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摘要:本文对废气流量监测过程中常见的一些问题进行探讨,并提出了实际工作中应该采取的解决办法。
关键词:固定污染源;流量;监测
中图分类号:X501文献标识码: A
在项目竣工验收监测、污染源监督性监测等固定污染源监测过程中,虽然已有监测标准和规范,但在实际工作中仍会遇到一些标准中未具体规定而又十分重要问题,如工况的控制、监测点位布设不规范、测孔和尘粒的干扰、湿度的影响等问题,导致废气流量测量不准确。针对上面所述,结合平时实监测过程中所注意的若干问题谈一下自己的体会,以便大家共同探讨。
1.监测断面的影响
《固定污染源排气中颗粒物与气态污染物采样方法》中规定采样位置应优选垂直管段。避开弯头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。《空气和废气监测质量保证技术规定》又补充了对确有困难的管道,采样位置设置在不少于1.5倍直径处。并增加监测断面的点数,采样断面的气流最好在5m/s以上等。在实际工作中绝大多数监测条件无法满足上述要求,只能降低条件开设采样孔,以保证采样工作的顺利进行。尤其是一些小的窑炉(如退火炉、加热炉等)在其砖砌的烟囱上开孔监测时,虽然监测断面的设置达到上述要求,由于断面尺寸较大,流速偏低,实测时动压偏小,监测结果误差较大。
在实际预测流速和等速采样过程中还发现,采样断面同一采样直径线上,靠近测孔半幅测点的流速普遍小于远离测孔的半幅对称测点的流速,特别是在采样直径线上靠近测孔的第1个测点,由于受到测孔的影响,气流在此呈局部紊流状态,而非较稳定的层流,在等速采样中使采样参数很不稳定,流速不稳,采样误差增大。可取消这一测点,而在另半幅测点的对应点位(最后一个)测双倍时间来替代,以尽量减少测点对采样的影响。同时在采样过程中时,用堵布等简易物品堵塞采样孔周围的缝隙以降低测孔的影响,同时避免堵布边角被吸到管道中扰乱气流。
2.仪器的操作的影响
熟悉所使用仪器的工作原理,按操作顺序进行采样,因为前面的每一步都是在为后面的内容提供必要的参数。例如:大气压、压力校零和动、静压预测就是为含湿量的测定输入了相应的参数(这一点从含湿量计算的公式中可以看出)。
3.含湿量的影响
目前常用的是“干湿球法”因为它快捷、简便。但在测量过程中应注意下列问题:第一,测量时间要足够长。首先预测排气的温度,在测量过程中要注意干温的数值应升到尽量接近烟温,不要急于按确定键;第二,注意保温。由于含湿量的温度计位于管道外,受环境温度影响,当排气温度较高时,含湿量枪测量出的干温低于排气温度,进而影响了湿球温度的升高,而含湿量的高低湿球温度是一个关键的决定因素。因此,在测量过程中,含湿量枪应尽量靠近管道。使用该方法应同时注意两种情况的发生:第一,湿球水分蒸发殆尽时,湿球温度会明显上升,应给湿球补充水分后再进行测量;第二,连续对多个污染源进行测量时,需要待湿球温度与环境温度平衡后再进行。该方法有局限性,在下列两种情况下不易使用:(1)被测气体处于饱和状态,湿球水分不再蒸发;(2)被测气体温度过高,导致湿球温度升至100℃,这时湿球温度不再受气体湿度的影响。
4.采样过程中的影响
采样前首先应了解处理设施引风机的位置和额定风量,系统连接管道有无漏风的地方,并随时记录采样过程中生产设备的运行情况,以便判断监测数据的合理性;弄清楚气体流动的方向(即决定采样嘴的方向),采样管进入测孔后,始终要与监测孔垂直,否则监测出的数据就可能出现误差。表1就固定污染源废气流量监测的一组数据进行分析。
表1 某水泥厂熟料库顶监测
测点 煙道静压(KPa) 烟气流速(m/s) 标况流量(Nm3/h) 工况流量(m3/h)
第1点 -2.23 7.3 3334 5191
第2点 -2.42 15.0 6789 10597
第3点 -2.45 14.8 6694 10441
第4点 -2.36 11.6 5242 8167
综合点 -2.31 12.5 5692 8860
采样管偏左 -2.32 7.5 3410 5309
备注 (1)第1点至第4点是按照规范布设的4个监测点位。探头偏左是人为的将探头不按采样规范移动。
(2)综合点为烟道内所布4个点所测得平均流量
由表1可知,烟道内布设4个监测点位(监测点位为圆形烟道,监测点位规范)每个监测点监测的流量数据不一致,平均值与综合点监测的平均流量基本吻合。从表中我们就可以得出结论:如果监测时不按规范布点或监测点过少,探头偏移,不按规范进行采样,采样结果就会出现偏差。
