1.1.1 烟⽓流量的计算s
s V F Q ??=3600 (式4-1)
式中:s Q -湿烟⽓排放量,m 3/h ;F -测定断⾯⾯积,m 2;
s V -测定断⾯的平均烟⽓流速,m/s 。1.1.2 标态下⼲烟⽓排放量的计算)1()
273(101325273
sw s s a s m X t )P (B Q Q -?+??+?=(式4-2)
式中:m Q -标准状态下⼲烟⽓的排放量,Nm 3/h ;sw X -烟⽓中⽔分含量体积百份数,%;
a B -⼤⽓压⼒,Pa ; s p -测点处烟⽓静压,Pa ; s t -烟⽓温度,℃。 1.1.3 采样体积的计算s t P B V V sa m snd ++?
=2730027.0 (式4-3)
式中:snd V -标准状态下的⼲烟⽓采样体积,L ; m V -实际⼯况下的⼲烟⽓采样体积,L ; s P -烟⽓静压,Pa ; s t -烟⽓温度,℃。 1.1.4 烟⽓含尘浓度计算310?=sndV gC (式4-4)
式中:C -标准状态下⼲燥烟⽓的含尘浓度,mg/Nm 3; g -所采得的粉尘量,mg ;21g g g -=;
1g -采样前滤筒质量,mg ; 2g -采样后滤筒质量,mg 。 1.1.5 烟尘排放量的计算6
10m m Q C q ?=(式4-5)
式中:m q -烟尘排放量 kg/h 。 1.1.6 漏风率的计算%100222?--=out
in
out O K O O α (式4-6)式中:α?-除尘器漏风率,%;
out O 2-除尘器出⼝断⾯烟⽓平均氧量,%;
in O 2-除尘器⼊⼝断⾯烟⽓平均氧量,%; K -⼤⽓中的含氧量,%。 1.1.7 除尘效率的计算%100)1(??+-=in
out in C C C αη (式4-7)式中:η-除尘效率,%;
in C -进⼝烟尘浓度(标态⼲烟⽓),mg/m 3;out C -出⼝烟尘浓度(标态⼲烟⽓),mg/m 3。1.1.8 除尘器本体压⼒降计算H
out in p p p p +-=? (式4-8)
式中:p ?-除尘器压⼒降,Pa ;
in p -除尘器⼊⼝全压平均值,Pa ; out p -除尘器出⼝全压平均值,Pa ;H p -⾼温⽓体浮⼒的校正值,Pa 。()gH
p a H ρρ-= (式4-9)
式中:a ρ-⼤⽓密度,kg/m 3;
ρ-通过除尘器⽓体的密度,kg/m 3; g -重⼒加速度,m/s 2;H -出⼊⼝测试位置的⾼度差,m 。1.1.9 静压的计算)1000(2
p d t s K P P P ?-= (式4-10)式中:s P -烟⽓静压,kPa ;t P -烟⽓全压,kPa ;
d P -烟⽓动压,Pa ; p K -⽪托管系数。 1.1.10 等速采样流量的计算)
1(047.02sw s rs X V d Q -= (式
4-11)
式中:rs Q -等速采样流量,L/min ;
d -采样嘴直径,mm ; s V -烟⽓流速,m/s ;sw X -烟⽓中⽔分含量体积百份数,%。1.1.11 烟⽓流速的计算ρP K V d
p s ??=414.1 (式4-12)
式中:s V -烟⽓流速,m/s ; p K -⽪托管系数。 d P -烟⽓动压,Pa ;ρ-烟⽓密度,kg/m 3。1.1.12 湿烟⽓密度的计算10132527327334.1s aP B t ρs +?+?
