固定污染源排气中颗粒物测定PPT幻灯片课件
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全国环境监测技能大比武
固定污染源排气中颗粒物测定 预测流速法
刘坤
1
主要内容
采样位置与采样点 烟气参数的测定
预测流速法等速采样 浓度和排放量的计算
2
全国环境监测技能大比武
一、采样位置与采样点
1.1 采样位置
≥6D
≥3D
①优先选择在垂直管段，应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位 ②应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径和距上游方向不 小于3倍直径处。 ③很难满足上述要求时，距离至少是烟道直径的1.5倍，并应适当增加测点 的数量。采样断面的气流最好在5m/s以上
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全国环境监测技能大比武
无论采用上述何种方法，都有一个达到等速所需的采样流量和 采样嘴直径的计算问题
首先假定：
①烟气在整个采样系统内的变化规律符合理想气体状态方程 式。
②整个采样系统很严密，无漏气现象。
根据理想气体的状态方程式，进入采样嘴的烟气状态方程式如下：
(Ba Ps )Qs 10 3 (Gsd Rsd Gsw Rw )Ts
2 热电偶温度计
原理是将两根不同的金属导线连成一闭路，当两接点处于不同温度 环境时，便产生热电势，两接点的温度越大，热电势越大。
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2.2 含湿量
定义：烟气的含湿量通常是指烟气中与1公斤干空气共存的水汽
量（gsw）,通常也用湿烟气中水汽含量的体积百分数（Xsw）表示
测量方法
重量法 冷凝法
等速采样
即气体进入采样嘴的速度Vn应与采样点的烟气Vs相等，其相对误差应在 10%以内。采样速度大于或小于采样点的烟气速度都将使采样结果产生偏差
预测流速法维持等速采样的方法
①预先用皮托管测定烟道各采样点的流速，然后根据烟道各点的流速和所选 用的采样嘴直径，计算出在等速情况下各点所需要的采样流量；
②或是根据烟道各点的流速和固定的采样流量计算出各点所需用的采样嘴直 径
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二、烟气参数的测定
流量
温度
流速
烟气参数
含湿量
压力
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2.1 温 度
测量仪器
1 玻璃水银温度计
要求测量精确度应不低于2.5%，最小分度值应不大于2℃，测量时将 温度计球部放在靠近烟道中心位置，待读数稳定不变时读数，注意不要将 温度计抽出烟道外读数，以免产生误差
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1.2 采样孔和采样点
采样孔
1
在选定的测定位置 上开设采样孔，采 样孔内径应不小于 80mm。采样孔管 长应不大于50mm 不使用时应用盖板 管堵或管帽封闭
2
对正压下输送高 温或有毒气体的 烟道应采用带闸 板阀的密封采样 孔
4
3
对圆形烟道，采样孔 应设在包括各测点在 内的互相垂直的直径 上对矩形或方形烟道， 采样孔应设在包括各 测点在内的延长线上
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同样，通过流量计的烟气状态方程式应为：
(Ba Pr )Qr 10 3 (Grd Rsd Grw Rw )Tr
Pr —流量计前压力计的读数，Pa Tr —流量计前烟气的绝对温度，K Qr —单位时间内通过流量计的烟气体积，L/min；
Grd —单位时间内通过流量计的干烟气重量，Kg/min Grw —单位时间内通过流量计的水汽重量，Kg/min
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2.4 流速
测量原理
根据流体力学的基本原理，气体流速是与气体动压的平方根成正比， 可根据测得的动压计算气体的流速。其关系如下：
Vs Ks； Pd —烟气动压，Pa；
K p —皮托管速度校正系数；
—烟气密度，kg/m3
测量仪器
皮托管；斜管微压计或流速测定仪
干湿球法
使气体在一定的速度下流经干、湿球温度计根据干、 湿球温度计的读数和测点处排气的压力，计算出排 气的水分含量
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2.3 压 力
测量原理
气体的压力（静压、动压和全压）通常用连接压力计的测压管测定，常用 的仪器有皮托管和压力计。
测量仪器 1 2 3 4
标准型皮托管 S型皮托管 U形压力计 斜管微压计
