固定污染源监测注意事项和常见故障课件.ppt

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1、固 定 污 染 源 监 测 注意事项和常见故障,一、烟尘监测过程中的注意事项和 现场故障排查,1.1 采样过程中尘泵停止运转，仪器进入 保护暂停界面。,现象：功率迅速达到100%，采样处于暂停状态，计压示值 瞬间上升至很高，实际流量达不到设定（计算）流量。,原因分析：1、气路堵塞 2、采样嘴选择不正确 3、直流供电电压不正确 4、卡泵、电源板或开关电源损坏,造成气路堵塞的可能：, 玻璃纤维滤筒被水浸泡后形成浆糊状，导致气路堵塞, 管路折、滤芯堵（脏）、干燥筒缓冲器或气水分离器滤网堵、结冰,一系列的堵塞情况, 执行烟尘采样之前务必执行工况的预测流速。,预测流速是通过压力的测量来提前判断实际工况中

2、的流量大小，从而选择合适的采样嘴，让烟尘采样器的流量处于最合适的工作状态进行采样。如果没有经过预测流速，任意选择的采样嘴，则会导致尘泵功率过大造成停机保护；或者尘泵功率过小造成电机反复启动。如果是设定流量也不建议设定过高的流量一般30-40L/min为宜。,Q等速采样流量，L/min；,d采样嘴直径，mm；,v烟气流速，m/s；,XSW含湿量，%。,Q = 0.047d2v（1-Xsw）,造成停机保护的其他原因：,直流电源供电电压不正确：老08代是DC12V，新08代、09代、H-C是DC24V,卡泵：未通电状态下用手指拨动泵头联轴器可判断是否卡泵,电源板、开关电源的损坏，返厂或维修。,1.2

3、 烟温显示不正常,原因分析：1、铂电阻损坏 （Pt100铂电阻400以上会损坏） 2、信号线损坏 3、主机烟温参数更改、隔离板损坏 4、烟枪、主机航空插座接触不良 5、烟温模式选择错误,建议：如果有多于2台设备的配件，可以选择交叉测试的方式判断出问题所在，以免造成不必要的麻烦。,1.3 没有动压或流速,采样时，动压和流速显示为0，尘泵不启动。或者，刚开始时动压显示正常，尘泵也运行正常，但多次采样之后动压和流速越来越低，最终显示为0，尘泵也停止运转。,原因分析：1、确保采样前悬空状态执行压力校零 2、确保开孔位置符合要求，排除漩涡点 3、判断压力管（橙蓝管）是否有漏气或堵塞 4、确保烟枪及压力管

4、（橙蓝管）定期放水 5、无动力自然排放的工况,GB16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法中4.2.1.1明确要求：采样点应选择在直管段，距弯头、阀门、变径管下游方向不低于6倍直径和上游方向不低于3倍直径的位置，并避开喷水（雾）管段。,1.4 流速与计算流量不匹配,简易的流速和流量判断方式：25左右时，动压21Pa对应流速为5m/s；动压90Pa对应流速10m/s，如果选择正确的采样嘴，计算流量约在33L/min左右。,流量计算公式：Q = 0.047d2v（1-Xsw）,原因分析：含湿量异常,采样嘴错误,1.5 流量检定不合格,JJG680-2007烟尘采样器6.3.3 要求

5、选取20、40、50（L/min）三个流量点的瞬时流量进行检定，选择30L/min的流量点进行10min累计体积的检定。,烟温：测量：实时测量 预测：实测一次 输入：人工输入,主要原因：环境参数不正确：温度、大气压,如果没有正确连接信号线及铂电阻，仪器仍设置在烟温自动测量状态，则实际参与计算的烟温是错误的数值，直接影响流量的准确性。,1.6 高温情况下跟踪率达不到,跟踪率定义:采样嘴进气速度与采样点的实际流速的比值。GB16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法8.2.1中指出：采样嘴进气速度应与采样点实际流速相等，相对误差应控制在10%以内，即跟踪率应在0.901.10范围之

6、内。DB37/T2573-2014山东省固废低浓度颗粒物的测定重量法中9.2指出：采样时控制等速率在92%108%，即跟踪率应在0.921.08之内。,崂应3012H控制流量有两种模式：烟温静压、计温计压；默认的流量：指的是进气口处的实际流量。高温工况时，进气口状态与实际环境差别非常大，因此实际流量的控制也相差很大。所以如果默认为烟温静压模式时，有可能会出现高温时尘泵无法调节至计算流量的情况，此时建议选用计温计压模式进行采样。,注：两种模式下的采样流量有所变化，但实际浓度是一样的，不影响采样结果。（总采样标况体积是等比例变化的）,采样数据有效性（质量控制）,1、跟踪率应符合 0.901.102