= (式4-13) 式中:ρ-烟⽓密度,kg/m 3; a B -⼤⽓压⼒,Pa ; s p -测点处烟⽓静压,Pa ; s t -烟⽓温度,℃。浅谈锅炉烟⽓烟尘的监测
锅炉烟⽓烟尘监测是⼀项全⾯⽽复杂的⼯作,不仅要求监测⼈员熟练掌握专业知识和操作技能,还需具备丰富的现场经验。本⽂通过参阅资料并结合实际⼯作经验对锅炉烟⽓烟尘监测的流程进⾏简要介绍。⼀、监测仪器设备的准备和检查 1、滤筒的准备
滤筒是⼀种捕集率⾼、阻⼒⼩、便于放⼊烟道内采样的捕尘装置。我们常⽤的是玻璃纤维滤筒,玻璃纤维滤筒由超细玻璃纤维制成,对于0.5um 以上的尘粒的捕集效率达99.9%以上。适⽤于500℃以下的烟⽓采集。滤筒准备时需要进⾏认真的筛选,滤筒太薄、太厚及厚薄不均匀的要剔除,这是因为筒壁致密不均匀、筒壁表⾯稀疏的滤筒在测量和称重时容易部分掉落;筒壁太薄,强度太低,监测过程中容易破裂;筒壁太厚,采样阻⼒较⼤,影响尘粒吸⼊。监测过程中,还必须有空⽩滤筒的全程伴随,作为该批滤筒的误差校正。应将检验合格的滤筒⽤铅笔编号,在105—110的烘箱内烘烤1⼩
时,取出置于⼲燥箱内,冷却⾄室温,⽤万分之⼀天平恒重。当滤筒在400℃以上⾼温排⽓中使⽤时,为减少滤筒本⾝减重带来的误差,应预先在400℃⾼温箱中烘烤1⼩时,然后放⼊⼲燥箱中,冷却⾄室温,称量⾄恒重。
2、现场监测前对烟⽓测试仪器进⾏全⾯检查,
⾸先确认电源电压是否符合仪器使⽤要求,检查显⽰器、键盘、采样泵等各项功能是否正常,⼲燥筒中加⼊约为3/4体积的具有充分⼲燥能⼒的变⾊硅胶(颗粒状),使⽤标准⽓体校准⽓体组分(o2、so2、nox)传感器,尤其要注意so2的反应滞后时间长。检查仪器管路系统连接和⽓密性是否完好,检查胶管是否存在折点或堵塞,⽓密性检查⽅法:连接好仪器,选⽤等速流量采样,⽤⼿指压住进⽓端⼝,如泵的声⾳突然加⼤,松⼿后恢复正常,则⽓密性正常。⼆、监测位置与采样点的选择
为取得具有代表性样品,采样位置应优先选择在烟囱或地⾯管道⽓流平稳的垂直管段中,避开烟道弯头和断⾯形状急剧变化的部位。采样位置应距烟道的弯头、接头、阀门和其他变径管的下游⽅向⼤于6倍直径和距上述部位的上游⽅向⼤于3倍直径处。对矩形烟道,其当量直径d=2ab/(a+b),式中a、b为边长。当测试现场空间位置有限,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。采样断⾯的⽓流最好在5m/s以上。采样点数量的多少主要与烟道采样断⾯截⾯积的形状、⼤⼩、断
⾯烟⽓流动的分布状态是否均匀有关。必须按照⼀定的原则在同⼀断⾯内进⾏多点测量,才能取得较为准确的数据。对于圆形烟道断⾯分成⼀定数量的同⼼等⾯积圆环来确定采样点的位置和数量;⽽⽅形或矩形烟道,则将烟道断⾯分成适量的等⾯积⼩块,各块中⼼即为测点。当采样断⾯远离弯头、阀门和变径管时,断⾯测出的烟⽓流速和尘粒分布是⽐较均匀的,这时可适当较少测点数量;但有时由于采样现场的限制,找不到理想的断⾯,不得不在距离弯头、变径管较近的位置选择断⾯,此断⾯处的烟⽓流动状态通常是不均匀的,甚⾄⽐较紊乱,这种情况应当增加采样点数量。三、锅炉⼯况的确定
锅炉运⾏负荷是影响烟尘排放浓度的重要因素,必须保证锅炉设备的正常运转和⼯况负荷的稳定性。现场监测时应有⼈专门监督被测锅炉的⼯况,保证锅炉及其除尘设施正常运⾏,满⾜监测条件。《锅炉烟尘测试⽅法》gb5468-1991中规定,在⽤锅炉烟尘排放浓度的测试,必须在锅炉设计出⼒70%以上的情况下进⾏。四、测定烟⽓压⼒、流速、选择采样嘴
