一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置及方法，該裝置包括依次連接的顆粒物采樣探管(100)、煙氣干燥除濕單元(200)、大流量自動采樣儀(300)。該測試方法明確了采樣測試步驟與質(zhì)量保證措施。該測試方法適用于煙氣溫度處于水露點區(qū)間、濕度飽和并含有液態(tài)水滴的、顆粒物濃度低于10mg/m3(標準狀態(tài)干煙氣)的測量。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有測試準確、操作簡便等優(yōu)點。
【專利說明】-種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置及 方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低濃度顆粒物測定方法，且特別涉及一種燃煤電廠煙氣濕度飽和 狀態(tài)下的低濃度顆粒物的測定方法。
【背景技術】
[0002] 電力環(huán)境保護煙氣污染控制對象主要是顆粒物、二氧化硫與氮氧化物。典型煙氣 污染物控制技術路線著重于脫硝、除塵與脫硫。經(jīng)過煙氣脫硫后，脫硫出口煙氣溫度低至水 露點（約5(TC)，濕度飽化并夾雜著液態(tài)水，顆粒物濃度通常為20mg/m3(標職態(tài)干煙氣)。為了 實現(xiàn)超凈排放，低低溫電除塵或濕式電除塵等技術的運用，使煙氣顆粒物濃度更低至IOmg/ ^下。隨之帶來了污染物濃度的檢測問題，如果仍沿用傳統(tǒng)測量方法，受煙氣 中各種因素影響，測量結(jié)果將帶入較大的測量誤差（測量不確定度）而無法反映實際情況。
[0003]常規(guī)煙氣中顆粒物測量標準（如GB16157-1996)規(guī)定了煙氣溫度在（70?8〇rC W上（均明顯高于水露點溫度約5(TC)、濕度適當?shù)牟缓簯B(tài)水的煙氣環(huán)境中顆粒物的測 量程序，且測量濃度通常大于5〇111肖/111 3<^^^巾^^巾；《^^>，測量不確定度通常為5%?10%。
[0004]脫硫出口煙氣的低溫、濕度飽和、含液態(tài)水與顆粒物濃度偏低等不良因素都影響 到測量精度。常規(guī)測量方法采用重量法，通過無堿玻璃纖維制作的、粒徑大于0. 3ym的捕 集效率很高的濾筒過濾煙氣采集顆粒物，通過濾筒增重與煙氣采集體積的比計算單位體積 顆粒物質(zhì)量來測量煙氣顆粒物濃度。在測量過程中存在如下問題；1.由于高濕煙氣的液態(tài) 水被截留在濾筒內(nèi)，在水露點溫度區(qū)間水分無法蒸發(fā)而集聚在濾層內(nèi)，造成煙氣過濾阻力 升高，濾筒受力增加，同時因濾層含水，濾層內(nèi)壓實的纖維粘接能力降低，在持續(xù)抽氣過程 中易于穿透，使測量無效；2.煙氣中液態(tài)水聚集了大量微細顆粒物，使煙氣中顆粒物分布 不均勻度大幅增加，煙道內(nèi)置結(jié)構(gòu)件（加強筋、支架等）加劇了不均勻程度，當測量中采集 到液滴將使測量值偏高，測量誤差偏大；3.由于煙氣中顆粒物濃度很低，必須延長采樣時 間、增加采樣體積，使濾筒稱量中采用萬分之一天平能遠離檢出限，W保證稱量的誤差控制 在可接受的范圍內(nèi)。但是因為煙氣濕度很大，極大的影響到濾筒持續(xù)采樣時間，無法實現(xiàn)大 體積采樣。綜上，采用常規(guī)測量方法不適用于高濕低溫的煙氣環(huán)境，無法測量低濃度顆粒 物。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種測試準確、操作 簡便的污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試方法。
[0006]本發(fā)明的目的可W通過W下技術方案來實現(xiàn)；一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度 顆粒物采樣測試裝置，其特征在于，該裝置包括依次連接的顆粒物采樣探管、煙氣干燥除濕 單元、大流量自動采樣儀：
[0007]所述的顆粒物采樣探管包括等速采樣嘴、前置采樣過濾器、采樣管、皮巧管及采樣 探管加熱系統(tǒng)，所述的等速采樣嘴通過前置采樣過濾器連接采樣管，該前置采樣過濾器與 采樣管置于采樣探管加熱系統(tǒng)內(nèi)；
[0008]所述的煙氣干燥除濕單元包括采樣軟管、壓力傳遞軟管、緩沖罐、干燥罐、采樣逆 止閥，所述的采樣管通過采樣軟管依次連接緩沖罐、干燥罐、采樣逆止閥，然后連接至大流 量自動采樣儀；所述的壓力傳遞軟管一端連接皮巧管另一端連接大流量自動采樣儀；
[0009] 所述的大流量自動采樣儀包括自動采樣控制器、大流量采樣粟，大流量采樣粟的 電源與控制線連接到自動采樣控制器。
