技術交流 〡固定污染源廢氣低濃度顆粒物現場采樣要領

由山東省環科院環境檢測中心發起建立的環境檢測同行群，從2017年8月開始舉辦了技術交流分享活動，第一期活動由青島嶗山應用技術研究所專家作為特邀嘉賓進行主題交流，交流內容為“固定污染源廢氣低濃度顆粒物監測事項及常見問題分析匯總”，現整理第一期“固定污染源廢氣低濃度顆粒物現場采樣要領”與大家分享。

一、現場采樣

1、采樣前的準備

（1）采樣頭的組裝

按照儀器廠家的組裝方法進行，避免出現外形不規范、漏裝濾膜、多裝濾膜、多裝密封鋁箔的。

對應嶗應的低濃度取樣管，如果外形不規范，采樣頭就裝不到那個取樣管上，因為為了保證密封性它的間隙很小。現場可能會出現漏裝或裝多裝濾膜的情況，需要注意下。

（2）儀器設備的檢定、校準

儀器保證在有效的檢定期，按相關規定定期校準，并做好相關記錄。

（3）主機及其配件的完好性檢查

主機及配件的完好性檢查是到現場之前，在實驗室檢查一下主機的各項功能是不是正常，配件打印機的打印功能是否正常，儀器的組合取樣管前的皮托管，好多已經變形了。變形以后直接影響流速的測量的準確性，這個要非常注意。

（4）整機氣密性檢驗

 若測試儀采用旋片泵，無法直接進行測試儀氣密性檢驗，因此需將測試儀機殼打開，斷開測試儀流量計出氣管，在流量計出氣口與泵之間串聯一個閥和負壓表，連接好整機氣路，密封取樣管進氣口（需加密封圈），如圖1所示。啟動測試儀，使負壓表達到-6.7kPa時關閉閥，停止測試儀抽氣。壓力穩定后讀取負壓表示數U1，30s后下降值≤0.2kPa則視為合格。

（5）抽氣能力檢驗

根據儀器廠家提供的技術指標，在測試儀入口處連接阻力調節閥。設定測試儀的采樣流量為規定的流量，啟動采樣，慢慢調節阻力調節閥使計前壓力讀數達到時，流量仍能達到設定流量即可。

（6）安全

調查現場采樣位置及周邊環境，做好采樣人員的安全防護措施。

2、現場采樣

（1）打開采樣孔時，注意先清理測孔內積灰。

（2）防靜電，接地線的連接。

（3）采樣前氣密性檢查：重點檢查主機塵過濾罩、干燥器、氣路連接管和取樣管前端的組合采樣頭。如果主機在實驗室通過氣密性檢查，現場可只對主機外的氣路進行氣密性檢查。        

    檢驗方法：將干燥器裝好變色硅膠，如圖2所示，將測試儀進氣口與閥、負壓表、干燥器和取樣管出氣口相連，將采樣頭安裝保護絲堵、密封圈和密封墊安裝到取樣管上的，先將閥打開，啟動采樣泵，使負壓表示值達到-6.7kPa時迅速關閉閥，同時停止泵抽氣，待負壓表示值穩定后讀取當前值，30s后示值下降值不超過0.2kPa視為合格。

（4）壓力調零時注意各接嘴懸空

關于壓力調零，有一些文件或者是標準里要求壓力調零時，皮托管不要放在煙道里。但是現場環境空間很小，接皮托管的軟管比較軟很容易折管或者被踩，容易造成壓力調零時有偏差。所以強調一下，壓力調零時主機面板上各個壓力接口懸空，避免出現一些不必要的問題。此外還要注意：壓力調零時注意各接嘴懸空時，由于現場采樣灰塵比較大，尤其是現場有泥，不要把橡膠管管頭直接接觸地面板，不小心踩到后，管頭內進泥，就會影響采樣結果，建議大家把管頭放到主機箱和儀器之間的空隙處，需要連接時連上就行。

