锅炉烟尘监测过程中的质量控制措施

锅炉烟尘监测过程中的质量控制措施
作者：陈星董其源
来源：《科学导报·学术》2020年第34期
摘 ;要：由于油田各区块的锅炉型号，设备参数，现场运行工况各不一样，且烟尘监测现场非常复杂，易受外界环境干扰，存在很多不可预见的因素，操作人员在监测过程中也易忽视了某些细节，造成数据偏低。

为保证监测结果的准确性，必须在监测工作中加强质量控制。

作者结合多年的从业经验，着重探讨如何从前期仪器维护检查，滤筒选择、样品采集、采样点位选择、样品采集后处理等方面来加强锅炉烟尘监测的质控工作，分析总结了提高锅炉烟尘监测质量的有效对策，降低了采样和分析过程中的误差，提高了烟尘监测数据的准确性。

关键词：烟尘监测;质量控制;滤筒;采样位置
1 烟尘监测前期工作的质量控制
1.1 检测仪器的日常维护及检定
现场监测人员必须做好仪器设备的日常保养与维护工作，定期对仪器进行流量校准，在使用频繁时应增加校准次数，同时，每年定期将仪器送至相关质量技术监督部门进行检定，获得准用证后方可使用。

在采樣操作前应对仪器管路系统连接性与气密性进行检查，确定胶管通畅，无折点[1]。

对皮托管，微压计，烟气采样系统进行气密性检查，如果检验过程中发现系统气密性较差，应通过堵漏方式或者系统安装步骤调整方式使其达到气密性检验标准。

完成采样工作后要及时清洗采样枪，检查干燥器内硅胶颜色有无变化，气路是否堵塞。

仪器受到意外损害或在使用过程中出现杂音、机器运转异常等问题时应尽快送检。

1.2 滤筒的选取
（1）滤筒的选择。

在锅炉烟尘采样过程中，滤筒的质量会直接影响数据的准确性。

因此，必须认真选择滤筒，保证完整均匀，厚薄一致。

因为筒壁太厚，采样时遇到的阻力较大，会对尘粒的捕集产生影响;筒壁太薄，滤筒的抗压性能较低，在监测过程中容易发生爆裂;筒壁厚度不均匀，会影响测量与称重的准确性。

选择滤筒时还应考虑的一个因素就是锅炉烟气的温度。

若温度在500℃以内可选择玻璃纤维滤筒，这样可以保证较高的尘粒捕捉效率;若烟温高于500℃，在1000℃以内可使用刚玉滤筒，其具备较好的耐高温性能[2]。

（2）滤筒的烘干与称量。

由于实验室分析环境经常受到一些客观因素的影响，进而影响到实验分析结果的准确性。

比如，滤筒采样前后称量时，实验室环境的湿度可能有所变化，而这一因素常常被忽略。

滤筒在烘箱—干燥—称量的过程中，大部分时间都暴露在空气中，滤筒会吸收空气中的水分，影响到自身的恒重。

因此，在实验室分析过程中要注意空气湿度与冷却时间的一致性，将滤筒称量结果控制在质控范围内。

2 监测过程中的质量控制
2.1 负值问题
在进行采样监测工作时，应安排专人监督锅炉的运行情况，以确保监测过程中锅炉是正常运行的。

负值问题在锅炉废气监测中是非常常见的一个问题。

究其原因主要有2个：（1）
在采样过程中，样品浓度偏低，而滞留于滤筒中的尘量也相对较少，加之滤筒材质的损耗，最终造成一些样品滤筒重量变轻，计算出的结果就为负值。

（2）与全程空白样衡重时的质量相比，采集样品的正增重质量更低，在修正后得出的结果自然为负值[3]。

为预防上述问题，在采集低浓度排放样品时可适当增加样品采集体积或延长采样时间。

2.2 采样点位的选择
为得到具有代表性的样品，采样开孔应优先选在垂直管道上，避开烟道弯头与断面形状急剧变化的部位。

常见的管道为圆形烟道，采样位置通常可选在距弯头、阀门以及其它变径管段下游方向大于6倍直径的地方，或者也可将其设在上游方向3倍直径的地方。

若烟道为矩形，应考虑其当量直径D=2AB/（A+B），A、B表示边长，这也适合上述规律。

