锅炉废气、烟尘烟气的测定

1、烟尘烟气的测定烟尘烟气的测定 锅炉的类型 锅炉参数的判定 报告样本 一、采样位置和测定点的确定 二、烟气温度的测定 三、烟气压力的测定 四、烟气含湿量的测定 五、烟气流速流量的计算 六、烟尘浓度和排放量的测定 七、烟气浓度和排放量的测定 锅炉采样常见错误与注意事项锅炉的概念 锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉的转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或邮寄热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，所以锅炉包括锅和炉两大吧部分。锅炉生产的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机

2、械 能，或再通过发电机将机械能转换为电能。 提供热水的锅炉称为热水锅炉，常简称为锅炉，多年用于火电站、船舶、机车和工矿企业。锅炉的类型一，锅炉的分类有很多种方法：按蒸发受热内工质的流动方式可分为自然循环锅炉，强制循环锅炉，直流锅炉和复合锅炉按出口工质压力可分为常压锅炉（表压为0），微压锅炉（表压几十个Pa），低压锅炉（一般小于1.275MPa），中压锅炉（一般为3.825MPa），高压锅炉（一般为9.8MPa）等按燃烧方式可分为火床（层燃）燃烧锅炉，火室（室燃）燃烧锅炉，流化床燃烧锅炉和旋风燃烧锅炉层燃锅炉：指燃料在炉排上进行燃烧的锅炉，包括固定炉排炉 、链条炉排炉以及往复炉排炉等，其燃料主要

3、是煤，木材，生物质及生物质成型燃料等室燃锅炉：燃料以气态状在燃烧室内进行燃烧的锅炉。其燃料是气体燃料、液体燃料和煤粉；是目前电厂锅炉的主要形式。循环流化床锅炉炉子底部为一多孔的布风板，空气以高速穿经孔眼均匀进入布风板上的床料层中。床料层中为炽热的固体颗粒和少量的煤粉。当高速空气穿过时床料上下翻滚，形成沸腾状态。在沸腾过程中，煤粒与空气有良好的接触混合，着火速度快、效率高旋风炉燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧，而较大的燃烧颗粒被甩在筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式称为旋风燃烧方式，用旋风燃烧方式来组织燃烧的锅炉称为旋风炉。（一）监测目的和要求（一）监测目的和要求

4、监测目的监测目的: a.检查污染源排放废气中的有害物质是检查污染源排放废气中的有害物质是否符合排放标准的要求；否符合排放标准的要求； b.评价净化装置性能和运行情况及污染评价净化装置性能和运行情况及污染防治措施的效果；防治措施的效果； c.为大气质量管理与评价提供依据。为大气质量管理与评价提供依据。（二）采样点的布设（二）采样点的布设1 1、采样位置、采样位置 采样位置应选在气流分布均匀稳定的采样位置应选在气流分布均匀稳定的平直管段平直管段上，上，避开阻力构件避开阻力构件（弯头、变径管、三通管及阀门等易产（弯头、变径管、三通管及阀门等易产生涡流），生涡流），优先选择垂直管道优先选择垂直管道。

5、原则：应在阻力构件下游方向大于原则：应在阻力构件下游方向大于6 6倍管道直径倍管道直径处或上游方向大于处或上游方向大于3 3倍管道直径处。对于矩形管道用倍管道直径处。对于矩形管道用当量直径表示当量直径表示,D=2AB/(A+B),D=2AB/(A+B)采样孔位置采样孔位置 垂直的正压管段，即垂直管段三七开，上部0.3，下部0.7。为何选择垂直的正压管段？为了取得有代表性的样品。避免阀门、弯头、变径管等产生局部阻力的影响，否则会因尘粒在烟道在受重力作用较大的颗粒偏离流线向下运动，使烟道中的粉尘分布不均。 选择正压管段便于抽气采样。 返返 回回2 2、采样点数目、采样点数目 因烟道内同一断面上各点