[0010] 所述的等速采樣嘴與前置采樣過濾器的前端采用螺紋連接，等速采樣嘴可更換；
[0011] 所述的前置采樣過濾器的前端為彎管，后端內(nèi)置濾膜持盒，該濾膜持盒內(nèi)可安裝 直徑為40mm的濾膜。
[0012] 所述的前置采樣過濾器外及采樣管外包覆采樣探管加熱系統(tǒng)，該采樣探管加熱系 統(tǒng)設有溫度控制器，控制加熱溫度高達30(TC。
[0013] 所述的采樣管根據(jù)煙道尺寸制作成不同長度，保證煙道測量斷面的測點布置。
[0014] 所述的皮巧管采用S型，兩根管呈靠背狀設置，其長度與顆粒物采樣探管的長度 相匹配，皮巧管與采樣探管一體化安裝，或者可脫卸式安裝；兩根皮巧管分別與兩根壓力傳 遞軟管連接。
[0015]所述的采樣軟管分為二段，前段采樣軟管與緩沖罐、干燥罐及后段采樣軟管前后 串聯(lián)，干燥罐出口用后段采樣軟管連接到大流量自動采樣儀的吸氣口，吸氣口前設置采樣 逆止閥。
[0016] 所述的采樣軟管與壓力傳遞軟管長度保持一致；所述的緩沖罐空置或內(nèi)置雙氧 水，起緩沖與截留煙氣攜帶液態(tài)水或起緩沖、截留煙氣攜帶液態(tài)水與洗涂酸性氣體的作用， 所述的干燥罐內(nèi)置變色娃膠吸收煙氣殘余濕度，使吸入大流量自動采樣儀的煙氣呈干燥狀 態(tài)，兩根壓力傳遞軟管連接到大流量自動采樣儀的動壓傳遞口，將煙氣動壓傳遞給大流量 自動采樣儀。
[0017] 一種采用所述裝置進行污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試方法，其特 征在于，該方法包括W下步驟：
[0018] (1)精確稱量濾膜的重量，并安裝兩種濾膜于濾膜持盒中，其中一張濾膜不參與取 樣作為空白濾膜，設定采樣探管加熱系統(tǒng)的加熱溫度，對顆粒物采樣探管進行預熱；
[0019] (2)將顆粒物采樣探管伸入煙道測孔，放在需要測量的第一個測點上，接通大流量 自動采樣儀，設定到動壓自動跟蹤采樣模式，根據(jù)設定的持續(xù)采樣時間W及采樣點總數(shù)，W 等時間采樣原則，設定每個采樣點的采樣持續(xù)時間；
[0020] (3)開啟大流量自動采樣儀，大流量采樣粟將煙氣從等速采樣嘴吸入，依次經(jīng)過前 置采樣過濾器、采樣管、采樣軟管、緩沖罐、干燥罐、采樣逆止閥后進入大流量自動采樣儀； 自動采樣控制器根據(jù)測點煙氣動壓的測量結(jié)果自動調(diào)節(jié)采樣流量，保持等速采樣，完成第 一點采樣后，將采樣探管移至第二點位置進行采樣，逐點移動探管，直至采樣完成；
[0021] (4)取出采樣后的濾膜W及空白濾膜，并精確稱量濾膜重量，計算采樣濾膜的增重 量，W及空白濾膜的質(zhì)量變化；
[0022] (5)用內(nèi)置高純水的洗瓶洗涂等速采樣嘴與采樣過濾器前端彎管，洗涂水收集 到稱量瓶中，計算稱量瓶的增重量W及稱量瓶環(huán)境空白，從而得出顆粒物濃度=(濾膜增 重-濾膜空白+稱量瓶增重-稱量瓶環(huán)境空白）/標準狀態(tài)干煙氣采樣體積。
[0023] 所述的濾膜采用玻璃纖維濾膜或石英纖維濾膜，對0.3um標準粒子的截留效率 > 99% ;
[0024] 所述的稱量瓶采用測娃玻璃制或石英玻璃制4 60mmXh30mm的稱量瓶；
[00巧]所述的等速采樣嘴的流量范圍為6化/min?11化/min,所述的大流量采樣粟的抽 吸負壓為-6kPa〇
[0026] 本發(fā)明研發(fā)了適用于煙氣溫度處于水露點區(qū)間、濕度飽和并含有液態(tài)水滴的、顆 粒物濃度低于l〇mg/m3<標準狀態(tài)=P煙氣> 的測重方法。
[0027] 本發(fā)明適用于煙氣溫度處于水露點區(qū)間、濕度飽和并含有液態(tài)水滴的、顆粒物濃 度較低的煙道內(nèi)置式加熱探管、濾膜過濾、配置大體積采樣粟的煙氣顆粒物采樣系統(tǒng)。
[0028] 本發(fā)明編制了適用于煙氣溫度處于水露點區(qū)間、濕度飽和并含有液態(tài)水滴的、顆 粒物濃度低于的、涉及從采樣儀器/系統(tǒng)準備、采樣前后濾膜稱量與修 正、顆粒物全部采集等全過程的顆粒物測量質(zhì)量控制程序/步驟。