测定方法
在选定的测量位置和各测点上，用皮托管和斜管微压计或皮托管和流速 测定仪测定各点的动压，重复测定一次取平均值。
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2.5 流量
测量原理
由测定断面的湿排气平均流速和测定断面面积，得到工况下的湿排气流量； 由工况下的湿排气流量和大气压力、排气静压、排气温度、排气中水分含量体积百 分数得到标准状态下排气流量。
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采样点的确定
圆形断面测定点
圆形断面各采样
点距烟道中心的
距离可按下式计
算：
rn R
2n 1 2X
长方形断面测定点 正方形断面测定点
将烟道断面分成适当数量的等面积小块，各 块中心即为测点。小块的数量按《空气和废 气监测分析方法》（第四版）表5—1—3的 规定选取。原则上测点不超过20个。
干湿球法
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重量法
由烟道中抽取一定的排气，使之通过装有吸湿剂的吸 湿剂管，排气中的水分被吸湿剂吸收，吸湿管的增重 即为已知体积排气中含有得水分量
冷凝法
由烟道中抽取一定体积的排气使之通过冷凝器，根 据冷凝出来的水量，加上从冷凝器排出的饱和气体 含有的水蒸气量，计算排气中的水分含量
计算方法
① 工况下的湿排气流量 Qs 按下式计算： Qs 3600 F Vs
② 标准状态下的干排气流量Qsn 按下式计算：
Qsn
Qs
Ba Ps 101325
273 273 ts
(1
X sw )
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三、预测流速法等速采样
3.1 采样原则
原理
将烟尘采样管由采样孔插入烟道中，使采样嘴置于测点上，正对气流，按 颗粒物等速采样原理，抽取一定量的含尘气体。根据采样管滤筒上所捕集到的 颗粒物量和同时抽取的气体量，计算出排气中颗粒物浓度
（2）
由（1）式得
Gsd Rsd
Gsw Rw
（1）
Ba —大气压力，Pa
Ts —烟气温度，K
Ps —烟道烟气的静压，Pa Qs —单位时间进入采样嘴的烟气体积，L/min
G sw—单位时间内进入采样嘴的水汽的重量，kg/min
Gsd —单位时间内进入采样嘴的干烟气的重量，Kg/min
Rsd —干烟气的气体常数，J/Kg.K
Rw —水汽的气体常数，J/Kg.K
固定污染源排气中颗粒物测定 预测流速法
刘坤
1
主要内容
采样位置与采样点 烟气参数的测定
预测流速法等速采样 浓度和排放量的计算
2
全国环境监测技能大比武
一、采样位置与采样点
1.1 采样位置
≥6D
≥3D
①优先选择在垂直管段，应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位 ②应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径和距上游方向不 小于3倍直径处。 ③很难满足上述要求时，距离至少是烟道直径的1.5倍，并应适当增加测点 的数量。采样断面的气流最好在5m/s以上
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无论采用上述何种方法，都有一个达到等速所需的采样流量和 采样嘴直径的计算问题
首先假定：
①烟气在整个采样系统内的变化规律符合理想气体状态方程 式。
②整个采样系统很严密，无漏气现象。
根据理想气体的状态方程式，进入采样嘴的烟气状态方程式如下：
(Ba Ps )Qs 10 3 (Gsd Rsd Gsw Rw )Ts
2 热电偶温度计
原理是将两根不同的金属导线连成一闭路，当两接点处于不同温度 环境时，便产生热电势，两接点的温度越大，热电势越大。
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2.2 含湿量
定义：烟气的含湿量通常是指烟气中与1公斤干空气共存的水汽
量（gsw）,通常也用湿烟气中水汽含量的体积百分数（Xsw）表示
测量方法
重量法 冷凝法
等速采样
即气体进入采样嘴的速度Vn应与采样点的烟气Vs相等，其相对误差应在 10%以内。采样速度大于或小于采样点的烟气速度都将使采样结果产生偏差
预测流速法维持等速采样的方法
①预先用皮托管测定烟道各采样点的流速，然后根据烟道各点的流速和所选 用的采样嘴直径，计算出在等速情况下各点所需要的采样流量；
②或是根据烟道各点的流速和固定的采样流量计算出各点所需用的采样嘴直 径
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二、烟气参数的测定
流量
温度
流速
烟气参数
含湿量
压力
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2.1 温 度
