锅炉烟气颗粒物浓度测试方法的比较与分析.pdf

文章编号:():./.锅炉烟气颗粒物浓度测试方法的比较与分析收稿日期:葛 良 (霸州市地海云天环保科技有限公司河北 廊坊)(.)摘 要:对锅炉烟气颗粒物浓度的 种检测方法进行了工况数据比对通过数据对比分析证明了称重法的精密度和准确度均较好但是操作步骤繁琐耗时长两种新型的 射线法虽然原理相同但是结构和操作方式不同在测试中不但可以现场出数据同时也保证了测试数据的精密度和准确度提高了检测效率保证数据时效关键词:锅炉烟气颗粒物称重法 射线法中图分类号:文献标识码:作者简介:葛良()男工程师大专从事环境监测管理工作 前言我国的锅炉排放中烟气颗粒物浓度测量技术一直沿用国际上通行的重量法测量技术其计算方法是抽取一定体积的含颗粒物气体用滤筒(滤膜)吸附颗粒物再将含颗粒物的滤筒(滤膜)拿到实验室经恒温恒湿处理后用高精度天平进行手工称重计算出颗粒物的质量再除以抽气的体积得出颗粒物的浓度 我国于 年颁布国家标准/固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法为解决测量颗粒物的超低排放问题原环境保护部 年颁布国家环境保护行业标准 固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法将这种手工称重法作为法定通行办法在全国施行 目前除了称重法外还有很多新的方法如 射线法 射线法又分为 射线称重法和 射线电离室法 测试目的分析比较锅炉烟气颗粒物排放浓度测试常用的几种方法的原理和操作步骤通过测试数据分析各方法的优缺点 测试方法与过程.方法原理()称重法:滤膜称重法是一种质量测量方法利用抽气装置以特定的流量抽取待测环境内的气体气流中的颗粒物被高效能滤膜阻截分别称量采样前后的滤膜质量进而求出颗粒物的质量浓度颗粒物质量浓度计算公式:/式中 污染物排放浓度/采样所得污染物的质量 标准状况下采集干排气的体积()射线称重法:将具有加热功能的颗粒物组合式采样管由采样孔插入烟道中利用等速采样原理抽取一定量的含颗粒物的废气采用烟道外过滤的方式颗粒物被截留在滤膜上用 射线照射滤膜根据采样前后单位面积的滤膜上 射线衰减量得出滤膜上捕集的颗粒物质量和同时抽取的废气体积计算出颗粒物浓度 射线衰减量与颗粒物的质量遵循以下吸收定律:步骤:空白滤膜的测定 步骤:颗粒物截留后滤膜的测定 ()锅炉烟气颗粒物浓度测试方法的比较与分析合并式得:/(/)式中 单位时间内通过滤膜的 射线量 单位时间内发射的 射线量 单位质量吸收系数/单位面积颗粒物质量/单位时间内通过空白滤膜的 射线量 单位时间内通过颗粒物截留后滤膜的 射线量 单位面积空白滤膜的本底颗粒物质量/单位面积滤膜上截留的颗粒物质量/颗粒物质量浓度计算公式:/()射线电离室法:测定时将采用电离室结构的 射线传感器放入烟道内进气口正对气流方向保证排烟等速通过电离室 电离室中一定能量的 射线通过物质时会与物质中的原子或原子核相互作用引起能量衰减能量衰减量与物质的质量成比例 通过 射线能量衰减量计算物质的质量通过物质的质量和电离室的体积计算颗粒物的浓度颗粒物质量浓度计算公式:式中 颗粒物实测浓度/起始辐射强度 经过物质时的辐射强度 质量衰减系数 电离室体积.测试仪器称重法:型自动烟尘综合测试仪和低浓度烟尘多功能取样管(青岛众瑞智能仪器股份有限公司)射线称重法:全自动烟尘测试仪和崂应 型 射线烟尘检测器(青岛崂山应用技术研究所)射线电离室法 型烟尘测定仪和烟尘检测器(霸州市地海云天环保科技有限公司).