7、、“75%” HJT397-2007中4.3.5要求生产负荷达到设计生产能力的75%以上3、“1m3” HJT397-2007中13.3.2f要求应多点采样，每个点采样时间应相等且不 低于3min，总采样体积不低于1m3，每次采样至少取3个样品的均值4、皮托管系数应符合要求 GB16157中7.3要求：S型皮托管系数应符合0.840.01（L型易堵）5、滤筒（膜）碎渣收集（ HJT397-2007 中13.3.2g）6、弯管处的样品收集（ HJT397-2007 中13.3.2g）7、防倒吸启动，高负压时保护已收集的样品8、采样前的检漏9、开孔位置符合要求,1.7 空气过剩系数与实测氧量 折算

8、系数与基准氧量,GB16157-1996 中11.2.1指出：应按照空气过剩系数和排放标准中规定的折算系数对排放浓度进行换算。,GB13271-2014中5.2指出：应按照工况的实测氧量和各类燃烧设备的基准含氧量对排放浓度进行折算。,注：两种表述方式是完全一致的，对排放结果没有任何影响，只是可能带来小数点位数的改变导致计算结果的偏差。,1.8 含湿量相关问题,空气有吸收水分的特征，空气中含有水蒸气的多少叫做湿度，湿度有三种表示方式：1、绝对湿度：每立方米空气中所含水蒸气的质量，单位是g/m3；2、相对湿度：当前空气的绝对湿度与同温度下饱和水蒸气的绝对 湿度的比值，单位是RH%；也可理解为当前空

9、气水 蒸气与同温度下饱和水蒸气的质量比；3、 含湿量： 湿空气中与1kg干空气并存的水蒸气质量（Gsw）， 单位是g/kg（%），通常用湿烟气中水汽含量的体 积百分数来表示（Xsw）,GB16157中5.2指出烟道中的湿度测量分为重量法、冷凝法、干湿球法三种方法。,*干湿球法测量温度多用DS18B20温度传感器进行测量，该传感器的测量范围大约在-55125，因此烟温超过120的工况是不能选用干湿球法进行测量的。,1.9 肉眼能看到尘，但实际采不到,现象：烟囱内尘量不少，但是实际采样后滤筒（膜）内的样品重量很少，几乎采不到。,故障原因：1、布点及开孔位置不符合要求；2、滤筒（膜）到主机（包括主机

10、）之间的管路有漏气； 分段检查烟枪、连接管、气水分离器（干燥筒、缓冲 器）、烟尘过滤芯处的透明罩、主机内部的管路连接；3、没经过预测流速，实际采样流量不符合等速要求；4、主机自身的烟尘流量超差，不符合采样要求。 烟温、大气压、流量内部参数等,1.10 负荷系数,负荷系数，又叫出力影响系数，它是根据锅炉运行年限和运行负荷综合换算出来的影响系数，最终锅炉烟尘排放浓度应在所测量的折算浓度基础上再乘上负荷系数。,注：负荷系数不只是单纯锅炉负荷的小数表现形式。 例：锅炉负荷80%负荷系数0.8而是1.4或者1.2 。,GB5468-91 表2,1.11 烟气密度1.34,标况状态下湿烟气密度1.34kg

11、/m3 ，并非是实际烟气密度。,其中： 实际烟气密度； n标况状态湿烟气密度，1.34； t 烟道温度； Ba当前大气压； ps烟道静压。,1.12 自然排放烟囱,自然排放工况，动压和流速基本上趋于0，无法进行等速跟踪测量，烟尘浓度可以通过设置恒定流量的方式进行测量。但实际排放量是无法测量的。崂应3012H型系列流速测量范围是5（2） 45 m/s ，受S型皮托管规格和性质决定低于2m/s的流速无法测量。,基准氧量的确定，仍旧按照实际工况标准中规定的氧量和系数进行输入，并不是没有燃烧。,1.13 标况采样体积手工值与显示值有差异； 标干烟气流量手工值与显示值有差异,可见，如果是标况采样体积的手

12、工计算值有差异，则需要检查烟温、大气压、静压传感器是否可用或者上述三项的输入值是否正确合理。如果是标干烟气流量的手工计算值有差异，除了上述三个参数之外，还需要关注含湿量传感器是否可用或者输入值是否正确可用。,1.14 高湿工况、低浓度排放,DB37-T-2537-2014山东省固定污染源废气低浓度颗粒物的测定-重量法,HJXXX-2016固定污染源废气低浓度颗粒物测定-重量法（征求意见稿）,1、低浓度：烟尘50mg/m3以下。 超低排放：烟尘10mg/m3；SO2 35mg/m3；NOX 50mg/m3,2、含湿量：干湿球法改为仪器法，扩大了对测量方法的限制。,3、开孔尺寸增大至100mm。,