[0029] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明制定了固定污染源濕度飽和低溫煙氣中低濃度顆粒物測 量方法。與已有的顆粒物測量標準GB16157-1996《固定污染物排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污 染物采樣方法》相比，在保證相同的測量精度情況下，在濕度飽和低溫低濃度顆粒物測量方 面采取了諸多措施，從消除或避免了飽和濕氣影響，建立完善了低濃度稱量及修正體系，實 施全過程質(zhì)量控制提高測量不確定度等措施，建立了切實可行的測量方法。與已有的ISO 12141 ：2002Stationarysourceemissions-Determinationofmassconcentrationof particulatematter(dust)atlowconcentrations-Manualgravimetricmethod才目比，在 適應濕度飽和低溫煙氣方面采取了特定措施，建立了可行的采樣系統(tǒng)。在稱量體系方面避 開了十萬分之一天平的使用，通過加強稱量值修正與大體積采樣的方法，降低了稱量口檻， 使本測量方法更具有可實施性，便于各種常規(guī)檢測單位使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0032] 實施例1
[0033] 如圖1所示，一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置，適用于煙 氣溫度處于水露點區(qū)間、濕度飽和并含有液態(tài)水滴的、顆粒物濃度低于 的采樣，該裝置包括依次連接的顆粒物采樣探管100、煙氣干燥除濕單元200、大流量自動 采樣儀300 ;
[0034] 所述的顆粒物采樣探管100包括等速采樣嘴101、前置采樣過濾器102、采樣管 104、皮巧管105及采樣探管加熱系統(tǒng)106,所述的等速采樣嘴101通過前置采樣過濾器102 連接采樣管104,該置前采樣過濾器與采樣管104置于采樣探管加熱系統(tǒng)106內(nèi)；所述的等 速采樣嘴101與前置采樣過濾器102的前端采用螺紋連接，等速采樣嘴101可更換；所述 的采樣過濾器102的前端為彎管，符合GB16157標準的技術規(guī)范要求。后端內(nèi)置濾膜持盒 103,該濾膜持盒103內(nèi)可安裝直徑為40mm的濾膜。所述的采樣過濾器102外及后置采樣 管104外包覆采樣探管加熱系統(tǒng)106,該采樣探管加熱系統(tǒng)106設有溫度控制器，控制加熱 溫度高達30(TC，保持濾膜在采樣期間始終處于干燥狀態(tài)。等速采樣嘴101可更換，W保持 顆粒物的等速采樣。采用大流量采樣儀能盡可能多的采集煙氣，縮短采用時間，增加顆粒物 采集量，在低濃度顆粒物測定中非常重要。所述的采樣管104根據(jù)煙道尺寸制作成不同長 度，保證煙道測量斷面的測點布置（通常在1. 0?4. 0米）。所述的皮巧管105采用S型， 兩根管呈靠背狀設置，其長度與顆粒物采樣探管100的長度相匹配，皮巧管105制作符合 GB16157標準的技術要求，皮巧管105與采樣探管100 -體化安裝，或者可脫卸式安裝；兩 根皮巧管105分別與兩根壓力傳遞軟管202連接。
[00巧]所述的煙氣干燥除濕單元200包括采樣軟管201、壓力傳遞軟管202、緩沖罐203、 干燥罐204、采樣逆止閥205,所述的采樣管104通過采樣軟管201依次連接緩沖罐203、干 燥罐204、采樣逆止閥205,然后連接至大流量自動采樣儀300 ;所述的壓力傳遞軟管202 - 端連接皮巧管105另一端連接大流量自動采樣儀300 ;所述的采樣軟管201分為二段，前段 采樣軟管201A與緩沖罐203、干燥罐204及后段采樣軟管201B前后串聯(lián)，干燥罐204出口 用后段采樣軟管201B連接到大流量自動采樣儀300的吸氣口，吸氣口前設置采樣逆止閥 205。所述的采樣軟管201與壓力傳遞軟管202長度保持一致；所述的緩沖罐203空置或內(nèi) 置雙氧水，起緩沖與截留煙氣攜帶液態(tài)水或起緩沖、截留煙氣攜帶液態(tài)水與洗涂酸性氣體 的作用，所述的干燥罐204內(nèi)置變色娃膠吸收煙氣殘余濕度，使吸入大流量自動采樣儀300 的煙氣呈干燥狀態(tài)，兩根壓力傳遞軟管202連接到大流量自動采樣儀300的動壓傳遞口，將 煙氣動壓傳遞給大流量自動采樣儀300。
[0036] 所述的大流量自動采樣儀300包括自動采樣控制器301、大流量采樣粟302,大流 量采樣粟302的電源與控制線連接到自動采樣控制器301。自動采樣控制器301具有根據(jù) 感知的煙氣動壓、輸入的煙溫與濕度等參數(shù)自動調(diào)節(jié)抽氣流量W保證等速采樣（即流入采 樣嘴的煙氣速度與煙道內(nèi)采樣嘴所在點位的流速相同）的功能，也具有設定流量下的定流 量采樣功能，具備較好的人機交互界面。
[0037] 大流量采樣粟302最大持續(xù)采樣流量能大于11化/min,抽吸負壓為-6kPa。采樣 過程中，大流量自動采樣儀300可自動記錄測量期間的計前壓力、計前溫度、瞬時流量與累 計采樣體積，自動計算標準狀態(tài)干煙氣采樣體積。