测量仪器
1 玻璃水银温度计
要求测量精确度应不低于2.5%，最小分度值应不大于2℃，测量时将 温度计球部放在靠近烟道中心位置，待读数稳定不变时读数，注意不要将 温度计抽出烟道外读数，以免产生误差
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1.2 采样孔和采样点
采样孔
1
在选定的测定位置 上开设采样孔，采 样孔内径应不小于 80mm。采样孔管 长应不大于50mm 不使用时应用盖板 管堵或管帽封闭
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对正压下输送高 温或有毒气体的 烟道应采用带闸 板阀的密封采样 孔
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3
对圆形烟道，采样孔 应设在包括各测点在 内的互相垂直的直径 上对矩形或方形烟道， 采样孔应设在包括各 测点在内的延长线上
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同样，通过流量计的烟气状态方程式应为：
(Ba Pr )Qr 10 3 (Grd Rsd Grw Rw )Tr
Pr —流量计前压力计的读数，Pa Tr —流量计前烟气的绝对温度，K Qr —单位时间内通过流量计的烟气体积，L/min；
Grd —单位时间内通过流量计的干烟气重量，Kg/min Grw —单位时间内通过流量计的水汽重量，Kg/min
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2.4 流速
测量原理
根据流体力学的基本原理，气体流速是与气体动压的平方根成正比， 可根据测得的动压计算气体的流速。其关系如下：
Vs Ks； Pd —烟气动压，Pa；
K p —皮托管速度校正系数；
—烟气密度，kg/m3
测量仪器
皮托管；斜管微压计或流速测定仪
干湿球法
使气体在一定的速度下流经干、湿球温度计根据干、 湿球温度计的读数和测点处排气的压力，计算出排 气的水分含量
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2.3 压 力
测量原理
气体的压力（静压、动压和全压）通常用连接压力计的测压管测定，常用 的仪器有皮托管和压力计。
测量仪器 1 2 3 4
标准型皮托管 S型皮托管 U形压力计 斜管微压计
测定方法
在选定的测量位置和各测点上，用皮托管和斜管微压计或皮托管和流速 测定仪测定各点的动压，重复测定一次取平均值。
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2.5 流量
测量原理
由测定断面的湿排气平均流速和测定断面面积，得到工况下的湿排气流量； 由工况下的湿排气流量和大气压力、排气静压、排气温度、排气中水分含量体积百 分数得到标准状态下排气流量。
全国环境监测技能大比武
采样点的确定
圆形断面测定点
圆形断面各采样
点距烟道中心的
距离可按下式计
算：
rn R
2n 1 2X
长方形断面测定点 正方形断面测定点
将烟道断面分成适当数量的等面积小块，各 块中心即为测点。小块的数量按《空气和废 气监测分析方法》（第四版）表5—1—3的 规定选取。原则上测点不超过20个。
干湿球法
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重量法
由烟道中抽取一定的排气，使之通过装有吸湿剂的吸 湿剂管，排气中的水分被吸湿剂吸收，吸湿管的增重 即为已知体积排气中含有得水分量
冷凝法
由烟道中抽取一定体积的排气使之通过冷凝器，根 据冷凝出来的水量，加上从冷凝器排出的饱和气体 含有的水蒸气量，计算排气中的水分含量
计算方法
① 工况下的湿排气流量 Qs 按下式计算： Qs 3600 F Vs
② 标准状态下的干排气流量Qsn 按下式计算：
Qsn
Qs
Ba Ps 101325
273 273 ts
(1
X sw )
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三、预测流速法等速采样
3.1 采样原则
原理
将烟尘采样管由采样孔插入烟道中，使采样嘴置于测点上，正对气流，按 颗粒物等速采样原理，抽取一定量的含尘气体。根据采样管滤筒上所捕集到的 颗粒物量和同时抽取的气体量，计算出排气中颗粒物浓度
（2）
由（1）式得
Gsd Rsd
Gsw Rw
（1）
Ba —大气压力，Pa
Ts —烟气温度，K
Ps —烟道烟气的静压，Pa Qs —单位时间进入采样嘴的烟气体积，L/min
G sw—单位时间内进入采样嘴的水汽的重量，kg/min
Gsd —单位时间内进入采样嘴的干烟气的重量，Kg/min
Rsd —干烟气的气体常数，J/Kg.K
Rw —水汽的气体常数，J/Kg.K