13、4、前后处理增加丙酮冲洗和组装流程，进行整体称重。,5、 3次称重最大差值0.2mg。,6、采样头组件整体重量不超过20g。,7、跟踪率在0.92-1.08,8、检查采样后的滤膜是否破损或有异常值。,采用滤筒加热，避免高湿度造成滤膜浸泡、破损和造成较大阻力 行标征求意见稿与山东省地方标准对加热要求有区别。 行业标准中6.3.1中要求加热不能超过100； 地方标准12.5中要求滤膜托架加热应高于105。 崂应1085D型低浓度取样管可以加热至120以上。 注：使用时应在当前环境中启动加热至设定温度之后再将取样管放置至工况中，避免提前放入因为加热功率不够导致无法保持滤膜的干燥状态。 加热功能是有选

14、择性的，当水汽达到过饱和，也就是工况中有水滴凝结出来的时候，必须选择加热。,采用整体称重法提高采样准确度避免人为造成的不确定度误差,采样嘴+前弯管滤膜拖网密封压环,低浓度采样头的优点,1、避免称重操作过程中引入的误差2、避免铅笔标号造成的误差3、避免安装滤筒时造成的漏气误差4、避免取出滤筒时造成的破损误差5、滤膜加热保证样品干燥、避免滤膜破损6、滤筒改滤膜，扩大气流接触面积，保护滤膜7、增大采样流量，降低人工成本8、避免弯管中的颗粒无法收集造成误差,低浓度采样需要注意的问题,1、滤膜的选择：石英700、玻纤500、特氟龙2302、滤膜的捕集效率增加了流量的条件（3050）L/min 3、布点：

15、GB16157中要求最多20点且矩形最多1m2面积1个点，以当前的工况判断不能满足，大型锅炉横截面积几十平方比比皆是4、烟气湿度测量新方法：阻容法（R/C1%）、光学法（颗粒物散射影响4%）、干湿氧法（氧化锆,易炸裂1%）、干湿球（受限1008%）5、上下换孔时，应时刻保持采样管正面朝上6、空白样：不仅应封闭进气管路，还应将动静压管正常连接，仪器也需要开启采样进行模拟状态。需要打印条及时反映工况状态。7、空白增重：滤膜材质布点位置空白方式8、平行样：取样管太长，笨重对开孔增加人工实际操作异常麻烦取样管相互干扰烟道太宽取样管辐射面不够,1.15 崂应3012H老08代显示屏问题 按键旁边的对比度

16、调节旋钮,1.16 崂应3012H-C超小型运行中自动关机 阻力过大造成的保护停机,1.17 打印机不工作、深浅、乱码、热敏、尺寸 针式打印机深浅度依靠色带，热敏打印机是可以调节的； 热敏打印机如果出现乱码可以调节波特率进行修正；（说明书） 热敏打印机不工作：打印纸装反、打印纸不是热敏纸、电源； 如需购买，尺寸可参考：宽直径 57mm*？,谢谢！,二、烟气监测过程中的注意事项和 现场故障排查,2.1烟气测量的三种常用方法,2.2 化学传感器数值不准确,1、化学传感器的时效期；2、气路漏气；3、采样流量；4、气泵负载；5、参数标定；6、标定方法；7、化学传感器进水损坏或传感器路板损坏；8、气体交

17、叉干扰；9、气路堵塞；10、管路吸附；11、强制校零、未清洗；, 当出现化学传感器显示数值不准时，首先确认是工况数值不准还是标气标定数值不准，如果工况数值有疑问，建议先用标气进行验证。,2.2.1 化学传感器失效 所有电化学传感器的使用期望时效期是两年，随着使用的频次和待测气体浓度的大小，使用寿命会越来越低，一般来说正常的实际使用寿命大约在一年半左右。如同干电池，即便是不用也在损耗。 氧气传感器的实际寿命可能更短。 1、安装位置 2、空气损耗若先前没有更换过传感器则可以通过仪器出厂日期判断；若之前更换过传感器可以通过当前传感器编码尾号进行判断，如： 传感器编码为：01.28647126 046