在烟道中流动的⽓体同时受到动压和静压作⽤,如果不能正确地测得这两种压⼒,,将对采样嘴的选择及等速采样流量的计算结果产⽣误差,测量动压、静压时若仪器显⽰动压很低或为零,则应互换动压管和静压管,测定时⽪托管嘴动压向要对准⽓流⽅向。为了从烟道得到有代表性的样品,须等速采样,即⽓体进⼊采样嘴的速度和采样点的烟⽓流速相等。采样速度⼤于或⼩于采样点的⽓流速
度都将使采样结果产⽣偏差。维持等速采样的⽅法是测定烟⽓流速的同时进⾏等速跟踪采样。在事先根据烟道的形状,烟道的尺⼨(壁厚,内控尺⼨,采样孔长)测量确定的采样点上依次测量各点的流速,测量完毕后根据各点的平均流速由烟尘采样器⾃动计算选择合适的采样嘴。也可以⼿动选择采样嘴,但采样嘴的⼤⼩选择原则是“⾼流速⼩采样嘴,低流速⼤采样嘴”。五、湿度的测量
烟⽓的湿度测量有重量法、冷凝法和⼲湿球法等⽅法。现在我们使⽤的烟尘采样器多采⽤⼲湿球法,此⽅法使⽓体在⼀定的速度下流经⼲、湿球温度计。根据⼲湿球温度计和测点处的排⽓压⼒,计算出排⽓的⽔分含量,当⼲湿球温度计稳定后,记录⼲湿球的温度。当被测⽓体温度较⾼时,导致湿球温度升⾄100℃,这时湿球温度不再受⽓体湿度的影响,因此不能再⽤⼲湿球法测量这种状态下的⽓体湿度。六、采样
由于烟⽓传感器存在零漂移,因此测量前先进⾏烟⽓校准,校准后,连接好烟尘采样仪各部分⽓路,在采样管中装⼊已称量的滤筒,换上已选好的采样嘴。打开烟道的采样孔,清除孔中的积灰,将采样管反⽓流⽅向插⼊烟道,采样孔要堵严,避免负压系统采样时外界空⽓被卷⼊或正压系统采样时⾼温⽓体喷出。当仪器进⼊采样状态后,翻转采样嘴对准⽓流⽅向。此时与⽓流⽅向的偏差不得>5°,完成第⼀个采样点的采样后,按预先在采样器上作出的标识在⽔平
⽅向上移⾄第⼆个采样点,使采样嘴对准⽓流⽅向,以此法直⾄完成此样品的监测。采样结束时将采样嘴背向⽓流⽅向,关掉仪器电源,从烟道中迅速取出采样管。采样结束后滤筒要⽤镊⼦⼩⼼取放并轻轻敲打前弯管,⽤细⽑刷将附着在前弯管内的尘粒刷到滤筒中,将滤筒⽤纸包好,妥善保存。采样结束后再重测⼀次采样点的流速,与采样前的流速相⽐,相差如⼤于20%,样品作废,重新采样。每
个断⾯采样次数不得⼩于3次,每个测点连续采样时间不得⼩于3
分钟,取其平均值;当烟⽓流速低或含尘浓度低时,应延长采样时间,采集样品累计的总采⽓量应⼤于1m3。测试完全结束后,应将
仪器置于⼲净的环境空⽓中继续抽⽓来清洗传感器,直到达到要求。烟⽓采样中,出现含氧量偏⾼甚⾄很⾼的现象,是由于锅炉系统的除尘净化器和锅炉尾部的烟道密封不严造成的,或者是锅炉系统的引风量⼤⽽输煤量⼩,不匹配造成的。应当对锅炉系统进⾏堵漏维修,调整锅炉运⾏状况,使锅炉系统运⾏正常。七、数据的记录和处理
配备专门的记录本,详细记录锅炉的型号、⽣产⼚家、除尘设备型号、⽣产⼚家、烟囱的⾼度、直径、环境温度、⼤⽓压、风向、风速等。检查核实每个数据和计算结果,保证准确⽆误。根据监测数据和计算结果填好监测表格。
锅炉烟⽓烟尘监测是环保部门最基本的监测内容,但由于锅炉种类众多,实际现场情况复杂,我们应依据《锅炉烟尘监测⽅法》的标准,针对各种情况分重点选择性对待,保证监测结果的正确性、科学性、准确性。烟⽓监测系统计算公式:1. 流量
1.1原烟⽓流量(湿态) 【未⽤】 1.2净烟⽓流量
1.2.1⼯况下的湿烟⽓流量sQ :
s s V F Q ??=3600
s Q ――⼯况下的湿烟⽓流量,h m 3;F ――监测孔处烟道截⾯积,2m ;s V ――监测孔处湿烟⽓平均流速,s m /。1.2.2监测孔处湿烟⽓平均流速sV :s
