浅谈炉窑烟气、尘监测过程中必须注意的几个问题

浅谈炉窑烟气、尘监测过程中必须注意的几个问题
作者：傅凯文付志军邹健
来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第09期
摘要：炉窑烟气、尘监测是对固定污染源排气的一种监控手段，准确有效的监测数据对于把握污染排放现状、预测污染发展趋势、制定预防和控制污染措施、指导生产工艺的调整都起着第一重要的作用。

准确的监测数据是炉窑烟气、尘监测的基础，如果监测数据不准确，整个监测过程也毫无意义。

如何来保证数据的准确，在结合自身的日常监测工作与学习中总结出监测过程各个环节所需要注意的问题，就是笔者在本文中要谈的话题。

关键词：炉窑；准确；监测
1 问题的提出与讨论
新钢公司炉窑烟气、尘监测过程包括从最开始的采样前准备，有空白滤筒的准备、设备的检查、设备的标定、配件的完整等；还包括采样阶段，有采样点的选择、尺寸的测量、设备的连接、滤筒的装入、设备的设置、采样枪的放入、滤筒的取出等；以及最后阶段滤筒的称量与数据处理。

整个监测过程大部分是由个人手动操作与调制，数据的准确性很大程度上受人为因素的影响，而在实际的监测工作中，这些人为因素的影响完全能够加以控制。

笔者通过多年来对该项测定工作的探讨和分析认为，要确保炉窑烟气、尘监测数据的准确性，以平常工作中所用的武汉天虹仪表有限责任公司的TH-880F微电脑烟尘平行采样仪为例，在测定的整个过程中，谈谈我们在测定过程中必须要注意以下几个问题。

2 测定过程中需要注意的几个问题
2.1 注意空白滤筒的准备
①采购标准的直径32mm和25mm的玻璃纤维滤筒，称量前应用细的软毛刷刷除滤筒表面的毛，防止采样过程中表面毛的掉落而产生重量损失。

②烘箱温度应严格控制在105±2℃，滤筒放入烘箱前应用铁盘装好滤筒再用干净的纸张覆盖滤筒，防止烘箱中的一些杂质脱落而对滤筒造成了污染。

滤筒烘烤时间为1h，取出置于干燥器中，冷却到室温。

③滤筒称量，首先要注意的是天平中的硅胶是否变色，如变色则更换新的硅胶，再对天平的气泡是否在水平中心位置，如不在则需调整至中心位置再进行称量。

称量时打开干燥器取出
滤筒需放入天平的玻璃皿中心位置，特别要注意的是干燥器需快速盖上干燥器盖，防止空气中的湿度对滤筒造成影响。

两次称量的重量之差要在0.4mg以内，空白重量取更重的数据。

2.2 注意设备的完整与标定
采样前应在室内就对设备进行检查，让设备在空气中空转，观察是否有异常情况，如有异常则需要对设备进行诊断维护。

TH-880F设备应用的定电位电解法的原理测定烟气含量，直读显示实时数据，因此对设备的标定是主要针对测定烟气含量最重要的环节之一。

首先要清楚此次工作任务中烟气的大概含量来选择具体标气浓度的标定，再用混标模拟现场烟气进行标定，再消除干扰气体的干扰，标定过程控制偏差在5%以内。

2.3 注意采样点的选择
根据污染源污染物排放装置排放口的形状、大小、流向、流速等实际情况的不同，应按规范选择采样布点断面及采样点。

例如：炉窑烟尘测定断面的位置，应选择在气流分布均匀稳定的平直管段上，同时要避开弯头、变径管、三通及阀门等容易产生涡流的阻力构件。

具体地讲：以烟气流为准，距弯头、阀门和其它变径管下游方向大于6倍的管径处，在其上游方向大于3倍的管径处。

如果现场空间位置有限，很难满足上述要求时，采样断面与弯头等的距离至少是烟道直径的1.5倍处，并应适当增加测点的数量。

2.4 注意尺寸的测量
尺寸測量包括烟囱外径的测量、法兰的测量、壁厚的测量。

生产工艺中一个重要的参数就是烟气风量。

而烟气风量与烟道尺寸紧密相关：Qs=Vs×3600×F（m3/h）其中F烟道断面积。

而烟道断面积与直径相关，这个直径则为烟道的内径，因此测量完烟道外径与壁厚之后，烟道内径是由烟道外径减去2倍的壁厚所得。

2.5 注意等速采样
等速采样即采样嘴吸入烟气的速度与测点处气流相等，采样嘴吸入烟气的速度是由泵的抽力控制，而要保证与气流相等就需要通过采样嘴直径的大小决定。

因此选择一个合适的采样嘴才能保证采的样品具有代表性。

TH-880F是通过预测流速之后自动选择一个最合适的采样嘴，根据笔者多年的经验了解流速越大选择的采样嘴直径越小，流速越小选择采样嘴的直径越大。

根据流速20m/s以上、17-20m/s、14-17m/s、9-14 m/s、6-9 m/s、5-6 m/s、4-5 m/s、4 m/s以下分别对应采样嘴直径为4mm、5 mm、 6 mm 、7 mm 、8 mm 、10 mm、 12 mm、 14mm。