6、的气流速度和烟尘浓因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，必须按照一定原则度分布通常是不均匀的，因此，必须按照一定原则进行多点采样。根据烟道的形状、尺寸大小和流速进行多点采样。根据烟道的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。分布情况确定。 (1) (1)圆形烟道圆形烟道 (2) (2) 矩形矩形( (或方形或方形) )烟道烟道 （1）圆形烟道不同直径圆形烟不同直径圆形烟道的等面积环数、道的等面积环数、采样点数及采样采样点数及采样点距离烟道内壁点距离烟道内壁的距离，见的距离，见74页页表表2-5。测定点数目和位置（以圆形烟道为例）测定点数目和位置（以圆形烟道为例） 1）步

7、骤： 确定测孔处烟道的直径； 根据直径大小确定分环数目；（查表） 按每个环上确定两个测点的原则，计算整个烟道断面的测点数； 计算每个测点距烟道测孔内壁的距离。即rn=直径（m）系数。（系数查表） 测定点数目和位置（以圆形烟道为例）测定点数目和位置（以圆形烟道为例） 2）举例： 有一烟道测孔处的直径为1米，试问共需几个测点？每个测点距烟道测孔内壁的距离为多少？ 解：根据烟道直径为1米查表，应分三个环，共需六个测点。每测点距烟道内壁的距离分别如下： 1=10.044=0.044 (m) 2=10.146=0.146 (m)测定点数目和位置（以圆形烟道为例）测定点数目和位置（以圆形烟道为例） 3=1

8、0.297=0.297 (m) 4=10.706=0.706 (m) 5=10.853=0.853 (m) 6=10.956=0.956 (m) 现场采样时，将各测点的距离计算好以后，用卷尺量出距离，再用电工胶布缠在采样管上，作出记号，然后将采样管伸进烟道，依次进行采样。 返返 回回（2）矩形烟道将烟道断面分成一定将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小数目的等面积矩形小块，各小块中心即为块，各小块中心即为采样点位置，小矩形采样点位置，小矩形数目可根据烟道断面数目可根据烟道断面面积大小确定。见面积大小确定。见74页表页表2-6。（2）直径大，温度高的烟道热电偶测温毫伏计测差不同温度，选用不同材料的

9、热电偶1 1、温度的测量、温度的测量（1）直径小的低温的烟道长杆水银温度计球直接插入烟道中心 注意：测量时，应将温度计球部放在靠近烟道中心位置，读数时不要将温度计抽出烟道外。 （三）基本状态参数的测量（三）基本状态参数的测量2 2、压力的测量、压力的测量 烟气的压力分为全压烟气的压力分为全压(P(Pt t) )、静压、静压(P(Ps s) )和动压和动压(P(Pv v) )。 静压静压是单位体积气体所具有的是单位体积气体所具有的势能势能，表现为气体，表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力。管道内气体的压力在各个方向上作用于器壁的压力。管道内气体的压力比大气压力大时，静压为正。比大气压力大时，静

10、压为正。 动压动压是单位体积气体具有的是单位体积气体具有的动能动能，是使气体流动，是使气体流动的压力。的压力。 全压全压是气体在管道中流动具有的总能量。在管道是气体在管道中流动具有的总能量。在管道中任意一点上：中任意一点上：P Pt t =P =Ps s + P + Pv v，所以只要测出三项中任，所以只要测出三项中任意两项，即可求出第三项。全压和静压都有正负。测意两项，即可求出第三项。全压和静压都有正负。测量烟气压力常用量烟气压力常用测压管测压管和和压力计压力计。测压管测压管 标准皮托管标准皮托管 它是一根弯成90的双层同心圆管，其开口端与内管相通，用来测量全压；在靠近管头的外管壁上开有一圈

11、小孔，用来测量静压。 标准皮托管具有较高的测量精度，其校正系数近似等于1，但测孔很小，如果烟气中烟尘浓度大，易被堵塞，因此只适用于含尘量少的烟气。标准皮托管测压管测压管 S形皮托管 由两根相同的金属管并联组成，测量端有两个大小相等、方向相反的开口，测量烟气压力时，一个开口面向气流，接受气流的全压，另一个开口背向气流，接受气流的静压。由于气体绕流的影响，测得的静压比实际值小，因此，在使用前必须用标准皮托管进行校正。 因开口较大，适用于测烟尘含量较高的烟气。S形皮托管压力计压力计 U 形压力计 是一个内装工作液体的U 形玻璃管。常用的工作液体有水、乙醇、汞，视被测压力范围选用。使用时，将两端或一端