V = 流速仪输出值
1.2.3标准状态下⼲烟⽓流量snQ :)1(273273101325sw s
s a s sn X t P B Q Q -+?+?=
sn Q ――标准状态下⼲烟⽓流量,m 3; sw X ――烟⽓湿度。1.2.4烟⽓排放量∑=?=ni sni h Q nQ 1)1(∑==241i hid QQ∑==311i di m Q Q
∑==121i miy Q Q式中,
Q h ——标准状况下⼲烟⽓⼩时排放量,m 3; Q d ——标准状况下⼲烟⽓天排放量,m 3; Q m ——标准状况下⼲烟⽓⽉排放量,m 3; Q y ——标准状况下⼲烟⽓年排放量,m 3;
Q sni ——标准状况下,第i 次采样测得的⼲烟⽓流量,m 3/h ; Q hi ——标准状况下,第i 个⼩时的⼲烟⽓⼩时排放量,m 3/h; Q di ——标准状况下,第i 天的⼲烟⽓天排放量,m 3/h ; Q mi ——标准状况下,第i 个⽉的⼲烟⽓⽉排放量,m 3/h ; n——每⼩时内的采样次数。2.烟⽓湿度swX :222OO O
sw X X X X '-'=
2O X ――湿烟⽓氧量,%; 2O
X '――⼲烟⽓氧量,%。 3.过量空⽓系数α':22121O X -='α4.烟尘
4.1.1标准状态下⼲烟⽓的烟尘排放浓度程截距烟尘⽅程斜率+烟尘⽅.dust dustC C ''=' 式中,dust
C ''——实测的烟尘排放浓度,mg/m 3; dust
C '——标准状态下⼲烟⽓烟尘排放浓度,mg/m 3。 4.1.2折算的烟尘排放浓度αα''=dustdust C C 式中,
dust C ——折算成过量空⽓系数为α时的烟尘排放浓度; dust
C '——标准状态下⼲烟⽓烟尘排放浓度,mg/m 3; α' ——实测的过量空⽓系数;α ——排放标准中规定的过量空⽓系数。4.1.3烟尘排放量
)10(16∑=-??'=ni sni dustih Q C G )10(2413∑=-?=i hi d G G∑==311i di m G G∑==121i mi y G G式中,
h G ——烟尘⼩时排放量,kg ; d G ——烟尘⽇排放量,t ; m G ——烟尘⽉排放量,t ;y G ——烟尘年排放量,t ;dusti
C '——标准状态下,第i 次采样测得的⼲烟⽓烟尘排放浓度,mg/m 3; Q sni ——标准状况下,第i 次采样测得的⼲烟⽓流量,m 3/h ; G hi ——标准状况下,第i 个⼩时的⼲烟⽓烟尘⼩时排放量,m 3/h ; G di ——标准状况下,第i 天的⼲烟⽓烟尘天排放量,m 3/h ; G mi ——标准状况下,第i 个⽉的⼲烟⽓烟尘⽉排放量,m 3/h ; n ——每⼩时内的采样次数。5. ⼆氧化硫
5.1.1标准状况下,⼲烟⽓的⼆氧化硫浓度2so
C '=程截距⽓体⽅程斜率+⽓体⽅??86.2A (SO 2为ppm 值时⽤)或 2so C '=程截距⽓体⽅程斜率+⽓体⽅?A (SO 2为mg/m 3值时⽤) 式中,2so
C '——标准状况下,⼆氧化硫的浓度,mg/m 3; A ——实测得的SO 2值。5.1.2折算的SO 2排放浓度αα'?'=22soso C C 式中,2so
C '——标准状况下,⼆氧化硫的浓度,mg/m 3; 2so C ——折算成过量空⽓系数为α时的⼆氧化硫浓度,mg/m 3。5.1.32SO 排放量∑=-??'=ni sni so