2.6 注意设备连接及气流方向的判断
①TH-880F的连接主要是电源线、含湿量、温度线、动静压皮管、抽气管的连接。

需要注意的是动静压皮管不能接反，否则出现无流速无流量现象。

抽气管与仪器连接中间需接一个除
水的干燥器，避免含湿量过高的时候水汽进入设备中对动压传感器产生破坏，导致抽气泵运行不正常而使仪器抽不到相应量的气量，使抽气体积减小相应的对含尘浓度的结果造成正偏差。

②由于现场管路分布情况比较复杂，难以短时间判断出气流的方向，导致工作效率降低。

烟枪伸入烟道内采样时烟枪采样嘴方向必须正对气流，因此我们气流方向的确定是一个必不可少的过程。

根据多年的监测工作，在新钢公司主要监测的对象是除尘尾气或者脱硫尾气，能够直观的看到垂直排烟的烟囱时，这时气流的方向肯定是延向垂直烟囱的方向。

在另外一方面如果看不到检测口与垂直排气烟囱的连接关系，可以寻找标志性的除尘设施或者脱硫设施，按照检测点是出口的概念，出口必须是以烟气经过除尘设施再排放出来的形式，找到除尘设施与检测口的联系，就可以准确判断气流的方向。

2.7 注意滤筒的装入与烟枪的放入
①在采样过程中一定要防止滤筒受到污染，到现场检测用滤筒盒携带空白滤筒，而现场环境颗粒物比较多，因此滤筒盒需要选择密封性比较好的材质，防止环境空气中的细颗粒物通过滤筒的缝隙进入空白滤筒中影响重量结果。

空白滤筒装入烟枪时，必须用干净的镊子夹入烟枪头中，迅速扭紧盖帽。

②在打开检测口时，用工具将积附检测口内壁的粉尘清理干净，等待数分钟再放入烟枪。

在未开始采样时，采样嘴伸入烟囱的方向先背对着气流方向，操作人员相互配合做好手势，同步进行即采样嘴转向正对气流时开始采样。

此过程中特别应注意的是避免采样嘴刮碰检测口而造成了污染，对于低浓度的情况刮碰检测口对结果会造成成倍的增加，而使数据失效毫无意义，因此遇上刮壁必须停止采样，滤筒作废，清理干净采样嘴之后再重新取样。

③烟枪放入烟道内，当烟气是负压的时候需要特别主要封密實烟枪与检测口的缝隙。

防止空气被抽入进去稀释烟气浓度。

2.8 注意滤筒取出
①滤筒的取出也需要遵循在任何情况下不能对滤筒造成污染，不刮碰壁，滤筒的放入挂碰壁影响当时的滤筒，取出时刮壁对下一次的检测造成污染。

刮壁行为是认为过失需要禁止。

滤筒的取出需要操作人员相互配合，一人握枪一人用镊子取出用一只戴上一次性干净手套对滤筒进行封口。

封口需要注意的是要把封口封密实，防止在运输过程震动滤筒倒置导致滤筒中的粉尘样漏出，使结果产生偏差。

②另一方面取出烟枪需要注意的是烟枪头不能倒置使灰尘漏出，轻拍烟枪头使灰尘完全进入滤筒中。

2.9 注意滤筒样品称重
①同一次分析过程中空白滤筒与试样的称量必须使用同一台天平和同一套砝码，以避免设备之间的差异；
②由于测定粉尘的称量一般都较重，操作不慎易引起天平的变动，因此，应严格按天平操作规程操作，天平开关应轻稳，尽量避免震动；
③天平除要定期检定外，还应经常检查天平的灵敏度、天平的不等臂性和天平的示值变动性，以检验天平是否处于正常状态、是否在合格的范围内；
④砝码误差可以相互抵消。

质量越大的砝码其允许误差也越大，在称量中如果要更换较大的克组砝码，而称量的试样量又较小时，则带进的误差就较大。

因此，在悬浮物测定称量时，应设法不更换质量较大的砝码，只变动质量较小的砝码，以减小可能存在的称量误差。

3 综上所述
炉窑烟气、尘的测定中，其滤筒的空白的准备，采样过程的各个环节包括采样点的选择、尺寸的测量、设备的连接、滤筒的装入、设备的设置、采样枪的放入、滤筒的取出整个分析过程的每一个步骤都必须严格审慎进行，以精密的操作来防止因失误带来测定数据的波动和误差，从而确保分析结果的准确性。

参考文献：
[1]国家环保总局《空气和废气监测分析方法》编委会.空气和废气监测分析方法（第四版增补版）[M].北京：中国环境科学出版社，2007.。