[0038] 采用上述裝置進行采樣實驗，具體步驟如下：
[0039] 1準備
[0040] 1. 1采樣濾膜與稱量瓶準備
[0041] (1)從濾膜盒中取出適量濾膜，逐張檢查濾膜完好。
[0042] (2)準備放置濾膜用的自封袋，自封袋外用記號筆做好標記。
[0043] (3)按照稱量程序準備天平，要求天平感量為0.OOOlg,分別用0. 5g與25g標準攝 碼校準天平，記錄偏差，分別作為濾膜稱量值與玻璃稱量瓶稱量值的修正系數(shù)。
[0044] (4)將濾膜放至已編號的清洗凈的表面皿上，再分攤在瓷盤上。烘箱設定到 105C，啟動升溫至設定點，放入瓷盤干燥2小時，干燥完成后瓷盤（濾膜）從烘箱中取出， 用玻璃干燥器快速移入恒溫恒濕箱，恒溫恒濕箱參數(shù)控制在：溫度25C±rc、相對濕度 50% ±5%。冷卻至設定溫度（25°C，約30min，記錄冷卻時間）。
[0045] (5)逐張將濾膜放回玻璃干燥器，移至天平室，從干燥器中取出，放置到砰盤上稱 量，記錄取出時間，稱量讀數(shù)穩(wěn)定后記錄稱量值及讀數(shù)時間，再放回原表面皿，放回玻璃干 燥器，按此程序依次稱量完成。
[0046] (6)將盛有濾膜的表面皿再入烘箱干燥30min，取出后冷卻至設定溫度（保持與第 一次冷卻時間相同，如30min)，再次進行稱量并記錄。如果二次稱量值偏差低于0. 4mg,W 最低的一次稱量值為濾膜空白質(zhì)量。如果偏差不符合要求，再次干燥30min，再次稱量，直至 符合要求。
[0047] (7)已稱量濾膜放入已準備的自封袋內(nèi)。拿取自封袋時應注意已標記的順序，按從 小到大的順序依次放置并記錄為濾膜編號。
[004引 做準備抑OmmXhSOmm的稱量瓶（根據(jù)采樣量配置相應數(shù)量+2)，編號、洗凈。 放入已升溫至105C的烘箱內(nèi)干燥2小時。取出后如濾膜相同的稱量程序，恒重、依次稱量 完成。
[0049] (9)將稱量后的已放入自封袋的濾膜與稱量瓶統(tǒng)一放入濾膜盒，W備帶入測量現(xiàn) 場使用。
[0050] (10)濾膜稱量值用濾膜修正系數(shù)校準至"真值"。玻璃稱量瓶稱量值用稱量瓶修 正系數(shù)校準至"真值"。
[0051] 1.2采樣系統(tǒng)/儀器準備
[0052] (1)分別準備采樣探管100、煙氣采樣除濕干燥單元200與大流量自動采樣儀300。
[0053] (2)準備采樣探管100;檢查各組件齊備并完好，可脫卸的皮巧管105平行安裝到 采樣探管上，連接電源，加熱系統(tǒng)溫控器設定在27CTC，對加熱系統(tǒng)進行預加熱，觀察加熱溫 度是否達到設定點、溫度穩(wěn)定且溫控器運行正常。
[0054] (3)準備煙氣干燥除濕單元200;檢查各組件齊備并完好。將前段采樣軟管201A、 二根壓力傳遞軟管202用尼龍扎帶束縛在一起。按順序依次連接前段采樣軟管201A、緩沖 罐203、干燥罐204、后段采樣軟管201B和采樣逆止閥205,各連接處應氣密良好。
[00巧](4)準備大流量自動采樣儀。檢查自動采樣控制器301與大流量采樣粟302狀態(tài) 完好。連接自動采樣器301與大流量采樣粟302,然后接通電源，開機設定虛擬的采樣參數(shù)， 分別設定在動壓自動跟蹤采樣模式、定流量采樣模式，分別測試大流量自動采樣儀300運 轉(zhuǎn)是否正常。
[0056] (5)依次連接采樣探管100、煙氣除濕干燥單元200與大流量自動采樣儀300。接 通電源，自動采樣儀300開機設定在定流量采用模式，設定采樣流量為801/min，運行。檢查 整個采樣系統(tǒng)的氣密性，當顆粒物采樣探管100的等速采樣嘴101被人為封閉后，采樣流量 應降低至化/minW下，說明氣密良好，否則檢查各接口的密封，更換或調(diào)整氣密不良處，再 此作測試，直至達到要求。
[0057] (6)取下前置采樣過濾器102、濾膜持盒103,用超聲波清洗器與高純水清洗干凈， 放入已升溫至105C的烘箱內(nèi)干燥2小時。取出冷卻至室溫，備用。
[00則 （7)準備高純水放入洗瓶，備用。
[0059] 2采樣程序
[0060] 2. 1采樣前測試
[0061] (1)將上述準備的采樣系統(tǒng)/儀器、濾膜等測量必要設備帶至測量現(xiàn)場。
[0062] (2)測量現(xiàn)場的煙道已按照GB16157標準的技術要求開設了測孔。按照標準規(guī)定 的測點布置方式進行測點設定。
[0063] (3)在干燥罐204中加入適量變色娃膠（約2/3高度）。按照附圖1方式連接采 樣探管100、煙氣除濕干燥單元200與大流量自動采樣儀300,保證氣密良好。
[0064] (4)采用市售重量法煙氣濕度測試儀測量煙氣含濕量，測量數(shù)據(jù)輸入大流量自動 采樣儀300。