另外，由于监测现场环境比较复杂，采样断面并不都是理想的，常常还需考虑到采样安全、劳动强度等因素。

通常会在合适的管段采样，但要求采样断面与弯头的距离不低于烟道直径的1.5倍。

同时，还可适当增加采样检测点数量与采样频率。

2.3 采样气流速度的控制
采样气流的强弱也对采样质量有着较大的影响，因此，除了要选择有代表性的样品外，还应注意对气流速度的控制。

一般可遵循等速采样原则，具体来讲就是尽可能保证气体进入采样嘴时的气流速度与烟气流速保持一致，二者相对误差≤10%[4]。

采样结束后再对采样点流速进行检测，并与采样前的流速进行比较。

若二者相差>20%，表示样品无效，应重新采样。

2.4 大负压段样品采集
在废气监测工作中经常会碰到烟道内负压在15kPa以上的问题，此时，采样抽气泵在工作时不仅要克服烟道负压，还需克服采样系统自身的阻力，因此，极易影响采集的样品量。

为获取有代表性的采集样品，必须采取下列措施。

（1）采样嘴的选择：烟尘采样时，保持等速采样可以保证样品的代表性，所以预测流速并选择合适的采样嘴是关键环节。

若工况受负压因素影响，可选择较大直径的采样嘴。

高流速时应选择小采样嘴，反之，低流速时应选择大采样嘴。

因为在低流速烟道中使用小采样嘴，采样流量过小无法获得足够的采样体积，进而影响到检测结果的准确性。

同理，在高流速烟道中应用大采样嘴容易引起等速跟踪精度低的问题，或者造成采样泵负荷过大而发生故障。

根据工作实践来看，通常选择14～18mm直径大小的采样嘴，采样流量控制在40～60L/min左右。

（2）减少采样系统阻力：对干燥的硅胶必须先筛分，清除粉末状与较小的胶粒，以提高干燥器的透气性，降低系统阻力。

在采样时还应防止皮托管憋管问题，避免系统阻力增加。

（3）在开关泵时应先启动抽气泵，再迅速将采样管放入烟道管内。

在进行移动采样时应按从远到近的方向进行移动。

在采样快结束时，迅速将采样口背对气流方向，并将采样枪抽出，以避免烟道管倒抽出尘粒。

在取滤筒前先用镊子对烟嘴口进行轻轻的敲打，并用细毛刷轻刷滤筒，将粘附在前弯管内的烟尘颗粒扫到滤筒内，以确保样品质量。

2.5 间断排放的监测时间
在监测工作中经常会遇到间断性排放的情况，尤其是小型锅炉。

对于排放时间在1h内的，应在排放时段内进行连续监测，也可在排放时段内采用等时间间隔的方式进行采集，采集样品数为2～4个，再计算出平均值。

对于排放时间超过1h的，可采用连续1h的采样法并计算平均值，也可在1h内，采用等时间间隔的方式采集4个样品，算出平均值[5]。

3 样品采集后的质量控制
成功采样后应将样品马上进行封存处理，并迅速送检。

在保存或运输颗粒物样品时，禁止将样品容器倒置，避免尘粒洒出。

在保存与运送过程中应做好控温、控湿、避光等措施。

样品检测过程中必须严格按相关规范进行操作，防止由于人为因素而降低检测结果的准确性。

4 结论
锅炉烟尘监测是一项较为复杂、质控要求很高的工作，对监测仪器和监测人员都提出很高质控要求。

监测人员需从采样前的准备工作，采样过程，及采样后的数据处理分析每一个环节提高质控意识，做实质控工作，才能保监测数据的准确性。

参考文献
[1] 梁作臣.锅炉废气监测中质量控制问题的探讨[J].科学观察，2010，38（4）：110-112.
[2] 黄文艺.锅炉废气监测中的质量控制探讨[J].中国高新技术企业，2014，10（31）：67-68.
[3] 黄小蕾.锅炉废气监测中质量控制问题的探讨[J].环境研究与监测，2012，34（1）：31-32.。