测试过程颗粒物是指燃料和其他物质在燃烧、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选取 种不同温湿度的典型实验室和工况污染源(选取工况燃烧状态稳定的排放时间段)进行现场比对测试 种典型测试点如表 根据 设定 种方法每次测定时间为 采样 次取平均值 为了实验的准确性、可靠性、可比性当烟道同一断面有 个测试孔时将 种方法交叉互换同时进行操作仅有 个测试孔时采取 种方法交替轮换操作 测试时要求每个点位测量的深度相同并且保证采样嘴平行于气流方向表 种典型实验室和锅炉排放工况测试点温度/.含湿量/.结果与讨论.各测试点分析()测试点属于低温度、高湿度、低浓度的环境水汽比较多称重法的相对标注偏差比较大方法的精密度差 射线称重法和电离室法的精密度较好()测试点属于低温度、低湿度、中浓度的环境测试环境比较好基本上没有干扰因素三种方法的准确度均比较好()测试点属于中温度、低湿度、高浓度的环境测试环境比较好基本上没有干扰因素 射线称重法的准确度优于 射线电离室法电离室法受低流速的影响()测试点属于中温度、高湿度、中浓度的环境 射线称重法的准确度略优于 射线电离室法()测试点属于高温度、低湿度、中浓度的环境测试环境比较好 射线电离室法的准确度优于 射线称重法 射线称重法滤带浓度过高管路负压较大经常停机重启()测试点属于高温度、高湿度、中浓度的环境 射线电离室法的准确度优于 射线称重法湿度过大称重法的检测器加热效率不足依据国标称重法参比另外两种方法 射线电离室法和 射线称重法的测试结果均不受环境湿度、粉尘的大小、材质以及形态的干扰准确度相对都较好但是两种方法的工艺设计还需完善适应更多的工况环境.种测试方法的分析表 示出了不同污染源 种测定方法的结果对比分析 由表 可知:()称重法在各种工况下所测的结果相关性比较好测试数据最为准确但是传统的称重法操作步骤较繁琐测试前后都需要准备工作耗时耗力锅炉烟气颗粒物浓度测试方法的比较与分析测试周期长不方便于测试人员使用()射线称重法的精密度比较好相对于国标称重法的相对误差为.测试数据相对偏差比较小 在实际操作中遇到高负压、低温高湿度的工况环境由于检测器加热效率达不到负载过大而无法检测()射线电离室法的精密度最好相对于国标称重法的相对误差为.测试数据相对偏差也比较小 由于这种电离室结构采用的是无动力等速采样技术这种结构在 /以下的工况环境等速跟踪效率差数据波动性比较大表 不同污染源 种测定方法颗粒物浓度测量结果对比分析污染源项目称重法 射线称重法 射线电离室法标准偏差/().平均值/().相对标准偏差/.相对误差.标准偏差/().平均值/().相对标准偏差/.相对误差/.标准偏差/().平均值/().相对标准偏差/.相对误差/.标准偏差/().平均值/().相对标准偏差/.相对误差/.标准偏差/().平均值/().相对标准偏差/.相对误差/.标准偏差/().平均值/().相对标准偏差/.相对误差/.注:、标准偏差用以衡量测量数据值偏离算术平均值的程度()、平均值表示测量数据的集中位置、相对标准偏差表示了仪器的精密度()、相对误差表示测量数据的可信度相对误差 示值标准值/真实值 结语()重量法原理成熟现场以及实验室多工况均比较稳定测定结果重现性、准确性均较高适合用于精确度要求较高的执法监督测量 重量法无法现场获取检测数据数据的时效性比较差采样前后都需要对样品进行处理操作步骤比较复杂()射线称重法目前还没有国家标准方法但是已有相应的地方标准 