18、 其中尾号是 046 代表的是2016年4月出厂的传感器。,2.2.2 气路漏气最直观的现象：O2数值降不到0。1、外置气路漏气 取样器、预处理器、25连接管、聚四氟乙烯管，工况入口密封。2、内部气路漏气 安装滤芯处透明罩底的O型圈、内部所有管路连接、流压传感器、孔板流量计、传感器气室包括连接气嘴和O型圈。、泵前漏气检查、泵后漏气检查 可以通过分别堵住烟气进气嘴和出气嘴，观察烟气采样流量变化的简易方法判断泵前和泵后是否有漏气情况。,2.2.3 采样流量达不到设定要求或者波动1、气路的不完全堵塞；（如有泡沫颗粒或者灰尘残留颗粒）2、气流压传感器损坏；3、气泵自身故障；（如泵负载达不到、泵头内腔有

19、污染等）4、气泵流量参数被改动；5、气流压传感器管路脱落。,2.2.4 工况负载过大导致泵抽不动 常规的烟气小泵在正常工作流量时，能够克服20kPa的负压阻力。如果遇到工况烟道的负压较大，有可能会出现烟气泵功率已经满负荷，但仍达不到设定的烟气流量。此时可以通过将烟气进气端和出气端同时甩到工况中，依靠工况自身的静压来平衡气泵前后端的负载，达到正常采样流量。 （如下图示）,紫外差分仪器的烟气进气口与出气口,新08代烟尘的烟气进气口与出气口,2.2.5 参数标定造成的数据有误差 常规参数的变动会引起烟气数据的差异，可以通过恢复出厂设置的方式进行修正。 烟气标定是需要注意的两点：1、主副倍率；2、变更

20、量程范围1、分段倍率中的主副倍率。 按照检定规程JJG968-2002要求对烟气传感器进行标定是应选择高、中、低三个点进行线性标定。因此在传感器量程范围内会将量程均分为三段，这三个量程段并非拥有独立的倍率，而是以中浓度段的倍率作为主倍率，高低浓度段的倍率分别是在主倍率的基础上进行的二次修正。,烟气标定参数界面：倍率、零点、测量,烟气标定主副倍率界面：主倍率、低端修正、高端修正,2、变更量程范围 可以根据所安装化学传感器的实际量程进行修改，也可以根据实际使用情况对仪器的传感器量程进行修改。,化学传感器量程修改界面,2.2.6 烟气标定的方法,1、气袋法（经典方法） 将气瓶中符合要求的标准气体定量

21、释放至经反复清洗合格、排放干净、不漏气的惰性材质气袋中，待释放结束稳定后，将气袋出口与烟气分析仪进气口相连接，启动采样通过测试数据对烟气分析仪进行标定。 优点：能够估算出每次需要的标气量不会浪费标气、纯靠仪器的动力源进行主动采样符合实际使用状态； 缺点：操作不熟练可能造成气袋涨破、气袋容易出现隐形破损导致漏气、清洗不干净可能造成二次污染。,2、旁通法 将标气上减压阀的出气口直接与仪器的烟气进气口相连接，开启减压阀放出标气，通过调节减压阀上自带的转子流量计（或者双阀控制系统），使仪器显示的烟气采样流量达到正常采样的流量值，然后对仪器进行烟气标定。,此方法又分为两种情况：外置转子流量计旁通断开烟气

22、采样泵进行从动采样 优点：不会引入二次污染，不会轻易造成漏气、破损等设备误差；缺点：浪费标气、可能会造成正压采样不符合实际采样状态、正压影响分子间距、操作繁琐。,2.2.7 传感器损坏或路板损坏,1、传感器 过期、进水、漏液、带电电焊焊接,2、传感器路板损坏 漏液腐蚀、器件损坏,2.2.8 交叉干扰（电化学）,单位：（%）,1、单个组分干扰气 因为气体组分具有相同元素或者相同分子排列结构，对电化学传感器造成信号干扰。 如：NO2-SO2等,单组分气体交叉干扰的处理方式：1、针对气体传感器的进气进行预处理，从而排除干扰气；2、针对气体传感器的主要干扰成分进行数据补偿。,2、化学传感器超限中毒 S

23、O2传感器，量程范围（05700/14000*）mg/m3 或者（05700）mg/m3最大限值14000mg/m3 其中“*”表示的过载量程限值。如果实测浓度超过了过载量程限值，会造成化学传感器超限中毒。,3、传感器永久性损伤（反应中毒） 化学传感器的渗透膜主要作用是防止电解液受到污染，影响电位变化。但是直径相近、结构类似的分子是可以穿过渗透膜，与电解液发生反应，导致传感器永久性损伤。 如：氨法脱硫后，烟气中过剩的氨分子会与稀硫酸电解液发生反应，严重改变了电解液的PH值，导致传感器永久性失效。经资料查询，氟化氢（HF）、硫化氢（H2S）、氨气（NH3）等均为破坏性气体，因此在对含有上述气体的