（5）確定采樣嘴規格及采樣時間

采樣嘴和采樣時間的確定：現場預測流速后，儀器推薦一個采樣嘴，不同儀器的負載能力不同，推薦采樣嘴的規格也不同。我們在監測方案中已經推薦了一個采樣嘴，此時需確認一下是否一致。因為采樣前準備的采樣嘴，有可能是按照監測方案準備的。如果現場工況發生了變化，采樣嘴不合適，最好按照儀器推薦的采樣嘴來進行選擇。采樣嘴選的大了，采樣流量增大，在標準要求的采樣體積條件下，就可以縮短采樣時間，提高工作效率，這也是高負載大流量采樣器的優勢。

（6）干濕球法測量含濕量時，儲水瓶處注意密封，水不能倒流。

（7）防倒吸功能

防倒吸功能是廠家為了防止在負壓比較大或采樣結束泵停止的瞬間，進入采樣嘴的顆粒物被倒吸而設計的這項功能。

（8）煙溫參數的獲取方式：輸入、預測、采樣

 含濕量參數的獲取方式：輸入、測量

 采樣模式：恒流采樣、自動跟蹤

煙溫的獲取方式按照標準要求，是要在現場實時監測的。在一些特殊的情況下，可以通過輸入煙溫或預測煙溫的方式來獲取。恒流采樣和自動跟蹤采樣標準中要求的都是等速跟蹤采樣。選擇恒流采樣的情況，一是儀器標定時選擇恒流采樣；二是流速非常的低，嚴格的說低于5m/s，皮托管測量不準確，在選擇恒流采樣。但是恒流采樣不是標準里面規定的采樣方法。

（9）跟蹤率：超出0.9～1.1，采樣數據無效

（10）取樣管加熱   

標準中規定工況取樣管要求加熱，加熱溫度不低于105℃。

對于超低排放來說取樣管加熱的功能非常重要，因為超低排放的時候很多工況都是基本上。大多數的情況都是用的濕式除塵。那么煙道里的溫度一般在四十度左右，如果再加電加熱可能達到七八十度，如果不選擇加熱，濾膜在采樣過程中很快就會吸濕，阻力非常大。阻力大會出現兩種情況：一是負載能力大把濾膜抽破，二是濾膜產生的阻力大導致儀器直接停機保護。

取樣管的加熱功率，在選擇儀器的時候一定要注意，看能否滿足現場溫度低、濕度大、大流量采樣造成的濕度影響。

（11）取樣管的放置方向

采樣嘴正對氣流方向，并垂直煙道，放入和取出采樣管時應背對氣流。

（12）空白樣

對于低濃度的監測，標準中明確指出要做一個全程空白樣品，全程空白就是和采集樣品的過程是完全一樣的。唯一不同的是采樣嘴背對氣流不采樣，無氣流通過濾膜指在采集空白樣時，一定要堵住取樣管的出氣口，避免煙道為正壓時，氣流通過濾膜通過取樣管會產生流速。如果煙道里是負壓，外部的空氣也會通過取樣管通過濾膜，進入煙道中而造成濾膜上集結顆粒物。

（13）采樣頭的放置和運輸

采樣嘴方向朝上，每個采樣頭單獨密封包裝，避免造成樣品損失、污染。

（14）基準含氧量、折算濃度

監測時一定要測量含氧量，用于折算濃度的計算

二、相關問題

1.3012H煙塵儀測SO2、NOx的準確性高嗎？

 只要每次采樣之前把儀器的各個傳感器校驗準確，準確度是沒有問題的，主要原因是燃燒不充分，一氧化碳對二氧化硫的正干擾。理論上講誰確性沒問題，但是要選擇合適的量程范圍，并進行交叉干擾補償。

2.檢測時流速過低（例如低于2m/s，且煙囪直徑過大）設定恒流采樣，但是恒流采樣時會出現沒有流速，繼而沒有流量，這種情況下怎么解決？

 風量是通過流速計算出來的，如果流速為零，那么風量為零。但是采樣時，設定恒流跟采樣流量沒有關系。設定了恒流采樣，儀器以固定的流量在采樣，跟流速沒有關系。就因為沒有流速所以選擇恒流采樣。

