烟道气监测

注意事项：烟道内粉尘浓度的分布是不均匀的，为了测出具 有代表性的含尘浓度，监测时必须注意：多点采样求平均值 确定烟尘浓度；采样必须采用等速采样法。
等速采样法：控制烟气进入采样嘴的速度(vn)与采样点烟气 流速(vs)相等时进行采样，这种方法称为等速采样法。等速 采样法可以避免vn大于或小于vs时产生的测定误差。 预测流速法 这种方法是在采样前测出烟道断面上各测点的流速，
NO 2H 2O HNO3 3H 3e
程
i Z FSDC
式
烟尘、烟气浓度折算
过量空气系数：
燃料燃烧时，实际空气供给量与理论空气需要 量的比值。用“a”表示：
a 21 21 X O2
过量空气系数在生产的影响
空气系数a对窑炉燃烧工况及热效率有着重要的 影响，空气系数a偏小，炉膛中空气供应不足， 燃烧不良，将使窑炉的机械不完全燃烧热损失 和化学反应不完全热损失增大，会降低窑炉的 热效率。空气系数a过大，会使窑炉排出的烟气 量增多，将使窑炉排烟热损失增大，引风机、 鼓风机电能耗量增加，也会降低窑炉的热效率。 因此空气系数a选择是否合理，取决于窑炉规格、 燃烧种类、燃烧方式等因素，空气系数a选择合 理，会使能量损失减少，获取较高的窑炉热效 率，并使窑炉安全运行。
有害气体组分
(CO、NOx、SO2、H2S等)
由于气态、蒸气态分子在烟道内分布均匀， 采样不需要多点采样，烟道内任何一点的气 样都具有代表性。采样时可取靠近烟道中心 的一点作为采样点。
烟气中二氧化硫、氮氧化物测定
定电位电解法传感器主要由电解槽、电解液和电极组成，
传感器的工作过程为：被测气体由进气口通过渗透膜扩散
De
2AB A B
采样断面上采样点的确定
烟道内同一断面上各点的气流速度和烟尘浓 度分布通常是不均匀的，因此，要获取具有 代表性的样品，必须按照一定原则进行多点 采样。采样点的位置和数目主要根据烟道断 面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。
圆形烟道
矩(方)形烟道
圆形烟道
图1-1 圆形断面采样点示意图
7
0.895 0.774
8
0.967 0.854
9
0.918
矩(方)形烟道
图1-2 矩（方）断面采样点示意图
表1-3 矩（方）形烟道的分块和测点数
烟道断面积（m2） <0.1
等面积小块长边长 度（m）
<0.32
测点总数 1
0.1～0.5 0.5～1.0 1.0～4.0
<0.35 <0.50 <0.67
1～4 4～6 6～9
4.0～9.0
<0.75
9～16
>9.0
≤1.0
≤20
基本参数
烟气的体积、温度和压力是烟气的基本 状态常数，也是计算烟气流速、烟尘及 有害物质浓度的依据。其中，烟气体积 由采样流量和采样时间的乘积求得，而 采样流量由采样点烟道断面积乘以烟气 流速得到，流速又由烟气压力和温度计 算求出。
检查干燥筒内干燥剂是否变成粉色，更换变色硅胶或者将 变粉硅胶倒入大烧杯中烘干后使用。
仪器维护及标定: 每个季度或者当测量值可疑时就要对仪 器的各个传感器进行校准，保证监测数据的准确。标定包 括：氧气标定（标准气体）；二氧化硫标定（标准气体） ；氮氧化物标定（标准气体）;烟尘采样流量标定(皂膜流 量计)。
动压(Pv)：单位体积气体所具有的动能； 恒为正
全压(Pt)：气体在管道中流动具有的总能量， 为动压和静压之和。 可能为正，可能为负
测压装置
皮托管：标准皮托管，S形皮托管 压力计：U形压力计，斜臂式微压计
图1-4 静压及动压的测定装置
流速和流量的计算
压力单位用mmH2O柱表示时
各测点烟气流速的计算
烟气浓度、烟尘折算公式：
c c' (a' / a)
C——折算后烟尘、二氧化硫、氮氧化物的排放浓度,mg/m3 C’——折算前烟尘、二氧化硫、氮氧化物的排放浓度,mg/m3 a’——实际过剩空气系数 a——标准中规定的理论过剩空气系数
锅炉过剩空气系数
燃煤,a=1.75;燃气、燃油,a=1.2
火电厂过剩空气系数
烟气中的含湿量按下式计算：
烟气中水蒸气的体积百
分含量
烟气水蒸气的体积 标准状态下 烟气总体积 标准状态下
Xw
Pbv
0.00067 Tc Tb Pa
