锅炉烟尘气监测过程中的问题探讨

杜海林

(阜阳市环境保护监测站,安徽 阜阳 236012)

1 引言

随着社会的发展和人类环保意识的提高,环境保护日益成为人们最关心的问题之一,环境保护也被列为基本国策之一。环境监测是环保源头信息传输的依据,又是环境质量评价、监控和环境科学管理的必要手段。在新的历史时期下,作为环境工作者,我们必须认真学习环境保护的各项法律法规、标准和规范,在实际工作中熟练、准确地履行职责。锅炉废气监测已有成熟的测试方法,但在实际工作中仍存在一些现有标准未具体规定但又严重影响监测结果的情形,如从滤筒的选取、采样前的准备、断面的选择、采样参数的优化、采样及样品的分析等。笔者结合实际工作经验,同时参考相关规范。对上述问题作初步分析和探讨,并提出一些解决措施,以供参考。

2 采样前的准备工作

2.1 滤筒选取

目前使用的滤筒主要有两类,即玻璃纤维滤筒和刚玉滤筒。在使用中滤筒的选择主要以烟气耐高温程度为选择依据。玻璃纤维滤筒由超细玻璃纤维制成,一般耐温在500℃以下;刚玉滤筒由刚玉砂等烧结而成,能耐高温850℃以下。采样前根据现场调查和测量确定要使用的滤筒。日常应用最广的是玻璃纤维滤筒。玻璃纤维滤筒由超细玻璃纤维制成,对0.5μm以上尘粒的捕集率可达99.9%以上。根据实际工作经验,以规格为25mm×70mm的玻璃纤维滤筒质量在(1.0±0.2)g范围为宜[1]。

2.2 滤筒前处理和称重

采样前,首先把准备好的滤筒用铅笔将其编号,然后在105～110℃烘箱内烘烤1h,取出放入干燥器中冷却至室温。用感量0.1mg天平称量,两次重量之差应不超过0.5mg(注意,此两次称量指的是一个专用的空白滤筒在采样前和采样后与用于采样的滤筒一起称量,此滤筒前后之差不超过0.5mg)。称量后的滤筒放人专用的容器中保存,数据也应保存好。

2.3 仪器质量检验

检查所有的测试仪器功能是否正常。对微压计、皮托管和烟气采样系统等进行气密性检验,当系统漏气时,应再分段检查、堵漏或重新安装采样系统,直到检验合格。同时也要检查各连接管不存在折点或堵塞[2]。采样前要对烟气系统进行校准,并确认采样管材质及滤料不吸收且不与待测污染物起化学反应,不被排气成分腐蚀,并能耐高温排气。

2.4 其他检查

包括硅胶的检查与填充(体积的2/3)、电源的确认(交流220V、直流24V)与检查等。

3 采样现场的检查

3.1 采样位置的选择

采样点位或监测平台的选择要易于人员到达,有足够的空间使工作人员安全、方便地操作。采样高度≥5m时,应有通往平台的Z梯/旋梯/升降梯。采样位置应优先应选择垂直管段,并尽量避开烟道弯头和断面急剧变化的部分。具体按《固定源废气监测技术规范》(HJ/T 397-2007)中的规定设置。对于圆形烟道,采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径处,距上述部件上游方向不小于3倍直径处。对于矩形烟道,其当量直径D=2AB/(A+B),式中A、B为边长。即使客观条件难以满足要求,采样断面与阻力构件的距离也不应小于管道直径的1.5倍。但现场监测时很少有规范的烟道满足上述要求,如对于混合型烟道,只能根据烟道截面积的大小选择适合的点位,同时适当的增加监测点数和采样频次[3]。

3.2 污染源的检查

(1)煤质状况的核查,向北测单位索要煤质检验报告。

(2)污染源运行工况的调查,污染物排放方式和排放规律的调查。

(3)锅炉型号、鼓风机、引风机等设备以及烟囱高度的调查。

在现场监测期间,应有专人负责对被测污染源工况进行监督,保证生产设备和治理设施正常运行,工况条件符合监测要求。

3.3 工况设置与采样

做好以上的前期准备工作后,可以开展现场采样操作。打开烟道开孔前要敲击烟道开孔所在平面处的外壁,以清除烟道内积灰。减少内壁积灰对测量结果的影响。以下以阜阳市环境保护监测站目前所使用的青岛崂山应用研究所的3012H型自动烟(尘)气采样仪为例。

