固定污染源排氣監(jiān)測中采樣質(zhì)量保證的探討

固定污染源排氣監(jiān)測質(zhì)量保證是整個排氣監(jiān)測過程的壘面質(zhì)量管理，其目的是取得準確可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，使采集的樣品具有代表性、完整性;分析的數(shù)據(jù)具有精密性、準確性和可靠性，為大氣質(zhì)量管理與評價提供依據(jù)，為社會提供公正數(shù)據(jù)。

1、采樣方法質(zhì)量保證

1.1 采樣位置的選擇。在測定排氣流量和采集煙塵樣品時，為了取得有代表性的樣品，盡可能將采樣位置選擇在煙囪或地面管道氣流比較平穩(wěn)，排氣成分和塵粒濃度較為均勻的管段中。距彎頭、閥門和其它變徑管段下游方向大于6倍直徑處，或在其上游方向3倍直徑處。對于特殊監(jiān)測現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)空間位置、管道布局的實際情況，選擇比較適宜的管段采樣，但采樣段面與彎頭的距離至少是煙道直徑的1.5倍，并適當(dāng)增加測點數(shù)量。其次，在有引風(fēng)機的地方盡可能選擇遠離引風(fēng)機的斷面，因為突然的氣流變化會導(dǎo)致測試結(jié)果失真。再次，在水平煙道和垂直煙道的情況下，要考慮塵粒的重力沉降作用，較大塵粒有偏離流線向下運動的趨勢，水平煙道中的塵粒濃度不如垂直煙道均勻，故測點應(yīng)優(yōu)先選擇煙道垂直位置。

當(dāng)測定排氣流量和采集塵粒樣品時，分別按照圓形、矩形和拱形煙道的形狀、尺寸大小和流速分布均勻情況，將煙道斷面劃分為適當(dāng)測量的同心等面積圓環(huán)或等面積方塊，斷面內(nèi)測點的位置和數(shù)目，根據(jù)采樣點布置原則確定。在同一斷面進行多點測定，才能取得較為準確的數(shù)據(jù)。

1.2 采樣方式的選擇。煙塵的采樣必須遵循等速原則，即含塵排氣進入采樣嘴的抽氣流速必須與煙道內(nèi)該點流速等速。煙塵的采樣方式分為預(yù)測流速法、平行采樣法、等速采樣法三種。預(yù)測流速法操作過程復(fù)雜，計算繁瑣，所需時間長，在煙道流速變化時必須重新計算，調(diào)整采樣流速。特別是在煙道流速波動大時，采樣精度無法保證。僅適用于排氣流速比較穩(wěn)定的固定污染源監(jiān)測。平行采樣法不需要預(yù)先測定流速，可以在采樣的同時跟蹤排氣流速的變化，調(diào)整采樣流量，操作簡便，但當(dāng)煙塵濃度較大時，測壓孔易被堵塞，在3，Om/s以下流速使用時，誤差較大，最好能在采樣斷面的流速大于5.0m/s以上進行采樣。

2、排氣有關(guān)參數(shù)測定的質(zhì)量保證

2.1 排氣溫度測定。用玻璃水銀溫度計(或熱電偶溫度計)測定排氣溫度時，將溫度計球部(或熱電偶工作端)放在煙道中心位置，一般停留時間不少于5min，待溫度穩(wěn)定不變后再讀數(shù)，而不能把它抽出煙道外讀數(shù)，以免產(chǎn)生較大的誤差。另外測定時將采樣孔用布或回絲堵住，防止環(huán)境溫度對排氣溫度產(chǎn)生影響。

2.2 排氣含濕量測定。排氣含濕量測定方法有重量法、冷凝法和干濕球法。目前普遍采用(GSC-I型測濕計)干濕球法測定，該法具有操作簡便、快速特點。

測定時將采樣管插人煙道中心，使排氣通過濾筒或玻璃棉過濾器，除去塵粒，然后以(15-20)L/rain速度流過干濕球溫度計，濕球溫度上升比較緩慢，在達到某一平衡值后則稍微停頓一下，穩(wěn)定后讀數(shù)，記下干濕球溫度和濕球表面的相對壓力，計算排氣含濕量。

當(dāng)排氣溫度較低或含濕量較大時，采樣管應(yīng)先預(yù)熱(5-10)min后再進行采樣。以免排氣到達濕球溫度計前水汽冷凝而產(chǎn)生誤差，影響排氣含濕量及等速采樣流量計算結(jié)果，使采樣體積產(chǎn)生偏差。所以，采樣管的加熱溫度視季節(jié)不同而異，冬季應(yīng)高些，夏季可低些，以不出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象為原則(一般排氣在干球上達到70℃即不會結(jié)露)。采樣管與干球一側(cè)相連接的硅膠管，一般為(100-200)mm即可。

2.3 排氣壓力測定。

排氣壓力常用皮托管(標(biāo)準型、s型)或壓力計(U型壓力計、傾斜式微壓計)來測定。根據(jù)測定煙道氣體的實際壓力情況選用儀器。

測定前將儀器調(diào)整水平位置，檢查液體內(nèi)有無氣泡，并將液面調(diào)至零點;然后測定動壓、靜壓和全壓。用橡皮管將皮托管與壓力計相連接。皮托管嘴要對準或垂直于氣流方向，其偏差不大于5°。每次測定重復(fù)三次，取平均值。