12、与测压系统连接，测得压力（P）用下式计算：P=gh 式中：工作液体的密度（kg/m3） g重力加速度（m/s2）； h两液面高度差（m）。压力计压力计 倾斜式微压计 由一截面积较大的容器和一截面积很小的玻璃管组成，内装工作溶液，玻璃管上的刻度表示压力读数。测压时，将微压计容器开口与测压系统中压力较高的一端相连，斜管与压力较低的一端相连，作用在两个液面上的压力差使液柱沿斜管上升，可计算得到压力（P）倾斜式微压计倾斜式微压计动压和静压测量方法静压测定原理图：静压测定原理图：动压测定原理图：动压测定原理图：3 3、流速和流量的计算、流速和流量的计算 在测出烟气的温度、压力等参数后，按下式计在测出烟气

13、的温度、压力等参数后，按下式计算各测点的烟气流速算各测点的烟气流速( (v vs s) )： 3 3、流速和流量的计算、流速和流量的计算（四）含湿量的测定（四）含湿量的测定 烟气中的水蒸气含量较多，变化范围较大，烟气中的水蒸气含量较多，变化范围较大，为便于比较，监测方法规定以除去水蒸气后标准为便于比较，监测方法规定以除去水蒸气后标准状态下的干烟气为基准表示烟气中的有害物质的状态下的干烟气为基准表示烟气中的有害物质的测定结果。测定结果。 含湿量测定方法：含湿量测定方法： 1. 1.重量法重量法 2. 2.冷凝法冷凝法 3. 3.干湿球温度计法。干湿球温度计法。干湿球温度计法干湿球温度计法 烟气以

14、一定流速通过干湿球温度计，根据干湿球温度计读数及有关压力计算烟气含湿量。五、烟尘浓度和排放量的测定五、烟尘浓度和排放量的测定1原理：等速采样2采样系统3采样过程4计算返 回（五）烟尘浓度的测定（五）烟尘浓度的测定1 1、原理、原理 抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置，抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置，根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积，计算排根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积，计算排气中烟尘浓度。气中烟尘浓度。 测定排气烟尘浓度必须采用测定排气烟尘浓度必须采用等速采样法等速采样法，即，即烟气烟气进入采样嘴的速度进入采样嘴的速度应与应与采样点烟气流速采样点烟气流速相等。采气流相

15、等。采气流速大于或小于采样点烟气流速都将造成测定误差。速大于或小于采样点烟气流速都将造成测定误差。 （为什么要等速采样呢？）（为什么要等速采样呢？） 当采样速度大于采样点的烟气流速时当采样速度大于采样点的烟气流速时 （VnVsVnVs），），由于气体分子的惯性小，容易改变方向，而尘粒惯性由于气体分子的惯性小，容易改变方向，而尘粒惯性大，不容易改变方向，所以采样嘴边缘以外的部分气大，不容易改变方向，所以采样嘴边缘以外的部分气流被抽入采样嘴，而其中的尘粒按原方向前进，不进流被抽入采样嘴，而其中的尘粒按原方向前进，不进入采样嘴，从而导致测量结果偏低；入采样嘴，从而导致测量结果偏低； 当采样速度小于采

16、样点的烟气流速时（当采样速度小于采样点的烟气流速时（VnVsVnVs），）， 情况正好相反，使测定结果偏高；情况正好相反，使测定结果偏高； 只有只有Vn=VsVn=Vs时，气体和烟尘才会按照它们在采样点时，气体和烟尘才会按照它们在采样点的实际比例进入采样嘴，采集的烟气样品中烟尘浓度的实际比例进入采样嘴，采集的烟气样品中烟尘浓度才与烟气实际浓度相同。才与烟气实际浓度相同。 2 2、采样类型、采样类型 移动采样：用一个捕集器在已确定的采样点上移动采样：用一个捕集器在已确定的采样点上移动采样，移动采样，各点采样时间相同各点采样时间相同，计算出，计算出断面上烟尘断面上烟尘的平均浓度的平均浓度。这是目前