3.采樣過程中，預測完流速，儀器會推薦采樣嘴，我們必須嚴格使用煙氣推薦的采樣嘴還是可以在儀器負載范圍內選擇其他采樣嘴。如可以選擇更大采樣嘴，會影響等速采樣嗎？

 儀器預測推薦的采樣嘴是根據儀器的負載能力來選擇。可以根據工況的情況，如煙塵濃度大小、含濕量大小，適當的修改采樣嘴，選大或者選小。3012H-D的流量的可以達到一百升。在這種情況下，可以選比儀器推薦采樣嘴大的。

4.流速有檢出限嗎？

檢出限一般指方法檢出限，在嶗應本廠用模擬風洞的檢測，風洞的風俗在0~40m/s，所做的方法檢出限在0.5m/s。標準規定流速的范圍是5~45m/s，所以說是有檢出限的。一般煙槍上使用的S型皮托管的檢測風速下線就是5m/s，所以使用S型皮托管是有局限的。

5.煙氣濕度對標干流量產生影響，當設備測量濕度時，對煙溫要求的范圍是多少？若超出該范圍，應如何解決？

因為現在的測濕度的方法是干濕球方法，適合煙溫低于100℃的環境，現在濕度測量相對來說是準確的，但有一定的誤差，現在正在研制阻容法的濕度檢測設備。

6.測一些進口塵非常大，根本采不到那么大的體積，這樣的情況該怎么解決。

測入口時塵非常大，按照GB16157的方法來進行，沒有必要采集那么大的體積，按規定三個樣品的采樣體積達到1m3就可以了。進口采集煙塵可以用濾筒。

7.流速小于5米的采樣應該注意什么？

如果流速低于5米，對于一些比較正規的驗收項目或其他項目，都要求監測點放在煙道上，就是為了避免以后一些糾紛。像這種情況，如果要去做的話，最好讓企業同意再做。

8.校準與檢定的意義

校準與檢定有相同的法律效力。可以將校準結果進行計算確認，如果滿足檢定規程的示值誤差要求，做一個結果確認就可以了，無需再用8040校準。但如果計算的校準示值誤差超出檢定規程要求，則需要用8040進行重新校準。

9.采樣后采樣頭有什么好的清理方法？

采樣頭外部很臟必須想辦法清理干凈，用一些有機溶劑，甚至于可以用一些硬的東西（保證不會損失采樣頭的情況）進行刮擦清理。

如果是采樣頭內部很臟，按照標準用超聲波來洗。洗不干凈原則上是沒問題的。會作為一個本底進行下一次采樣，作為這個采樣頭的初重，不會影響數據。

10.對于超低煙塵對比，是否不用在乎管徑，在線設備采樣探頭處取樣是否可以？

對于顆粒物的采樣要求是，在整個管道中按照布點的原則進行整個截面的采樣，所以對這個管徑要求是非常的嚴格的。不能放在在線設備的采樣探頭處來進行采樣。

三、現場采樣質控措施

   1.采樣位置應盡可能選擇氣流平穩的管段，采樣斷面最大流速與最小流速之比不宜大于3倍，以防儀器的響應跟不上流速的變化，影響等速采樣的精度。

   2. 每次測試，應進行采樣系統泄漏檢查，泄漏率控制在技術指標要求范圍內。

   3.采樣嘴應先背后氣流方向插入管道，采樣時采樣嘴必須對準氣流方向，偏差不超過10。采樣結束，應先將采樣嘴背后氣流，迅速抽出管道，防止管道負壓        將塵粒倒吸。當將采樣嘴插入或是抽出煙道時，注意采樣嘴不要碰觸管壁，防止灰塵進入采樣嘴，影響測試準確度。

   4.采樣過程注意觀察儀器等速率變化情況，等速率不應超過±10%。

   5.當排氣中含有水滴、水氣接近飽和或飽和，濾膜托架應加熱，保持溫度≥105℃。

   6.為防止在制備全程空白過程中空氣（煙道為負壓）或排氣（煙道為正壓）進入采樣系統，必須切斷采樣管與采樣器主機的連接，密封采樣管末端接口。

   7.采樣結束應檢查濾膜是否破損（采用整體稱重時，稱量結束再檢查）。