[0065] (5)采用大流量自動采樣儀300配套錯裝熱電偶，采用GB16157標準規(guī)定的方法測 量煙氣溫度，測量數(shù)據(jù)輸入大流量自動采樣儀300。
[0066] (6)采用大流量自動采樣儀300配套采樣探管100與煙氣除濕干燥單元200預測 煙道內(nèi)各采樣點煙氣動壓及范圍，根據(jù)動壓測量值選定尺寸適當?shù)牟蓸幼欤⒉蓸幼?01 安裝到前置采樣過濾器102的彎管前端。使用的采樣嘴應使采樣流量處于60L/min?11化/ min范圍內(nèi)。
[0067] 2. 2正式采樣
[0068] (1)從自封袋中取出濾膜，放入采樣過濾器102中的濾膜持盒103內(nèi)，旋緊前置采 樣過濾器102。放置濾膜時應注意濾膜的毛面一側(cè)迎向煙氣。在采樣原始記錄紙上記錄所 用濾膜的自封袋編號/標識。
[0069] (2)從自封袋取出另一張濾膜，放在濾膜持盒內(nèi)，作為空白修正的濾膜。
[0070] 0)接通采樣探管加熱系統(tǒng)106的電源，設定溫控器至設定溫度（如設定在 27CTC)。開啟并預熱至設定點。
[0071] (4)將采樣探管伸入煙道測孔，放在需要測量的第一個測點上。采樣儀300開啟 前，采樣嘴應背對煙氣流動方向。接通采樣儀，設定到動壓自動跟蹤采樣模式，并將濾膜編 號記入采樣儀300。
[007引妨根據(jù)設定的持續(xù)采樣時間W及采樣點總數(shù)，W等時間采樣原則，設定每個采樣 點的采樣持續(xù)時間。如預計采樣時間60min，共計24個測點，則設每點采樣2. 5min，總計采 樣時間60min。
[0073] (6)采樣準備完畢，開啟采樣儀300進行顆粒物采樣。在采樣儀啟動前，轉(zhuǎn)動采樣 探管100將采樣嘴101迎向煙氣流動方向。采樣中，采樣儀300根據(jù)測點煙氣動壓的測量 結(jié)果自動調(diào)節(jié)采樣流量，保持等速采樣。完成第一點采樣后，將采樣探管移至第二點位置進 行采樣。逐點移動探管，直至采樣完成。在更換采樣測孔時，采樣儀應暫停抽氣，等采樣嘴 再次放置在規(guī)定位置后再行啟動。在采樣儀暫停期間，采樣逆止閥205呈關閉狀態(tài)。
[0074] (7)在煙道內(nèi)逐點采樣完成后，取出探管100,打開采樣過濾器102,打開濾膜持盒 103,用不鎊鋼綴子取出濾膜，放入原自封袋內(nèi)，密封。如果有濾膜殘留在濾膜持盒內(nèi)，應用 綴子把殘留物全部放入自封袋。
[0075] 做將濾膜持盒內(nèi)作空白的濾膜放回到原自封袋內(nèi)，密封。
[0076] (9)每次采樣使用一張濾膜作空白，一批采樣共使用二張濾膜作為空白樣品。
[0077] (10)用洗瓶（內(nèi)置高純水）洗涂采樣嘴101與過濾器102前端彎管，洗涂水收集 到稱量瓶中，蓋緊密封，水平放置。洗涂次數(shù)要求在4次W上。
[007引 （11)在自動采樣儀300上操作W保存已采集的數(shù)據(jù)。
[0079] (12)至此完成一次采樣。
[0080] (13)如此按照2. 2提示的工作，重復采樣H次。
[0081] 2.3采樣結(jié)束現(xiàn)場工作
[0082] (1)全部采樣完成后，依次切斷采樣探管100加熱系統(tǒng)106的電源。分解采樣探管 100的各組件、除濕干燥單元200的各組件W及自動采樣儀300。
[0083] (2)將自動采樣儀300切換至數(shù)據(jù)輸出模式，調(diào)取已保存的數(shù)據(jù)組，讀取并記錄數(shù) 據(jù)到原始記錄紙上。
[0084] (3)將采樣后的濾膜與作空白修正的濾膜（已裝入自封袋內(nèi)）放入濾膜盒。
[00財 （4)儀器、設備放置原位。巧Ij孔恢復原狀。
[0086] (5)清理測量現(xiàn)場，保持周邊環(huán)境整潔，恢復原狀。
[0087] 3采樣后顆粒物采集量稱量
[0088] (1)按照稱量程序準備天平。要求天平感量為0.OOOlgD分別用0. 5g與25g標準 攝碼校準天平，記錄偏差，分別作為濾膜稱量值與玻璃稱量瓶稱量值的修正系數(shù)。
[0089] (2)將采樣后濾膜及空白濾膜從自封袋內(nèi)取出，分別放置在已編號的清洗凈的玻 璃表面皿上，再放入瓷盤上。記錄自封袋編號與表面皿編號的對應關系。
[0090] (3)烘箱調(diào)整溫度至105C，升溫至設定點。濾膜帶玻璃表面皿一起放入烘箱干燥 2小時。
[0091] (4)2小時后瓷盤從烘箱中取出，將濾膜帶玻璃表面皿一起快速放入玻璃干燥器， 移至恒溫恒濕箱（參數(shù)設定與采樣前一致），冷卻至設定溫度（冷卻時間與采樣前保持一 致）。
[009引 妨根據(jù)濾膜編號，事先查閱采樣前濾膜的稱量時間。