17、普遍采用的方法。这是目前普遍采用的方法。 定点采样：为了解烟道内烟尘的分布状况和确定点采样：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，定烟尘的平均浓度，分别在断面上每个采样点采样，即即每个采样点采集一个样品每个采样点采集一个样品。 间断采样：适用于有周期性变化的排放源，即间断采样：适用于有周期性变化的排放源，即根据工况变化情况，分时段采样，求出时间加权平根据工况变化情况，分时段采样，求出时间加权平均浓度。均浓度。 移动采样示意图：移动采样示意图：3 3、等速采样方法、等速采样方法 (1)(1)预测流速（或普通采样管）法：预测流速（或普通采样管）法： 该方法在采

18、样前先测出采样点的烟气该方法在采样前先测出采样点的烟气温度温度、压压力力、含湿量含湿量，计算出流速计算出流速，再结合，再结合采样嘴直径采样嘴直径计算计算出等速采样条件下各采样点的出等速采样条件下各采样点的采样流量采样流量。采样时，。采样时，通过调节流量调节阀按照计算出的流量采样。通过调节流量调节阀按照计算出的流量采样。 由于预测流速法测定烟气流速与采样不是同时由于预测流速法测定烟气流速与采样不是同时进行，故仅适用烟气流速比较稳定的污染源。进行，故仅适用烟气流速比较稳定的污染源。 预测流速法烟尘采样装置预测流速法烟尘采样装置（2 2） 皮托管平行测速采样法：皮托管平行测速采样法： 该方法将该方法

19、将采样管、采样管、S S型皮托管和热电偶温度计固定型皮托管和热电偶温度计固定在一起插入同一采样点在一起插入同一采样点，根据预先测得的烟气静压、，根据预先测得的烟气静压、含湿量和当时测得的动压、温度等参数，结合选用的含湿量和当时测得的动压、温度等参数，结合选用的采样嘴直径，由编有程序的计算器及时算出等速采样采样嘴直径，由编有程序的计算器及时算出等速采样流量，迅速调节转子流量计至所要求的读数。流量，迅速调节转子流量计至所要求的读数。 此法与预测流速采样法不同之处在于测定流量和此法与预测流速采样法不同之处在于测定流量和采样几乎同时进行，适用于工况易发生变化的烟气。采样几乎同时进行，适用于工况易发生变

20、化的烟气。 采样头 常见的采样管有超细玻璃纤维滤筒采样管和刚玉滤筒采样管。它们由采样嘴、滤筒夹及滤筒、连接管组成。 超细玻璃纤维滤筒适用于500以下的烟气。刚玉滤筒由刚玉砂等烧结制成，适用于1000以下的烟气。这两种滤筒对0.5m以上的烟尘捕集效率都在99.9%以上。 6.2 6.2 采样系统采样系统 尘粒采样系统由采样管、滤筒、流量测量装置和抽气泵等组成。 其中普通型采样管由采样嘴、滤筒夹和连接管构成。返 回6.36.3采样过程采样过程采样前： 滤筒恒重 ； 连接系统，检漏； 预测流速。采样：移动采样。采样后：滤筒恒重 。滤筒恒重：滤筒恒重：4 4、烟尘浓度计算、烟尘浓度计算 (1) (1) 计算出采样滤筒采样前后重量之差计算出采样滤筒采样前后重量之差G G（烟（烟尘重量）。尘重量）。 (2) (2) 计算出标准状况下的采样体积计算出标准状况下的采样体积 (3) (3) 烟尘浓度计算：根据采样类型不同，用不烟尘浓度计算：根据采样类型不同，用不 同的公式计算。同的公式计算。烟气样品的采集 由于气态和蒸气态物质分子在烟道内分布比较均匀，不需要多点采样，只