采样过程中同时要始终注意显示屏上各参数的变化,一旦数据显示异常,就说明采样的某个环节出现了问题,要立即按暂停键进行检查。比如:排气量数值不稳(包括除尘器前、后风量不一致)问题:(1)查监测断面尺寸测量是否准确;(2)查仪器中各项参数输入是否准确;(3)查皮托管是否通畅;(4)增加采样点:圆形管道按十字孔采样并增大两条线上的测点数,矩形管道增加测孔数量和测点数量;(5)检查皮托管连接软管是否松动或脱落(在采样过程中表现为动压突变);(6)仪器显示动压为零或负值:①皮托管软管接错正压、负压接口(即气流方向判断错误);②测量前未调零;③管路漏气;④调零时未悬空。
5.尘粒的对流量的影响
在除尘前的管道进行采样时,由于尘粒浓度很高,尘粒对测压孔的影响很大。实测中动压和全压波动较快而且幅度大,计算的等速采样流量相应波动快、幅度大、跟踪效果较差。在同一移动采样直径线上不同点位之间的流速变化也很大。实测结果表明,进入除尘器前的废气流量往往比从除尘器出来后的废气流量小很多。除了除尘器本身有一定的漏风外,相当部分是由于尘粒的影响而造成的采样误差。在采集除尘前的样品时,应增加除尘前的采样点,适当增加各点采样时间(不能太长,否则过量的集尘造成堵塞,致使采样误差更大)。对尘粒浓度高的管段采用定点采样代替移动采样,注意清除测压孔的积尘,测压孔偏离气流方向不能超过5%。
小结
固定污染源流速测定的方法是比较成熟的,但存在的问题大部分是认为造成的,因此通过加强监测过程质量的监督管理,在实践中不断提高监测人员的技术素质来提高流量监测的准确性、可靠性。
参考文献:
[1]刘启贞. 固定污染源烟气流速手工监测方法改进研究[J]. 中国环境监测,2010,01:23-26.
[2]白进林. 固定污染源废气流量监测中需注意问题的探讨[J]. 青海环境,2010,02:94-95.
[3]吕升. 固定污染源监测断面的选择对流量测定的影响[J]. 环境监测管理与技术,2001,02:39-41.
[4]鲍煜东. 固定污染源烟尘监测的研究[J]. 化学工程与装备,2009,07:214-217.
[5]张海荣. 固定污染源废气监测中的有关问题探讨[J]. 污染防治技术,2009,04:113-114.
[6]郭进. 固定污染源监测中的全程序质量控制[J]. 云南环境科学,2005,S1:200-202.
[7]黄桂荣. 固定污染源废气监测中有关问题的探讨[J]. 干旱环境监测,2006,01:60-62.
关键词:固定污染源;流量;监测
中图分类号:X501文献标识码: A
在项目竣工验收监测、污染源监督性监测等固定污染源监测过程中,虽然已有监测标准和规范,但在实际工作中仍会遇到一些标准中未具体规定而又十分重要问题,如工况的控制、监测点位布设不规范、测孔和尘粒的干扰、湿度的影响等问题,导致废气流量测量不准确。针对上面所述,结合平时实监测过程中所注意的若干问题谈一下自己的体会,以便大家共同探讨。
1.监测断面的影响
《固定污染源排气中颗粒物与气态污染物采样方法》中规定采样位置应优选垂直管段。避开弯头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。《空气和废气监测质量保证技术规定》又补充了对确有困难的管道,采样位置设置在不少于1.5倍直径处。并增加监测断面的点数,采样断面的气流最好在5m/s以上等。在实际工作中绝大多数监测条件无法满足上述要求,只能降低条件开设采样孔,以保证采样工作的顺利进行。尤其是一些小的窑炉(如退火炉、加热炉等)在其砖砌的烟囱上开孔监测时,虽然监测断面的设置达到上述要求,由于断面尺寸较大,流速偏低,实测时动压偏小,监测结果误差较大。
在实际预测流速和等速采样过程中还发现,采样断面同一采样直径线上,靠近测孔半幅测点的流速普遍小于远离测孔的半幅对称测点的流速,特别是在采样直径线上靠近测孔的第1个测点,由于受到测孔的影响,气流在此呈局部紊流状态,而非较稳定的层流,在等速采样中使采样参数很不稳定,流速不稳,采样误差增大。可取消这一测点,而在另半幅测点的对应点位(最后一个)测双倍时间来替代,以尽量减少测点对采样的影响。同时在采样过程中时,用堵布等简易物品堵塞采样孔周围的缝隙以降低测孔的影响,同时避免堵布边角被吸到管道中扰乱气流。
2.仪器的操作的影响
熟悉所使用仪器的工作原理,按操作顺序进行采样,因为前面的每一步都是在为后面的内容提供必要的参数。例如:大气压、压力校零和动、静压预测就是为含湿量的测定输入了相应的参数(这一点从含湿量计算的公式中可以看出)。
3.含湿量的影响
