鍋爐廢氣監(jiān)測注意事項

馬智斌

莆田市仙游環(huán)境監(jiān)測站

1 前言

鍋爐是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備之一，該設(shè)備的出現(xiàn)雖為人們生活，工業(yè)生產(chǎn)提供了良好的能量支持，但是，鍋爐大多使用煤作為燃料，在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的煙塵和有毒氣體，不僅會影響相關(guān)工作人員的人身安全，若這些有毒氣體直接排放至空氣中，還會對我國大氣環(huán)境造成嚴(yán)重地不良影響，因此，就需要嚴(yán)格做好鍋爐廢氣監(jiān)測，以指導(dǎo)鍋爐生產(chǎn)企業(yè)做好鍋爐廢氣排放工作和相關(guān)政府部門做好大氣環(huán)境管理工作。然而，鍋爐廢氣監(jiān)測是一項復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，不僅對采樣監(jiān)測人員的專業(yè)技能具有較高的要求，同時還需要其具備高度的責(zé)任心、耐心等，嚴(yán)格做好廢氣監(jiān)測過程中一些細(xì)微工序的處理，才能全面提高鍋爐廢氣監(jiān)測質(zhì)量，從而為我國環(huán)境檢測提供可靠的依據(jù)。

2 鍋爐廢氣監(jiān)測的定義及重要性

鍋爐廢氣監(jiān)測指的是監(jiān)測人員通過對鍋爐排放的廢棄進(jìn)行采樣和分析，以檢查排放的廢氣是否達(dá)標(biāo)，并為其出具一份完整性、準(zhǔn)確性、精密性、可比性的監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用該監(jiān)測數(shù)據(jù)不僅能指導(dǎo)鍋爐生產(chǎn)企業(yè)做好鍋爐廢氣排放工作，同時還能為我國大氣環(huán)境管理工作提供可靠的參考依據(jù)，從而能有效提升我國大氣環(huán)境管理質(zhì)量，進(jìn)而有助于實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)[1]。

3 鍋爐廢氣監(jiān)測操作程序

3.1 做好采樣前的檢查和準(zhǔn)備工作

采樣前，監(jiān)測人員需全面檢查采樣泵、煙塵采樣管路、干燥器等儀器，第一步，要確保儀器整體干凈；第二步檢查儀器流量，確保儀器流量準(zhǔn)確度≤+2.5%；第三步檢查煙氣流量，確保儀器煙氣空載流量≥500mL/min；第四步，檢查儀器S02示值，確保儀器S02示值變化≤+3%；然后，還需準(zhǔn)備好采樣濾筒，采樣濾筒需滿足400°C以上高溫排氣中使用要求[2]。

3.2 采樣

在采樣過程中，監(jiān)測人員需嚴(yán)格執(zhí)行以下操作程序進(jìn)行采樣。

（1）記錄采樣濾筒編號，再將其置入采樣管，然后，用濾筒托或濾筒壓蓋壓緊濾筒進(jìn)口。

（2）打開煙道采樣孔，將孔中的積灰清除干凈。

（3）測量采樣孔斷面長寬，計算其面積，再根據(jù)斷面面積確定采樣位置和點數(shù)，然后，用膠布在采樣器上標(biāo)記采樣點位置。

（4）儀器連接，將采樣管的皮托管接嘴與主機(jī)面板上的兩個△P 接嘴連接，皮托管面向和背向氣流方向的接嘴分別連接到“+”、“-”端。然后將面板上標(biāo)有“煙塵”的接嘴和干燥筒上一個接作用橡膠管連接，另一接嘴連接煙塵取樣管的氣路接嘴，并記錄濾筒編號，旋緊濾筒壓蓋。

（5）開機(jī)，打開采樣泵電源開關(guān)，使儀器進(jìn)入自檢初始狀態(tài)。

（6）設(shè)置參數(shù)，儀器完成自檢后可進(jìn)入主菜單參數(shù)設(shè)置狀態(tài)，此時，采樣人員可在主菜單上設(shè)置時間、日期、大氣壓等必要的參數(shù)，參數(shù)設(shè)置完成后，可按數(shù)字鍵進(jìn)行確定保存，若設(shè)置過程中需要修改或發(fā)現(xiàn)錯誤，可按取消鍵，然后，重新輸入[3]。