[009引做將濾膜帶表面皿從恒溫恒濕箱放入玻璃干燥器，移至天平室。按照已查閱的稱 量時間，逐張將濾膜從干燥器中取出（記錄取出時間），放置到砰盤上稱量，等讀數(shù)穩(wěn)定后 記錄稱量值及讀數(shù)時間，再放回原表面皿，依次稱量完成。
[0094] (7)將濾膜帶表面皿再入烘箱干燥30min，取出后冷卻至室溫（操作程序如前，冷 卻時間與采樣前保持一致），再次進行稱量并記錄。如果二次稱量值偏差低于0. 4mg，W最 低的一次稱量值為采樣后濾膜的質(zhì)量。如果不符合要求，再次干燥，直至符合偏差要求。 [009引做采用相同冷卻-稱量程序，恒重空白濾膜。
[0096] (9)玻璃稱量瓶在105C烘箱內(nèi)水分蒸發(fā)直至干燥。采用相同冷卻-稱量程序，對 瓶體（不含瓶蓋）進行稱量，并完成恒重。
[0097] (10)采用相同冷卻-稱量程序，恒重空白稱量瓶。
[0098] (11)濾膜稱量值用濾膜修正系數(shù)校準至"真值"。玻璃稱量瓶稱量值用稱量瓶修 正系數(shù)校準至"真值"。
[0099] 4數(shù)據(jù)處理與計算
[0100] (1)根據(jù)采樣前、后稱取的相同編號濾膜質(zhì)量（經(jīng)修正后的"真值"），計算濾膜增 重，作為濾膜采集的顆粒物質(zhì)量。
[0101] (2)同理計算空白濾膜的質(zhì)量變化，取二張空白濾膜的質(zhì)量變化的平均值作為濾 膜環(huán)境空白的修正系數(shù)。
[0102] (3)根據(jù)采樣前、后稱取的相同編號稱量瓶質(zhì)量（經(jīng)修正后的"真值"），計算稱量 瓶增重，作為采樣中沉積在采樣嘴與過濾器前端彎管內(nèi)的顆粒物質(zhì)量。
[0103] (4)同理計算空白稱量瓶的質(zhì)量變化，取二個空白稱量瓶質(zhì)量變化的平均值作為 稱量瓶環(huán)境空白的修正系數(shù)。
[0104] (5)根據(jù)原始記錄中濾膜、稱量瓶與采樣參數(shù)的對應關系，計算單位體積顆粒物濃 度：
[0105] (6)顆粒物濃度=(濾膜增重-濾膜空白+稱量瓶增重-稱量瓶環(huán)境空白）/標準 狀態(tài)于煙氣采樣體積
[0106] 其中；顆粒物濃度，mg/m3 ;濾膜、稱量瓶增重，mg;標準狀態(tài)干煙氣采樣體積，m3
[0107] (7)取H次采樣顆粒物濃度的平均值作為該煙道顆粒物濃度。
[0108] 5.測量全過程質(zhì)量控制
[0109] 為控制檢測質(zhì)量，保證測量數(shù)據(jù)的準確度，采取的全過程質(zhì)量控制措施如下：
[0110] (1)濾膜精選；濾膜采用玻璃纖維濾膜或石英纖維濾膜，新購濾膜檢查品質(zhì)證書， 要求對0. 3ym標準粒子的截留效率> 99%。新濾膜目視檢查，膜面紋理細膩、均勻，無針眼 等瑕疵為合格品。新濾膜預先在18(TC高溫烘烤2小時，然后W冷卻-稱量程序在18(TC、 干燥30min的參數(shù)恒重濾膜。如果3次后濾膜仍持續(xù)減重，將降等，不能作為低濃度顆粒物 采樣之用。選用高溫恒重（偏差低于〇.4mg)的濾膜作為合格品配用。
[0iu] (2)稱量瓶精選；采用測娃玻璃制或石英玻璃制#0mmXh30mm的稱量瓶。檢 查稱量瓶無氣泡、瓶口與瓶蓋磨砂密封嚴密。合格品洗涂干凈（用洗液與高純水），在瓶體 與瓶蓋上編號標記。合格的稱量瓶因選用質(zhì)量相近的組成一批，備用。盡可能選用瓶體質(zhì) 量低的稱量瓶。
[0112] (3)稱量系統(tǒng)；采用經(jīng)檢定合格的萬分之一、稱量精度0.OOOlg的天平。天平處于 溫/濕度可控的、按天平技術要求管理的環(huán)境內(nèi)。稱量期間環(huán)境溫度約25C，環(huán)境相對濕度 約 50%。
[0113] (4)超純水：選用電阻率不低于18. 2MQ?cm,TOC濃度不高于30ppb的純水。
[0114] (5)稱量修正：采用接近稱量物質(zhì)量的經(jīng)校準的標準攝碼在每次稱量中對天平進 行校準，對稱量值進行修正得到稱量"真值"，W降低誤差影響。在此選用0. 5g與25g標準 攝碼為標準進行校準。標準攝碼按照標準物質(zhì)程序進行管理。