目前常用的是“干湿球法”因为它快捷、简便。但在测量过程中应注意下列问题:第一,测量时间要足够长。首先预测排气的温度,在测量过程中要注意干温的数值应升到尽量接近烟温,不要急于按确定键;第二,注意保温。由于含湿量的温度计位于管道外,受环境温度影响,当排气温度较高时,含湿量枪测量出的干温低于排气温度,进而影响了湿球温度的升高,而含湿量的高低湿球温度是一个关键的决定因素。因此,在测量过程中,含湿量枪应尽量靠近管道。使用该方法应同时注意两种情况的发生:第一,湿球水分蒸发殆尽时,湿球温度会明显上升,应给湿球补充水分后再进行测量;第二,连续对多个污染源进行测量时,需要待湿球温度与环境温度平衡后再进行。该方法有局限性,在下列两种情况下不易使用:(1)被测气体处于饱和状态,湿球水分不再蒸发;(2)被测气体温度过高,导致湿球温度升至100℃,这时湿球温度不再受气体湿度的影响。
4.采样过程中的影响
采样前首先应了解处理设施引风机的位置和额定风量,系统连接管道有无漏风的地方,并随时记录采样过程中生产设备的运行情况,以便判断监测数据的合理性;弄清楚气体流动的方向(即决定采样嘴的方向),采样管进入测孔后,始终要与监测孔垂直,否则监测出的数据就可能出现误差。表1就固定污染源废气流量监测的一组数据进行分析。
表1 某水泥厂熟料库顶监测
测点 煙道静压(KPa) 烟气流速(m/s) 标况流量(Nm3/h) 工况流量(m3/h)
第1点 -2.23 7.3 3334 5191
第2点 -2.42 15.0 6789 10597
第3点 -2.45 14.8 6694 10441
第4点 -2.36 11.6 5242 8167
综合点 -2.31 12.5 5692 8860
采样管偏左 -2.32 7.5 3410 5309
备注 (1)第1点至第4点是按照规范布设的4个监测点位。探头偏左是人为的将探头不按采样规范移动。
(2)综合点为烟道内所布4个点所测得平均流量
由表1可知,烟道内布设4个监测点位(监测点位为圆形烟道,监测点位规范)每个监测点监测的流量数据不一致,平均值与综合点监测的平均流量基本吻合。从表中我们就可以得出结论:如果监测时不按规范布点或监测点过少,探头偏移,不按规范进行采样,采样结果就会出现偏差。
采样过程中同时要始终注意显示屏上各参数的变化,一旦数据显示异常,就说明采样的某个环节出现了问题,要立即按暂停键进行检查。比如:排气量数值不稳(包括除尘器前、后风量不一致)问题:(1)查监测断面尺寸测量是否准确;(2)查仪器中各项参数输入是否准确;(3)查皮托管是否通畅;(4)增加采样点:圆形管道按十字孔采样并增大两条线上的测点数,矩形管道增加测孔数量和测点数量;(5)检查皮托管连接软管是否松动或脱落(在采样过程中表现为动压突变);(6)仪器显示动压为零或负值:①皮托管软管接错正压、负压接口(即气流方向判断错误);②测量前未调零;③管路漏气;④调零时未悬空。
5.尘粒的对流量的影响
在除尘前的管道进行采样时,由于尘粒浓度很高,尘粒对测压孔的影响很大。实测中动压和全压波动较快而且幅度大,计算的等速采样流量相应波动快、幅度大、跟踪效果较差。在同一移动采样直径线上不同点位之间的流速变化也很大。实测结果表明,进入除尘器前的废气流量往往比从除尘器出来后的废气流量小很多。除了除尘器本身有一定的漏风外,相当部分是由于尘粒的影响而造成的采样误差。在采集除尘前的样品时,应增加除尘前的采样点,适当增加各点采样时间(不能太长,否则过量的集尘造成堵塞,致使采样误差更大)。对尘粒浓度高的管段采用定点采样代替移动采样,注意清除测压孔的积尘,测压孔偏离气流方向不能超过5%。
小结
固定污染源流速测定的方法是比较成熟的,但存在的问题大部分是认为造成的,因此通过加强监测过程质量的监督管理,在实践中不断提高监测人员的技术素质来提高流量监测的准确性、可靠性。
参考文献:
[1]刘启贞. 固定污染源烟气流速手工监测方法改进研究[J]. 中国环境监测,2010,01:23-26.
[2]白进林. 固定污染源废气流量监测中需注意问题的探讨[J]. 青海环境,2010,02:94-95.
[3]吕升. 固定污染源监测断面的选择对流量测定的影响[J]. 环境监测管理与技术,2001,02:39-41.
[4]鲍煜东. 固定污染源烟尘监测的研究[J]. 化学工程与装备,2009,07:214-217.
[5]张海荣. 固定污染源废气监测中的有关问题探讨[J]. 污染防治技术,2009,04:113-114.
[6]郭进. 固定污染源监测中的全程序质量控制[J]. 云南环境科学,2005,S1:200-202.
[7]黄桂荣. 固定污染源废气监测中有关问题的探讨[J]. 干旱环境监测,2006,01:60-62.