（7）采樣布點，參數(shù)設(shè)置完成后，采樣人員還可選擇布點菜單，使儀器進(jìn)入布點狀態(tài)，提示選擇煙道形狀，一般的鍋爐煙道形狀為圓形，因此，采樣人員可選擇圓形煙道菜單，按以期提示輸入直徑、測孔數(shù)、分環(huán)數(shù)、側(cè)測孔外端距內(nèi)壁距離、單孔測點數(shù)等，然后，選擇計算距離，儀器可自動計算出測點位置，并將此位置標(biāo)記在煙塵采樣管上。

（8）工況測量，選擇工況菜單，儀器可進(jìn)入工況測量狀態(tài)。

（9）濕度測量，采樣人員需將主機(jī)與干燥球溫度計連接，然后將采樣管置入煙道預(yù)熱數(shù)分鐘，再選擇含濕量菜單，使儀器進(jìn)入濕度測量狀態(tài)，待含濕量穩(wěn)定后，按確認(rèn)鍵，對煙氣含濕量進(jìn)行記錄。

（10）煙氣分析，采樣人員需將主機(jī)與煙氣采樣管連接，選擇煙氣分析菜單，對煙氣含氧量、S02濃度進(jìn)行測量，待測值進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，按確認(rèn)鍵，記錄測量結(jié)果[4]。

（11）煙塵采樣，完成煙氣分析后，采樣人員還需在煙道內(nèi)放入煙塵采樣管，并選擇自動采樣菜單和根據(jù)采樣儀器光標(biāo)指示，依次設(shè)置采樣點、濾筒編號、采樣時間、采樣嘴等，然后，按下確認(rèn)鍵進(jìn)入采樣狀態(tài)。采樣過程中，需在每個采樣點采集至少三個樣品，每個點位采樣時間應(yīng)保持3 分鐘以上。完成煙塵采樣后，從煙道測孔中取出采樣管(不可倒置采樣管)，然后，將濾筒壓蓋打開，用鑷子取出濾筒，對前采樣彎頭進(jìn)行輕輕敲打，若彎頭內(nèi)附著塵粒子，需用細(xì)毛刷將塵粒刷入到濾筒中，并用紙包好濾筒將其保存在專用盒中。

3.3 樣品分析

采樣后，先將濾筒置于105°烘箱中烘烤1h，然后，將其置于干燥器中冷卻至室溫，最后，用精度為0.1mg的天平秤取其重量，用濾筒采樣后的重量減去采樣前的重量便可得出煙塵重量，即廢氣質(zhì)量。

4 鍋爐廢氣監(jiān)測注意事項

為全面提高鍋爐廢氣監(jiān)測質(zhì)量，除了要嚴(yán)格按照上述操作程序進(jìn)行采樣監(jiān)測，在采樣監(jiān)測過程中還需注意以下事項。

4.1 做好監(jiān)測儀器日常維護(hù)和定期檢測儀器質(zhì)量

鍋爐廢氣監(jiān)測儀器質(zhì)量的好壞和運(yùn)行情況對鍋爐廢氣監(jiān)測質(zhì)量具有直接的影響，因此，就需要設(shè)備維護(hù)管理人員全面做好監(jiān)測儀器日常維護(hù)和定期檢測儀器質(zhì)量，一般來說，需每月對監(jiān)測鍋爐廢氣的儀器設(shè)備進(jìn)行一次校準(zhǔn)工作，主要校準(zhǔn)采樣泵、煙塵采樣管路、干燥器等儀器的煙塵濃度、流量、氮氧化物、二氧化硫氣體以及干燥劑等輔助設(shè)備的狀態(tài)，以確保整個儀器設(shè)備的氣路密閉性良好和干燥劑等輔助設(shè)備的狀態(tài)良好，才能有效說明儀器完整和無破損，完成自檢后，設(shè)備維護(hù)管理人員還需按照相關(guān)檢定技術(shù)要求，定期將鍋爐廢氣監(jiān)測儀器送到有關(guān)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督管理部門進(jìn)行檢定。