h Q C S 16)10(2 )10(2413∑=-?=i hi d S S
∑==311i di m S S∑==121i mi y S S
h S ——2SO ⼩时排放量,kg ; d S ——2SO ⽇排放量,t ; m S ——2SO ⽉排放量,t ;y S ——2SO 年排放量,t ;
Q sni ——标准状况下,第i 次采样测得的⼲烟⽓流量,m 3/h ; S hi ——标准状况下,第i 个⼩时的⼲烟⽓2SO ⼩时排放量,m 3/h ; S di ——标准状况下,第i 天的⼲烟⽓2SO 天排放量,m 3/h ; S mi ——标准状况下,第i 个⽉的⼲烟⽓2SO ⽉排放量,m 3/h ;
n ——每⼩时内的采样次数。6.氮氧化物
6.1.1标准状况下,⼲烟⽓的氮氧化物浓度NOx
C '=B (NO X 值为mg/m 3) 式中,NOx
C '——标准状况下,氮氧化物的浓度,mg/m 3; B ——实测得的NO X 值。 6.1.2折算的氮氧化物排放浓度αα'?'=NOxNOx C C 式中,NOx
C '——标准状况下,氮氧化物的浓度,mg/m 3; NOx C ——折算成过量空⽓系数为α时的氮氧化物浓度,mg/m 3。6.1.3氮氧化物排放量∑=-??'=ni sni NOxh Q C N 16)10( )10(2413∑=-?=i hi d N N∑==311i di m N N∑==121i mi y N N
h N ——氮氧化物⼩时排放量,kg ; d N ——氮氧化物⽇排放量,t ;
m N ——氮氧化物⽉排放量,t ;y N ——氮氧化物年排放量,t ;
Q sni ——标准状况下,第i 次采样测得的⼲烟⽓流量,m 3/h ;
N hi ——标准状况下,第i 个⼩时的⼲烟⽓氮氧化物⼩时排放量,m 3/h ; N di ——标准状况下,第i 天的⼲烟⽓氮氧化物天排放量,m 3/h ;
N mi——标准状况下,第i个⽉的⼲烟⽓氮氧化物⽉排放量,m3/h;n ——每⼩时内的采样次数。
7.⽇、⽉、年报表格式和内容按《固定污染源排放烟⽓连续监测系统技术要求及监测⽅法》(HJ/T 76-2001)规定执⾏。烟⽓流量及含尘浓度的测定⼀、实验意义和⽬的
⼤⽓污染的主要来源是⼯业污染源排出的废⽓,其中烟道⽓造成的危害极为严重。因此,烟道⽓(简称烟⽓)的测试是⼤⽓污染源监测的主要内容之⼀。测定烟⽓的流量和含尘浓度对于评价烟⽓排放的环境影响、检验除尘装置的功效有重要意义。通过本实验应达到以下⽬的:
(1)掌握烟⽓测试的原则和各种测量仪器的使⽤⽅法;
(2)了解烟⽓状态(温度、压⼒、含湿量等参数)的测量⽅法和烟⽓流速、流量等参数的计算⽅法;(3)掌根烟⽓含尘浓度的测定⽅法。⼆、实验原理(⼀)采样位置的选择
正确地选择采样位置和确定采样点的数⽬对采集有代表性的并符合测定要求的样品是⾮常重要的。采样位置应取⽓流平稳的管段.原则上避免弯头部分和断⾯形状急剧变化的部分,与其距离⾄少是烟道直径的1.5倍,同时要求烟道中⽓流速度在5m/s化以上。⽽采样孔和采样点的位置主要根据烟道的⼤⼩及断⾯的形状⽽定。下⾯说明不同形状烟道采样点的布置。1.圆形烟道
采样点分布见图1-1(a)。将烟道的断⾯划分为适当数⽬的等⾯积同⼼圆环,各采样点均在等⾯积的中⼼线上,所分的等⾯积圆环数由烟道的直径⼤⼩⽽定。2.矩形烟道
将烟道断⾯分为等⾯积的矩形⼩块.各块中⼼即采样点,见图1-1(b)。不同⾯积矩形烟道等⾯积分块数见表1-1。表1-1 矩形烟道的分块和测点数
3.拱形烟道