2.4 排氣過量空氣系數(shù)測定。過量空氣系數(shù)(亦稱過剩空氣系數(shù))用符號“α”表示，是實際空氣量與理論空氣量的比值。α越大，爐腔的氧氣越多，燃燒越充分。但是，氧氣量太多會使?fàn)t腔溫度降低，同時也降低燃燒效果，排煙的熱損也會增加，使鍋爐的熱效率降低，煙氣量增加，燃氣所攜帶的煙塵量也隨之增加。一般來說，α在1.8以下，對鍋爐運行最佳。故國家在《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準》(GBl3271-2001)、工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(GB9078-1996)中規(guī)定的理論過量空氣系數(shù)，工業(yè)鍋爐出口α為1.8、進口α為1.7;工業(yè)爐窯α為1.7。

排氣中過量空氣系數(shù)測定采用奧氏氣體分析儀或氧分析儀。奧氏氣體分析儀是一種經(jīng)典分析方法，但操作麻煩，儀器易損壞，而氧分析儀操作簡便，現(xiàn)場測定直接取得監(jiān)測數(shù)據(jù)，了解燃燒工況及管路和除塵系統(tǒng)漏氣的實際情況，為及時采取改進措施提供依據(jù)。測定含氧量時一定要把采樣孔堵嚴，防止外界空氣漏入煙道內(nèi)使過量空氣系數(shù)產(chǎn)生偏差。在實際運行中，導(dǎo)致α偏大甚至高達5-10，從而影響煙塵折算濃度。影響因素有如下幾點:

(1)設(shè)備狀況不佳，運行水平低，實測爐排燃燒面積小，大量冷空氣從爐排竄入爐腔。

(2)鍋爐尾部煙道或除塵器本身漏風(fēng)。

(3)測定過程中，由于測孔堵塞不嚴。

(4)在負壓煙道中，大量的外界空氣被吸入。

3、煙塵監(jiān)測質(zhì)量保證

3.1 工況的選擇。根據(jù)煙塵測試方法標(biāo)準，鍋爐煙塵排放濃度的測試應(yīng)在鍋爐熱工況穩(wěn)定后運行。所謂熱工況穩(wěn)定是指爐墻、鋼結(jié)構(gòu)等部件的吸熱達到飽和穩(wěn)定狀態(tài)。

煙塵采樣前必須深入現(xiàn)場，了解鍋爐、爐窯使用的燃料、燃燒方式、燃爐工況和除塵裝置。測定煙塵時，生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，因生產(chǎn)過程而引起排放情況變化的污染源，應(yīng)根據(jù)變化的特點和周期進行系統(tǒng)的測定，以得到可靠的數(shù)據(jù)。當(dāng)測試鍋爐煙塵排放濃度時，運行負荷不能低于80%，對于手燒鍋-爐測定時間不得小于2個加煤周期。

3.2 煙塵捕集過程的質(zhì)量保證。在選擇好測點后，為確保采集質(zhì)量，須做到以下幾點:

(1)檢查煙塵采樣儀器性能，氣路系統(tǒng)是否漏氣，干燥器中硅膠是否失效，儀表指針是否在零點等，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

(2)根據(jù)各測點排氣狀態(tài)參數(shù)、流速和選用的采樣嘴直徑，計算出各點的等速采樣流量。采樣方法有移動采樣和定點采樣兩種，目前普遍采用移動采樣法。

(3)為了取得有代表性的煙塵樣品，需等速采樣，即氣體進入采樣嘴的速度與采樣點的排氣速度相等，其相對誤差應(yīng)在5%-+10%以內(nèi)。采樣速度大于或小于采樣點的排氣速度都將使采樣結(jié)果產(chǎn)生偏差。

(4)將已稱重的濾筒裝入采樣管內(nèi)，并把選定的采樣嘴裝在采樣管上插入煙道第一個采樣處。使采樣嘴對準排氣流動方向，其偏差不得大于5°。然后開動抽氣泵，迅速調(diào)節(jié)第一點等速采樣流量，第一點采樣后，立即將采樣嘴移至第二點，同時迅速調(diào)節(jié)第二點所需的采樣流量，依次類推，每點采樣時間應(yīng)相等。采樣期間，由于塵粒在濾筒上逐漸聚集，阻力會不斷增加，需隨時調(diào)節(jié)流量。每次采樣至少采3個樣品，取平均值。采樣總體積>1m3。

(5)每次采樣結(jié)束，將采樣嘴背向氣流方向，切斷采樣器電源，避免由于煙道負壓引起倒吸塵粒。取出采樣管時不要倒置，以免塵粒倒出，用鑷子取出濾筒，小心塵粒損失，放入專用盒中保存，帶回實驗室稱重。

(6)為保證采集樣品的質(zhì)量，采樣結(jié)束時，應(yīng)再測試一次采樣點的流速，與采樣前的流速相比較，如相差>20%，則樣品作廢，應(yīng)重新取樣。