4.2 合理選擇濾筒和嚴(yán)格做好濾筒稱重

在鍋爐廢氣監(jiān)測過程中，濾筒是采樣人員收集煙塵的重要工具，因此，濾筒質(zhì)量的好壞對監(jiān)測結(jié)果會造成直接的影響，另外，濾筒稱重操作是否得當(dāng)也會影響監(jiān)測結(jié)果，對此，還需要采樣人員合理選擇濾筒和嚴(yán)格做好濾筒稱重，才能保證保證和提高鍋爐廢氣監(jiān)測質(zhì)量。在選擇濾筒過程中，采樣人員需根據(jù)鍋爐實際運(yùn)行的溫度選擇合適的濾筒，若鍋爐運(yùn)行溫度低于500℃以下，可選擇玻璃纖維濾筒收集煙塵進(jìn)行監(jiān)測分析，若鍋爐運(yùn)行溫度超過500℃，則需選擇剛玉材質(zhì)濾筒收集煙塵進(jìn)行監(jiān)測分析，且還需認(rèn)真查看濾筒的均勻程度和完整程度，禁止在監(jiān)測過程中使用筒壁厚薄不均勻、筒壁過薄或過厚、有孔隙的濾筒。在稱取濾筒重量過程中，需對水分的吸入進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免濾筒中吸入過多的水分而影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，為控制水分的吸入，檢測人員在進(jìn)行濾筒稱重過程中，需對實驗室的環(huán)境問題進(jìn)行充分考慮和控制。

4.3 合理確定采樣位置

盡管根據(jù)斷面面積可確定采樣位置，但是，為得到具有代表性的樣品，在實際采樣監(jiān)測過程中，采樣人員還需盡量避開斷面形狀急劇變化和煙道彎頭部位設(shè)置監(jiān)測孔，而是盡量將采樣監(jiān)測孔設(shè)置在直道上，如在距離閥門、彎頭、其他變徑管段下游方向大于6 倍直徑區(qū)域或距離上游方向的3 倍直徑區(qū)域設(shè)置采樣位置，這種采樣位置設(shè)置方法多適用于圓形煙道，若煙道形狀為矩形，可按當(dāng)量直徑：

公式確定其位置，A、B表示邊長。

4.4 合理控制采樣氣流速度

采樣氣流速度對采樣質(zhì)量具有非常大的影響，因此，采樣監(jiān)測過程中，采樣人員不僅要選擇具有代表性的樣品，同時還需合理控制采樣氣流速度，為達(dá)到這一目標(biāo)要求，可遵循等速采樣原則，也即保證氣體進(jìn)入采樣嘴時氣流速度與煙氣流速相同，或確保兩組數(shù)值相對誤差≤10%。完成采樣后，采樣人員還需對采樣點流速進(jìn)行檢測，比較采樣前后氣流流速，若采樣前后誤差≥20%，需重新進(jìn)行采樣。

4.5 間斷排放的監(jiān)測時間控制

在實際的鍋爐廢氣監(jiān)測過程中，我們常會發(fā)現(xiàn)部分鍋爐會出現(xiàn)間斷性排放問題，尤其是一些小型鍋爐發(fā)生該問題的可能性更高，對此，就需要采樣人員嚴(yán)格做好間斷排放的監(jiān)測時間控制，如將鍋爐排放時間控制在1h內(nèi)，并在此段時間內(nèi)對其進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，也可采用間隔方式進(jìn)行排放工作，也即同時采集2-4個樣品，計算其平均值。

4.6 避免監(jiān)測過程中出現(xiàn)負(fù)值問題

負(fù)值問題是鍋爐廢氣監(jiān)測過程中最常見的問題之一，多因在鍋爐廢氣監(jiān)測采樣過程中，廢氣顆粒物濃度較低，濾筒集塵較少，而采樣人員采用玻璃纖維濾筒進(jìn)行采樣，導(dǎo)致濾筒在采樣過程中會發(fā)生壓碎、擦剮、抽吸等損失問題，從而導(dǎo)致濾筒中的樣品質(zhì)量為負(fù)增重或正增重小于全程空白濾筒衡重時質(zhì)量波動，從而導(dǎo)致檢測結(jié)果為負(fù)值，這一問題不僅會降低鍋爐廢氣監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致鍋爐廢氣監(jiān)測工作無法順利開展，對此，在采樣監(jiān)測過程中，還需要采樣人員采取有效措施預(yù)防這一問題的發(fā)生，如采集低濃度排放樣品時，需適當(dāng)增加樣品采樣體積，減少濾筒的數(shù)量以及使樣品的采樣時間盡可能延長，并綜合考量濾筒的物理損失，才能避免監(jiān)測過程中出現(xiàn)負(fù)值問題，從而才能保障監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性[5]。