24、工业废气检测时，应尽量避免使用电化学传感器。,2.2.9 气路堵塞,故障现象：烟气采样流量在空载时就达不到设定流量，或者空载时采样流量始终波动无法稳定。 采气流速的变化直接影响仪器烟气的测试读数，因此流量不正确，烟气的测量数据也会产生误差。 HJ/T 57-2000固定污染源排气中二氧化硫的测定 定电位电解法堵塞排查点：1、烟气过滤芯。进水、变黑、堵塞。2、进气嘴或管路中的泡沫颗粒造成不完全封堵。3、预处理器中的聚四氟乙烯管的融化变形。,聚四氟乙烯（特氟龙）的标准熔点是260，然而实际使用时在220左右时就会出现变软的情况。当有采样气流穿过管路内壁时，会保持管路的畅通。一旦采样气流停止，则会出

25、现管壁萎缩形变，最终导致管路堵塞。导致的故障现象：前一次使用该预处理器采样，气路一切正常。当结束此次采样，第二次使用该预处理器时，就出现气路堵塞的情况。最新的崂应1080D型烟气预处理器，内部管路全部采用钛合金材料，可在600环境下完成采样工作。而且钛合金抗氧化性和惰性很强，不会对目标气体产生吸附和干扰。既提高了预处理器的使用温度又保证了采样结果的准确性。,2.2.10 管路吸附,故障现象：SO2数值偏低或者不出数。可能造成管路吸附的原因： 水（汽）、硅橡胶管、橡胶管、304不锈钢，都对烟气（尤其是SO2）有较大的吸附。,严禁将烟尘取样管连同动静压管用作烟气采样。,2.2.11 强制校零、无清

26、洗,1、当仪器显示还有较高的烟气数值时，点击强制校零，会将当前状态当做零点状态强制校正。导致实测数值远远偏离真实值。最直观的现象是：电化学仪器，再次通入低于之前浓度的烟气时，仪器始终显示为零；再次通入高于之前浓度的烟气时，仪器显示的数值会远远低于真实值。光学仪器若无清洗便强制校零，会导致光谱仪零点偏差过大，最终无法校零或零点始终无法稳定，仪器无法正常使用。2、当烟气采样完毕，仪器气室与管路中还有较多的残留气体时，未进行清洗过程便停止采样、关机装箱。残留的气体会长时间侵蚀化学传感器，致其精度降低、使用寿命缩短。,2.3 显示的数值是标况还是工况,质量浓度：kg/m3 与密度表示方式相同，但含义不

27、同，密度是指单一物质一般是定值；而质量浓度是指混合体，一般是根据混合情况可以发生变化的。质量百分比：kg/kg=% 如25%的葡萄糖试剂体积浓度：通常指体积百分比浓度：m3/m3=100%= mol/mol=106ppm摩尔浓度：物质的量浓度：mol/m3,因为质量是永久守恒的，因此对于气体来说，没有确定的参比状态时，体积浓度比质量浓度更可靠。电化学传感器所产生的电位信号，是依据了体积浓度进行反馈的，而转化的条件则是按照了标况状态下的摩尔体积22.4L/mol，因此，虽然设备显示的是质量浓度的单位，实际上体现的状态是标况浓度。衡量气体浓度或体积时，必须标注参比状态。,2.4 NOX的计算方式,

28、NOX浓度是以NO和NO2体积浓度之和进行计算，并且以NO2在标况状态（273K、101.325kPa）的质量浓度进行表示。HJ693-2014固定污染源废气氮氧化物的测定定电位电解法10.1,NOX = NO + NO2 ppm、mol/mol等体积浓度NOX = NO 1.53 + NO2 mg/m3等质量浓度,使用NO2转化炉将NO2转化成NO，对转化后的NO总和进行测量，计算得出NOX的实际浓度。HJ692-2014固定污染源废气氮氧化物的测定非分散红外吸收法10.1,NOX = NO ppm、mol/mol等体积浓度NOX = NO 1.53 mg/m3等质量浓度,转化炉的转化效率低于85%则不能继续使用，需要更换还原剂。而且进入转化炉的NO2气体应不大于200ppm，浓度过高会直接影响转化效率和还原剂的使用寿命。,崂应1030型烟气预处理系统自动加热、全程伴热大功率半导体双级制冷自动冲洗排水，防止吸附可选配内置NO2转换器， 转化效率大于95%,谢谢！,青岛崂山应用技术研究所 杨涛,