Pa Ps
Pb
Hale Waihona Puke Baidu
烟道气中污染物的测定
烟尘浓度的测定
测定原理：抽取一定体积的含尘烟气，使之通过一个已知质 量滤尘装置，烟气中的烟尘被阻留在滤尘装置的滤料上，称 量滤尘装置的质量，根据滤尘装置采样前后的质量差，求出 单位体积烟气中的含尘量。
原 到敏感电极表面，在敏感电极、电解液、对电极之间进行
理
氧化反应，参比电极在传感器中不暴露在被分析气体之中， 用以为电解液中的工作电极提供恒定的电化学点位。被测
气体通过渗透膜进入电解槽，传感器电解液中扩散吸收的
二氧化硫、氮氧化物发生氧化反应。
反
SO2 2H 2O SO42 4H 2e
应 方
废气现场监测技术
固定污染源监测
流动污染源
污染源
固定污染源
烟道、烟囱、排气筒等排放场所。 它们排放的气体中既包括固态的烟尘和 粉末，也包含气态和气溶胶态的多种有 害物质。
固定污染源监测的目的：
监督性监测，即定期检查固定污染源排放废气 中的有害物质含量是否符合国家规定的大气污 染物排放标准的要求；
研究性监测，对污染源排放污染物的种类、排 放量、排放规律进行监测，有利于查清空气污 染的主要来源，探讨空气污染发展的趋势，制 订污染控制措施，改善环境空气质量。
采样点的位置和数目
采样点的位置和数目设置，主要取决于 烟道的走向、形状、截面积大小等，国 家标准GB/T16157—1996《固定污染源 排气中颗粒物的测定与气态污染物采样 方法》规定了固定污染源中颗粒物的采 样、测定、计算方法和固定污染源中气 态污染物的采样方法。
相关定义
颗粒物：颗粒物是指燃料燃烧、合成、分解以 及各种物料在机械处理中所产生的悬浮于排放 气体中的固体和液体颗粒状物质；
等速管法(或压力平衡法)
这种方法用特制的压力平衡型等速采样管进行采样，采样管 分为动压平衡型等速采样管和静压平衡型等速采样管。
移动采样和定点采样：
移动采样：为测定烟道断面上烟气中烟尘的平均浓度，用同 一个尘粒捕集器在已确定的各采样点上移动采样，在各点的 采样时间相同，这是目前普遍采用的方法。
移动采样时烟尘浓度计算
然后根据各测点气流速度及采样嘴进口直径，计算出 各点的采样流量，采用流量计控制流量进行采样。
平行采样法 该方法是将S形皮托管、测温装置和采样管固定在一起插入
采样点处，将测量的烟气温度、压力等有关参数输入计算 机，计算出等速采样的流量。平行采样法适用于烟气工况 不太稳定的情况，采样时可根据温度、压力变化情况，随 时调节采样流量，维持等速采样，减小由于烟气流速改变 带来的采样误差。
准备好监测仪器、工具、采样记录表。
选择好监测位置，监测点；排污单位负责接电到 监测位置。
三类区:特定工业区。
3. GB 13271—2014 《锅炉大气污染物排放标准 》
各种锅炉过量空气系数折算值
锅炉类型
折算项目
过量空气系数
燃煤锅炉
烟尘、二氧化硫排放浓度
燃油、燃气锅 烟尘、二氧化硫、氮氧化物排
炉
放浓度
a=1.75 a=1.2
4.GB 13223—2011
《火电厂大气污染物排放标准》
气态污染物：气态污染物是指以气体状态分散 在排放气体中的各种污染物；
标准状态下的干排气：标准状态下的干排气是 指在温度为273K、压力为101300 Pa条件下不 含水分的排气。
采样位置
采样位置应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。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。对于 矩形横截面，可用当量直径确定采样位置。当量 直径根据下式计算：
大庆环境监测站测定烟气、烟尘流程
负责烟道气 检测的单位
热电厂(3个)
集中供热锅炉 房(11个)
化工厂(5个)
使用的燃料 煤、渣油、天然气
监测流程
监测前 的准备
现场监测
监测后 的工作
滤筒前处理和称重：用铅笔将滤筒编号，在105～110℃烘 箱内烘烤1小时，取出放入干燥器中冷却至室温。用感量 0.1mg天平称量，两次重量之差不超过0.5mg，放入专用容 器中保存。
a=1.4 a=1.2 a=3.5
采样记录