在测试不同典型污染源颗粒物浓度结果的精密度和准确度均较好测试过程中仪器工作稳定 在实际操作中遇到高负压、低温高湿度的工况环境由于检测器加热效率达不到负载过大 射线称重法而无法检测()射线电离室法目前已有相应的地方标准还没有国家标准方法 由于 射线电离室法的电离室结构采用的是无动力等速采样技术这种结构在/以下的工况环境等速跟踪效率差 数据波动(下转第 页)锅炉烟气颗粒物浓度测试方法的比较与分析 结语锅炉频繁启停且吹扫时间不足、通风量不够造成可燃性混合物积聚在炉膛和烟道内易导致炉膛爆燃事故的发生 为了防止类似燃气锅炉爆燃事故发生可分别对设计制造、安装调试和运行维护三个环节中可能存在的安全问题采取对应的防范措施通过本文的事故分析和防止锅炉爆燃的建议能够为相关人员提供借鉴引起重视避免因锅炉爆燃事故而造成人身伤害和财产损失参考文献 王可心.加热炉炉膛爆燃原因和防止措施.山西冶金():.郭元亮童有武鹿道智等.锅炉安全技术规程释义.北京:化学工业出版社.李振庆赵斌刘红星等.燃气锅炉炉膛爆炸事故分析.节能():.卢铭庆张黎浔.锅炉炉膛爆燃机理分析及防止.江西电力():.锅炉安全技术规程./锅炉用液体和气体燃料燃烧器技术条件.(上接第 页)结语低倍率循环流化床锅炉在燃用水分含量较高的生物质燃料时简单地用燃烧份额来计算密相区发热值很容易造成密相区的理论计算温度与实际运行温度产生较大偏差影响受热面布置的合理性甚至可能影响锅炉安全运行 水分在密相区的挥发比例与燃烧份额比例不同是计算产生偏差的主要原因该偏差与水分在密相区挥发份额和密相区燃烧份额之差有关也与燃料当中的含水量有关定义水分挥发量修正值为水分在密相区挥发份额和密相区燃烧份额之差与燃料当中的含水量的乘积该乘积越大产生的温度偏差越大 一般当水分挥发量修正值大于.时应将燃烧份额与水分挥发比例分开考虑以减少水分对密相区温度的影响参考文献范北岩.工业锅炉设计计算 标准方法.北京:中国标准出版社.张新闻./凯迪生物质 锅炉爆燃问题分析及解决措施.重庆电力高等专科学校学报 ():.甘萍香.褐煤烟煤无烟煤及其混煤的燃烧特性研究.昆明:昆明理工大学.杨志荣秦宏.糠醛渣在循环流化床中的燃烧特性试验研究.吉林:东北电力大学.贾传凯.水煤浆水分对锅炉燃烧的影响.工业锅炉():.王华山 房瑀人 成玥祯等.生物质燃烧特性与动力学分析.科学技术与工程 ():.闵凡飞 张明旭.生物质燃烧模式及燃烧特性的研究.煤炭学报 ():.魏鑫 周宇峰 李清清等.不同类型生物质秸秆燃烧特征研究.化学试剂 ():.(上接第 页)性比较大 射线电离室法不同于 射线称重法采集一定量体积的气体或者一定量的尘经过分析计算出颗粒物浓度这种方法可以不需要耗材时时显示颗粒物浓度测试数据直观便于及时高效地分析污染源情况 射线称重法和 射线电离室法两种方法缩短测试周期减少了人力物力提高了测试准确度和精密度 希望可以在更多省份推广使用建立相应的地方标准为后期推行国家标准作准备参考文献/固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法./固定污染源废气监测技术规范./固定污染源废气颗粒物的测定 射线法./山东省固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法./固定污染源废气低浓度颗粒物的测定 射线法.周灵辉.杨凯谢馨.不同烟气含湿量测量方法比较与分析.环境监测与管理技术():.郑宇秀.锅炉烟尘(气)测试中应注意的若干问题.中国环境监测():.某 型燃气锅炉炉膛爆燃事故原因分析及预防措施