[0115] (6)相同程序稱量：從濾膜盒中取出適量濾膜。逐張檢查濾膜完好。準備放置濾膜 用的自封袋，自封袋外用記號筆做好標記。稱量0. 5g與25g標準攝碼，取得濾膜稱量值與玻 璃稱量瓶稱量值的修正系數(shù)。將濾膜放至已編號的清洗凈的表面皿上，再分攤在瓷盤上。烘 箱設定到105C，啟動升溫至設定點。放入瓷盤干燥2小時。干燥完成后瓷盤（濾膜）從烘 箱中取出，用玻璃干燥器快速移入恒溫恒濕箱。恒溫恒濕箱參數(shù)控制在；溫度25C±rc、 相對濕度50% ±5%。冷卻至設定溫度（約25°C，冷卻30min，記錄冷卻時間）。逐張將濾 膜放回玻璃干燥器，移至天平室。從干燥器中取出，放置到砰盤上稱量，記錄取出時間。稱 量讀數(shù)穩(wěn)定后記錄稱量值及讀數(shù)時間，再放回原表面皿，放回玻璃干燥器。按此程序依次稱 量完成。將盛有濾膜的表面皿再入烘箱干燥30min，取出后冷卻至設定溫度（保持與第一次 冷卻時間相同，如30min)，再次進行稱量并記錄。如果二次稱量值偏差低于0. 4mg，W最低 的一次稱量值為濾膜空白質(zhì)量。如果偏差不符合要求，再次干燥30min，再次稱量，直至符合 要求。采樣后按稱量程序干燥并稱量。采樣前后稱量程序與稱量時間保持一致。稱量瓶也 按此稱量程序執(zhí)行。濾膜與稱量瓶的空白修正系數(shù)也按此程序執(zhí)行。
[0116] (7)小批量稱量原則；試驗前小批量按稱量程序進行稱量（不超過10份），當日使 用。
[0117] (8)空白系數(shù)修正。取2份濾膜、2份稱量瓶，在采樣期間，除了不用于采樣W外， 所有過程都與采樣濾筒一樣流轉(zhuǎn)，W其質(zhì)量變化作為空白誤差進行修正。
[om] (9)采樣系統(tǒng)計量康用如圖1采樣系統(tǒng)，由采樣探管100、煙氣除濕干燥單元200 與大流量自動采樣儀300組成。其中采用探管可加熱至30(TC，采樣后濾膜干燥。采樣中提 供的加熱溫度應高于25CTC。大流量自動采樣儀300經(jīng)檢定合格，并處于日常質(zhì)量監(jiān)控范疇 內(nèi)，保持抽氣流量、累計流量、計前溫度、計前壓力、動壓測量值、靜壓測量值、煙溫測量值等 參數(shù)在允許的偏差內(nèi)。動壓自動跟蹤靈敏。
[0119] (10)大流量采樣；采用大流量采樣方式，增加采樣體積、減少采樣時間。大流量采 樣根據(jù)現(xiàn)有儀器狀況及配套控制系統(tǒng)，流量范圍定在60L/min?11化/min。采用體積不低 于3m3,通常3?5m3。顆粒物采集量不低于5mg。
[0120] (11)網(wǎng)格布點等速采樣原則：采用網(wǎng)格法布點、皮巧管平行等速采樣法。配套采 樣系統(tǒng)具備動壓跟蹤自動等速采樣的功能。
[0121] (12)顆粒物全程收集；收集沉積在濾膜的顆粒物，同時收集自采樣嘴至濾膜所有 采樣管內(nèi)壁沉積的顆粒物。采樣嘴與采樣彎管沉積物采用超純水洗涂并收集在稱量瓶中。 W濾膜采集顆粒物與采樣彎管沉積顆粒物組成一個顆粒物樣品，實現(xiàn)顆粒物的全程收集。 為避免采樣探管前端采樣管道陳舊沉積物影響，對采樣嘴及采樣彎管預先超聲波清洗并干 燥。
[0122] (13)按此采樣系統(tǒng)，執(zhí)行全過程質(zhì)量控制措施，在濕度飽和低溫煙氣中開展低濃 度顆粒物采樣，其測量偏差低于10%，測量不確定度約15%化=2)。
【權(quán)利要求】
1. 一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置，其特征在于，該裝置包括 依次連接的顆粒物采樣探管（100)、煙氣干燥除濕單元（200)、大流量自動采樣儀（300): 所述的顆粒物采樣探管（100)包括等速采樣嘴（101)、前置采樣過濾器（102)、采樣管 (104)、皮托管（105)及采樣探管加熱系統(tǒng)（106)，所述的等速采樣嘴（101)通過前置采樣過 濾器（102)連接采樣管（104)，該前置采樣過濾器（102)與采樣管（104)置于采樣探管加熱 系統(tǒng)（106)內(nèi)； 所述的煙氣干燥除濕單元（200)包括采樣軟管（201)、壓力傳遞軟管（202)、緩沖罐 (203) 、干燥罐（204)、采樣逆止閥（205)，所述的采樣管（104)通過采樣軟管（201)依次連 接緩沖罐（203)、干燥罐（204)、采樣逆止閥（205)，然后連接至大流量自動采樣儀（300);所 述的壓力傳遞軟管（202) -端連接皮托管（105)另一端連接大流量自動采樣儀（300); 所述的大流量自動采樣儀（300)包括自動采樣控制器（301)、大流量采樣泵（302)，大 流量采樣泵（302)的電源與控制線連接到自動采樣控制器（301)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置，其 特征在于，所述的等速采樣嘴（101)與前置采樣過濾器（102)的前端采用螺紋連接，等速采 樣嘴（101)可更換；