采样是分析监测的第一步，采样时测定的许多参 数，是分析结果的计算必须使用的重要参数。采 样过程获取的第一手资料，对于监测结果分析、 环境质量评价、事故原因分析具有重要的参考价 值。因此，监测过程中必须规范采样记录管理， 认真填写采样记录。采样记录填写内容包括污染 物名称、采样点名称、采样编号、采样日期、采 样时间、采样流量、采样体积、采样时的温度及 压力、换算为标准状态下的体积、所用仪器、采 样时天气情况及周围情况、采样者、审核者签名
重量法
测量方法 冷凝法
干湿球温度计法
干湿球温度计是由两支完全相同的温度计组成，其中一支温度计的球 （温包）用一浸入水的棉织物包住，使它经常处于润湿状态，称为湿 球温度计；另一支为干球温度计。当烟气以一定的流速通过干湿球温 度计时，由于湿球表面水分的蒸发，使湿球温度计读数下降，产生干 湿球温度差。根据干湿球温度计读数及有关压力计算烟气含湿量。
测点号
1 2
1 0.146 0.854
3
2 0.067 0.250 0.750
环数 3
0.044 0.146 0.296
4 0.033 0.105 0.194
5 0.026 0.082 0.146
4
0.933 0.704 0.323 0.226
5
0.854 0.677 0.342
6
0.956 0.806 0.658
固定污染源监测的内容：
排放废气中有害物质的浓度(mg/m3) 有害物质的排放量(kg/h) 废气排放量(m3/h)
以下内容以烟道气的监测为例说明固定污染源 废气的测定
基本概念
烟道气监测内容
烟道气
烟尘：浓度、排放量
烟气组分：(氮、氧、二氧化碳、氮 氧化物、硫氧化物、硫化氢等)浓度 、排放量
废气：排放量
温度 测量仪器
玻璃水银温度计：适用于直径小、温度 不高的烟道；
热电偶温度计：适用于直径大、温度高 的烟道；
根据需测温度的高低，选用不同材料的热电偶。 测量800℃以下的烟气用镍铬-康铜热电偶；测量 1300℃以下烟气用镍铬-镍铝热电偶；测量1600℃ 以下的烟气用铂-铂铑热电偶。
压力
烟气压力
静压(Ps)：单位体积气体所具有的势能； 多为负
表1-1 圆形烟道分环及测点数的确定
烟道直径（m） 等面积环数 测量直径数
<0.3 0.3～0.6 0.6～1.0 1.0～2.0 2.0～4.0
>4.0
1～2 2～3 3～4 4～5
5
1～2 1～2 1～2 1～2 1～2
测点数
1 2～8 4～12 6～16 8～20 10～20
表1-2 测点距烟道内壁距离（以烟道直径D计）
燃煤,a=1.4 ;燃油,a=1.2;燃气,a=3.5
相关标准及限值
1.GB/T 16157—1996
《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
2. GB3095—2012 《环境空气质量标准》
环境质量 功能区分类
一类区:自然保护区、风景名胜区和其它需 要特殊保护的地区。
二类区:城镇规划中确定的居住区、商业交 通居民混合区、文化区、一般工业区和农村 地区。
C g1 g 2 10 6 Vnd
定点采样：为了解烟道内烟尘的分布状况和确定烟尘的平均 浓度，分别在断面上每个采样点采样，即每个采样点采集一 个样品。
定点采样时烟尘浓度计算
C
C1Q1 C2Q2 CnQn Q1 Q2 Qn
烟气组分的测定
主要气体组分
烟气组分 (N2、O2、CO2、水蒸气)
火力发电锅炉烟尘最高允许排放浓度及黑度限值
火力发电厂二氧化硫最高允许排放浓度
火力发电锅炉氮氧化物最高允许排放浓度
火电厂各种锅炉过量空气系数折算值
锅炉类型
折算项目
过量空气系数
燃煤锅炉
烟尘、二氧化硫、氮氧化物排 放浓度
燃油锅炉
烟尘、二氧化硫、氮氧化物排 放浓度
燃气轮机组
烟尘、二氧化硫、氮氧化物排 放浓度
Vs
2gHd
2gHd
RTs P
压力单位用Pa表示时
Vs 0.076K p 273 ts Pd
压力单位用mmHg表示时
Vs 0.24K p 273 ts Hd
烟道断面烟气平均流速的计算
vs
v1
v2
n
vn
烟气流量的计算
Qs=3600vs ·F
含湿量的测定
烟气含湿量一般以烟气中水蒸气的体积百分含量表示。