分别按圆形烟道和矩形烟道采样点布置原则,见图1-1(c)。
图1-1 烟道采样点分布图
(a)圆形烟道;(b)矩形烟道;(c)拱形烟道(⼆)烟⽓状态参数的测定
烟⽓状态参数包括压⼒、温度、相对湿度和密度。1.压⼒
测量烟⽓压⼒的仪器为s形毕托管和倾斜压⼒计。s形毕托管适⽤于含尘浓度较⼤的烟道中。毕托管是由两根不锈钢管组成,测端做成⽅向相反的两个相互平⾏的开⼝,如图1-2所⽰,测定时将毕托管与倾斜压⼒汁⽤橡⽪管连好.⼀个开⼝⾯向⽓流,测得全压;另⼀个背向⽓流,测得静压;两者之差便是动压,由于背向⽓流的开⼝上吸⼒影响,所得静压与实际值有⼀定误差,因⽽事先要加以校正。⽅法是与标准风速管在⽓流速度为2~60 m/s的⽓流中进⾏⽐较,s形毕托管和标准风速管测得的速度值之⽐,称为毕托管的校正系数。当流速在5~30 m/s的范围内,其校正系数值约为0.84。倾斜压⼒计测得动压值按下式计算: P=L·K·d(1-1)
式中:L—斜管压⼒计读数;
K—斜度修正系数,在斜管压⼒标出0.2,0.3,0.4,0.6,0.8;d—酒精相对密度,d=0.81。
图1-2 毕托管的构造⽰意图1—开⼝;2—接橡⽪管2.温度
烟⽓的温度通过热电偶和便携式测温毫伏计的联⽤来测定。热电偶是利⽤两根不同⾦属导线在结点处产⽣的电位差随温度⽽变制成的。⽤毫伏计测出热电偶的电势差,就可以得到⼯作端所处的环境温度。热电偶的技术数据参见其说明书。3.相对湿度
烟⽓的相对湿度可⽤于湿球温度计直接测得,测试装置如图1-3所⽰。让烟⽓以⼀定的流速通过于湿球温度汁,根据⼲湿球温度汁的读数可计算烟⽓含湿量(⽔汽体积分数);
图1-3 ⼲湿球法采样系统
1—烟道;2—滤棉;3—⼲湿球温度计;4—压⼒计;5—抽⽓泵s
a b a b c br sw p p p p t t C p +---=)
)((χ (1-2)
式中: br p —温度为 b t 时的饱和⽔蒸⽓压⼒,Pa ;b t —湿球温度,℃;c t —⼲球温度,℃;C —系数,C=0.00066;
a p —⼤⽓压⼒,Pa ; s p —烟⽓静压,Pa ;b p —通过湿球表⾯的烟⽓压⼒,Pa 。4.密度
⼲烟⽓密度由下式计算:Tp
RT p g 287==
ρ (1-3) 式中:g ρ—烟⽓密度,㎏/m ;p —⼤⽓压⼒,Pa ; T —烟⽓温度,K 。(三) 烟⽓流真的计算 1.烟⽓流速的计算
当⼲烟⽓组分同空⽓近似,露点温度在35~55℃之间,烟⽓绝对压⼒在0.99×105~1.03×105Pa 时,可⽤下列公式计算烟⽓进⼝流速:Tp K v p 77.20= (1-4)式中:0v —烟⽓进⼝流速m/s ;
K P —毕托管的校正系数,K P =0.84; T —烟⽓底部温度,℃;p ——各动压⽅根平均值,Pa 。n
p p p p n+++=
21 (1-5)
式中: n p —任—点的动压值,Pa ; n —动压的测点数。 2.烟⽓流量的汁算烟⽓流量计算公式:0v A Q s ?= (1-6)
式中:s Q —烟⽓流量,m 3/s ;
A —烟道进⼝截⾯积,m 2。 (四)烟⽓含尘浓度的测定
对污染源排放的烟⽓颗粒浓度的测定,⼀般采⽤从烟道中抽取⼀定量的含尘烟⽓,由滤筒收集烟⽓中颗粒后,根据收集尘粒的质量和抽取烟⽓的体积求出烟⽓中尘粒浓度。为取得有代表性的样品,必须进⾏等动⼒采样,即尘粒进⼊采样嘴的速度等于该点的⽓流速度,因⽽要预测烟⽓流速再换算成实际控制的采样流量。图1-4是等动⼒采样的情形,图中采样头与⽓流平⾏,⽽且采样速度与烟⽓流速相同,即采样头内外的流场完全⼀致,因此随⽓流运动的颗粒没有受到任何⼲扰,仍按原来的⽅向和速度进⼊采样头。
