時(shí)測得的動(dòng)壓、溫度等參數(shù)，結(jié)合選用的采樣嘴直徑，由編有程序的計(jì)算器及時(shí)算出等速采樣流量，迅速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)至所要求的讀數(shù)。此法與預(yù)測流速采樣法不同之處在于測定流量和采樣幾乎同時(shí)進(jìn)行，適用于工況易發(fā)生變化的煙氣。第52頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三采樣頭采樣管S形皮托管熱電偶第53頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三

常見的采樣管有超細(xì)玻璃纖維濾筒采樣管和剛玉濾筒采樣管。它們由采樣嘴、濾筒夾及濾筒、連接管組成。超細(xì)玻璃纖維濾筒適用于500℃以下的煙氣。剛玉濾筒由剛玉砂等燒結(jié)制成，適用于1000℃以下的煙氣。這兩種濾筒對0.5μm以上的煙塵捕集效率都在99.9%以上。

第54頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三6.2采樣系統(tǒng)

塵粒采樣系統(tǒng)由采樣管、濾筒、流量測量裝置和抽氣泵等組成。其中普通型采樣管由采樣嘴、濾筒夾和連接管構(gòu)成。返回第55頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三6.3采樣過程①采樣前：濾筒恒重；連接系統(tǒng)，檢漏；預(yù)測流速。②采樣：移動(dòng)采樣。③采樣后：濾筒恒重。第56頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三濾筒恒重：第57頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三4、煙塵濃度計(jì)算