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置，其 特征在于，所述的前置采樣過濾器（102)的前端為彎管，后端內(nèi)置濾膜持盒（103)，該濾膜 持盒（103)內(nèi)設有直徑為40mm的濾膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置， 其特征在于，所述的前置采樣過濾器（102)外及采樣管（104)外包覆采樣探管加熱系統(tǒng) (106)，該采樣探管加熱系統(tǒng)（106)設有溫度控制器，控制加熱溫度高達300°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置，其 特征在于，所述的采樣管（104)根據(jù)煙道尺寸制作成不同長度，保證煙道測量斷面的測點 布置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置， 其特征在于，所述的皮托管（105)為S型，兩根管呈靠背狀設置，其長度與顆粒物采樣探管 (100)的長度相匹配，皮托管（105)與采樣探管100-體化安裝，或者可脫卸式安裝；兩根 皮托管（105)分別與兩根壓力傳遞軟管（202)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置，其 特征在于，所述的采樣軟管（201)分為二段，前段采樣軟管（201A)與緩沖罐（203)、干燥罐 (204) 及后段采樣軟管（201B)前后串聯(lián)，干燥罐（204)出口用后段采樣軟管（201B)連接到 大流量自動采樣儀（300)的吸氣口，吸氣口前設置采樣逆止閥（205)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試裝置， 其特征在于，所述的采樣軟管（201)與壓力傳遞軟管（202)長度保持一致；所述的緩沖罐 (203)空置或內(nèi)置雙氧水，起緩沖與截留煙氣攜帶液態(tài)水或起緩沖、截留煙氣攜帶液態(tài)水與 洗滌酸性氣體的作用，所述的干燥罐（204)內(nèi)置變色硅膠吸收煙氣殘余濕度，使吸入大流 量自動采樣儀（300)的煙氣呈干燥狀態(tài)，兩根壓力傳遞軟管（202)連接到大流量自動采樣 儀（300)的動壓傳遞口，將煙氣動壓傳遞給大流量自動采樣儀（300)。
9. 一種采用權(quán)利要求1所述裝置進行污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試 方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 精確稱量濾膜的重量，并安裝兩種濾膜于濾膜持盒（103)中，其中一張濾膜不參 與煙氣采樣作為空白濾膜，設定采樣探管加熱系統(tǒng)（106)的加熱溫度，對顆粒物采樣探管 (100)進行預熱； (2) 將顆粒物采樣探管（100)伸入煙道測孔，放在需要測量的第一個測點上，接通大流 量自動采樣儀（300)，設定到動壓自動跟蹤采樣模式，根據(jù)設定的持續(xù)采樣時間以及采樣點 總數(shù)，以等時間采樣原則，設定每個采樣點的采樣持續(xù)時間； (3) 開啟大流量自動采樣儀（300)，大流量采樣泵（302)將煙氣從等速采樣嘴（101)吸 入，依次經(jīng)過前置采樣過濾器（102)、采樣管（104)、采樣軟管（201)、緩沖罐（203)、干燥罐 (204)、采樣逆止閥（205)后進入大流量自動采樣儀（300);自動采樣控制器（301)根據(jù)測 點煙氣動壓的測量結(jié)果自動調(diào)節(jié)采樣流量，保持等速采樣，完成第一點采樣后，將采樣探管 移至第二點位置進行采樣，逐點移動探管，直至采樣完成； (4) 取出采樣后的濾膜以及空白濾膜，并精確稱量濾膜重量，計算采樣濾膜的增重量， 以及空白濾膜的質(zhì)量變化； (5) 用內(nèi)置高純水的洗瓶洗滌等速采樣嘴（101)與前置采樣過濾器（102)前端彎管，洗 滌水收集到稱量瓶中，計算稱量瓶的增重量以及稱量瓶環(huán)境空白，從而得出顆粒物濃度= (濾膜增重-濾膜空白+稱量瓶增重-稱量瓶環(huán)境空白）/標準狀態(tài)干煙氣采樣體積。
10.權(quán)利要求9所述的污染源濕度飽和煙氣中低濃度顆粒物采樣測試方法，其特征 在于，所述的濾膜采用玻璃纖維濾膜或石英纖維濾膜，對0.3 標準粒子的截留效率 ^ 99% ； 所述的稱量瓶采用硼硅玻璃制或石英玻璃制^60_Xh30mm的稱量瓶； 所述的等速采樣嘴（101)的流量范圍為60L/min?110L/min，所述的大流量采樣泵 (302)的抽吸負壓為-6kPa。
【文檔編號】G01N1/14GK104359717SQ201410654413
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】陶雷行, 陸駿超, 岳春妹, 陳睿 申請人:上海明華電力技術工程有限公司, 上海電力股份有限公司