图1-4 等动⼒采样
图1-5是⾮等动⼒采样的情形。其中图1-5(a )中采样头与⽓流有⼀交⾓θ,进⼊采样头的烟⽓虽保持原来速度,但⽅向发⽣了变化,其中的颗粒物由于惯性,将可能不随烟⽓进⼊采样头;图1-5(b )中采样头虽然与烟⽓流线平⾏,但抽⽓速度超过烟⽓流速,由于惯性作⽤,采样体积中的颗粒物不会全部进⼊采样头;图1-5(c )内⽓速低于烟⽓流速,导致样品体积之外的颗粒进⼊采样头,由此可见.采⽤等动⼒采样对于采集有代表性的样品是⾮常重要的。
图1-5 ⾮等动⼒采样(a )θ≠0;(b)u >u 0;(c) u
另外.在⽔平烟道中,由于存在重⼒沉降作⽤,较⼤的尘粒有偏离烟⽓流线向下运动的趋势,⽽在垂直烟道中尘粒分布较均匀,因此应优先选择在垂直管段上取样。
图1-6为采样装置。根据滤筒在采样前后的质量差以及采集的总⽓量,可以外算出烟⽓的含尘浓度。应当注意的是,需要将采样体积换算成环境温度和压⼒下的体积。图1-6 烟尘采样系统⽰意图ττtp p t V V at ++=2732730(1-7)
式中:t V — 环境条件下的采样体积,L ;0V —现场采样体积,L ; τt —测烟仪温度表的读数,℃; t —环境温度,℃;a p —⼤⽓压⼒,Pa ;τp —测烟仪压⼒表读数,Pa 。由于烟尘取样需要等动⼒采样,因此需要根据采样点的烟⽓流速和采样嘴的直径计算采样控制流量。若⼲烟⽓组分与感空⽓近似:)1())((080.05.02sw a s s a s r p p T T p p v d Q χττ-++= (1-8) 式中:r Q —等动⼒采样时,抽⽓泵流量计读数,L/min ;d —采样嘴直径,㎜;v—采样点烟⽓流速,m/s;sp—⼤⽓压⼒,Pa;ap—烟⽓静压,Pa;sp—测烟仪压⼒表读数,Pa;rT—烟⽓绝对温度,K;sT—测烟仪温度(温度表读数),K;r—烟⽓中⽔⽓的体积分数。sw三、实验仪器和设备
(1)热电偶:EFZ-0型:1⽀。
(2)测温毫伏计:EFZ—020型,1个。(3)S形毕托管:1⽀。
(4)倾斜压⼒计:YYT⼀200型,1台。(5)烟⽓测试仪(测烟仪):SVC—1型, 1个。(6)尘粒采样仪(抽⽓泵);CLK—1型,l台。(7)⼲湿球温度计:DHM—2型,各1⽀。(8)盒式压⼒计:DYM—3型,1个。(9)U形管压⼒计:1⽀。(10)烟尘采样管:2⽀。(11)玻璃纤维滤筒:若⼲。(12)镊⼦:1⽀。
(13)分析天平:分度值0.001g,1台。(14)烘箱:1台。(15)橡胶管:若⼲。四、实验⽅法和步骤1.滤筒的预处理测试前先将滤筒编号,然后在105℃烘箱中烘2h,取出后置于⼲燥器内冷却20min,再⽤分析天平测得初重并记录。2.采样位置的选择根据烟道的形状和尺⼩确定采样点数⽬和位置。3.烟⽓状态和环境参数的测定分别利⽤热电偶、⼲湿球温度计和倾斜压⼒汁测定烟⽓的温度、湿度和压⼒,计算烟⽓的流速和流量。同时⽤盒式压⼒表和温度计测定⼤⽓压⼒和环境温度。4.烟尘采样(1)把预先⼲燥、恒重、编号的滤筒⽤镊⼦⼩⼼装在采样管的采样头内,再把选定好的采样嘴装到采样头上。(2)根据每⼀个采样点的烟⽓流速和采样嘴的直径计算相应的采样控制流量。(3)将采样管连接到烟尘浓度测试仪,调节流量计使其流量为采样点的控制流量,找
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