3.3.1 烟道布点

结合以上工作,根据烟道的具体状况布置采样点数。混合型烟道要尽量多布设采样点数,以期获得更有代表性的数据。

3.3.2 系统调零

进入系统调零界面,△P±接嘴悬空。待动压、全压、尘流压、气流压、尘计压、气计压的数值回到零值且比较稳定时,即调零结束。

3.3.3 含湿量测量

含湿量测量原理一般是根据干湿球法。进入含湿量测量界面,进行含湿量测量。待含湿量数值稳定后即得所要的含湿量值。此过程一般需要持续3～5min。如果含湿量较高,在烟尘采样过程中,可以考在滤筒外壁包裹一层滤纸,防止在采样过程中由于含湿量较高而使滤筒破裂。

3.3.4 预测流速

进入预测流速界面进行流速预测。一般选择4个流速预测点,每点10s。根据预测的流速结果确定烟嘴的选择。

3.3.5 烟气测量

进入烟气测量界面首先要确定折算系数,不同的锅炉类型其折算系统不同,一定要设置正确。烟气校准时取样管置于空气中,启动校准后约2min后按“开始校准”键进行校准。SO2类型分为高量程和低量程。低量程范围是0～571mg/m3。但是在实际测量中低量程的测量值一般只能达到495mg/m3后就不能再上升了。所以在实际测量中要注意高低量程的选择。

3.3.6 烟尘采样

将采样管的烟嘴与气流方向垂直或相同的方向插入烟道内,同时注意烟嘴不接触到烟道内壁,在启动烟尘采样的同时调整烟嘴对准气流方向。根据采样点数和采样时间调整烟嘴位置,各点采样时间相同[4]。原则上每点采样时间不少于3min或者总采样体积不大于1m3。

采样结束时,烟嘴翻转90°或者 180°方向取出,并且采样管不能倒置取出。如果是倒置采样,那么必须待迅速拿出采样管并正置后,方能关闭抽气泵[5]。

取出采样管后,轻轻敲打前弯管,用镊子将滤筒取出,并用细毛刷将附着在前弯管内的尘粒刷到滤筒中。将采样后的滤筒放入专用称量瓶,再放入清洁的塑料袋或盒中送至实验室进行分析,可以防止样品损失和玷污,保证分析质量。做好现场记录工作。每次采样,至少采取3个样品[6]。

3.3.7 仪器整理

采样结束后,注意把采样仪器、采样管等设备整理擦拭干净。在此过程中把采样仪器调到含湿量测量界面,打开含湿量测量系统。此过程持续几分钟,有利于采样仪清洗除尘。

4 结语

烟道烟尘气的测量是一项看似简单、实际较复杂的工作,它受很多因素影响。每次测量前都要做好仪器的质量保证工作,保证仪器的正常运行;其次要清洗管路,做到管路的正确连接并检漏;要全面而细致的做好现场勘察工作,保证工况达标运行,及烟道不漏气、不跑气。在监测采样过程中还要严格按照技术规范的要求规范操作。并留心记录每次的采样情况,为以后可能的再次开展采样工作做参考。

[1]李阳春,舒彩凤.烟尘监测时采样滤筒的质量控制[J].环境监测管理与技术,2007,19(1)：50～51.

[2]国家环境保护局.GB5468-91锅炉烟尘测试方法[S].北京：国家环境保护局,1992.

[3]鲁建新.锅炉废气监测中若干技术问题的探讨[J].内蒙古环境科学,2007,19(3)：83～ 87.

[4]国家环境保护局.HJ/T373-2007固定污染源质量保证与质量控制技术规范[S].北京：中国环境科学出版社,2008.

[5]国家环境保护局.HJ/T397-2007固定源废气监测技术规范[S].北京：中国环境科学出版社,2008.

[6]国家环境保护局.GB/T16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法[S].北京：中国环境科学出版社,2008.