4.7 大負(fù)壓段樣品采集注意事項

在采集大負(fù)壓段樣品過程中，采樣人員首先要根據(jù)流速的高低選擇合適的采樣嘴，如流速低時應(yīng)該選擇大采樣嘴，以獲得較高的采樣體積，從而提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，流速高時應(yīng)該選擇小采樣嘴，以免在檢測過程中出現(xiàn)采樣泵負(fù)荷過大、等速跟蹤精度低等問題，從而確保監(jiān)測工作順利進(jìn)行和提高樣品檢測質(zhì)量。其次，還需適當(dāng)減少采樣系統(tǒng)阻力，為達(dá)到這一目標(biāo)要求，采樣人員在采樣過程中不僅需防要止皮托管出現(xiàn)憋管問題，可避免系統(tǒng)阻力增加，同時還需將干燥硅膠中的粉末狀以及小膠粒清除干凈，以促進(jìn)干燥器的透氣性提高，才能有效減少系統(tǒng)阻力。最后，在開啟采樣泵開關(guān)時，采樣人員還需先啟動抽氣泵，然后，快速將采樣管置入煙道管中，按照從遠(yuǎn)到近的方向移動采樣管，采樣工作即將結(jié)束前，將采樣口背對著氣流，以免將塵粒抽出，將濾筒取出之前，還需用鑷子對管嘴進(jìn)行輕輕敲打，使管嘴內(nèi)附著的塵粒落入濾筒中，以免樣品重量丟失而影響檢測結(jié)果。

4.8 高濕低硫條件下SO2監(jiān)測注意事項

濕法脫硫法具有監(jiān)測效果穩(wěn)定、準(zhǔn)確率高等優(yōu)勢，是目前應(yīng)用最為廣泛地鍋爐廢氣排放監(jiān)測方法之一，但是，采用濕法脫硫法對鍋爐廢氣進(jìn)行處理后，會導(dǎo)致煙氣濕度較大，而煙氣濕度過大又會干擾SO2濃度監(jiān)測的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致SO2濃度幾乎接近零，從而難以將煙氣中的SO2濃度準(zhǔn)確反映出來，為解決這一問題，就需要檢測人員采用與傳統(tǒng)等電位電解法監(jiān)測儀器相配套的裝置對煙氣進(jìn)行預(yù)處理，也即對濕度較大煙氣進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到150℃以上變成干煙氣，再進(jìn)行監(jiān)測，另外，檢測人員也可采用帶煙氣預(yù)處理裝置和非分散紅外煙氣分析儀直接監(jiān)測和分析煙氣，才能有效提高鍋爐廢氣監(jiān)測中SO2濃度監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)語

鍋爐廢氣排放監(jiān)測是基層環(huán)境監(jiān)測站的重要監(jiān)督性監(jiān)測任務(wù)之一，做好鍋爐廢氣排放監(jiān)測，不僅能指導(dǎo)鍋爐生產(chǎn)企業(yè)做好鍋爐廢氣排放工作，從而保障企業(yè)員工的人身安全，同時還能為我國大氣環(huán)境管理工作提供可靠的參考依據(jù)，對此，就需要基層環(huán)境監(jiān)測站采樣監(jiān)測人員全面掌握鍋爐廢氣監(jiān)測操作程序，如做好采樣前的檢查和準(zhǔn)備工作、采樣及煙氣分析，并且還需掌握鍋爐廢氣監(jiān)測幾點注意事項，如做好監(jiān)測儀器日常維護(hù)和定期檢測儀器質(zhì)量、合理選擇濾筒和嚴(yán)格做好濾筒稱重、合理確定采樣位置、合理控制采樣氣流速度、間斷排放的監(jiān)測時間控制、避免監(jiān)測過程中出現(xiàn)負(fù)值問題、大負(fù)壓段樣品采集注意事項以及高濕低硫條件下SO2監(jiān)測注意事項，才能全面提高鍋爐廢氣監(jiān)測質(zhì)量，從指導(dǎo)基層環(huán)境管理部門做好大氣環(huán)境管理工作。