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固定污染源废气监测全面质量管控探讨

2021-10-13乐陵市生态环境监控中心吴双

区域治理 2021年29期
关键词:集尘烟尘烟道

乐陵市生态环境监控中心 吴双

一、前期质量管控

(一)现场实勘

在固定污染源监测前,相关监测机构应制定现场勘查方案,组织人员到监测现场查看废气产生来源、烟道烟囱等防污处置措施,了解废气的种类、成分、浓度及危害性,对已安装的污染源检测及处置设备的净化原理、性能功效、参数指标等进行全面调查,对废气污染源的具体方位、排放量、环境状况、废气流向以及各类管道位置、断面、尺寸、排气筒结构等进行全面掌握。在此基础上撰写勘查报告,并确定监测采样点的布设位置、数量、角度,以形成全面、系统的监测体系。

(二)采样点布设

根据勘查报告及现场实际,采样点的布设应优先选择垂直烟道,其次设在水平烟道,以获得更好、更精确的采样数据。其中,采样点设置于距弯头、阀门、变径管下游方向≥6倍直径,且上游方向≥3倍直径位置处。如烟道为矩形样式,需要将矩形烟道断面平均分成长方形,再以各块长方形的中心点作为采样点,具体分块时可以按照矩形烟道断面面积进行分块,详见表1。

表1 矩形烟道分块要求

(三)仪器校正

仪器设备是整个监测的关键,其合理正常运行能充分保障数据采集的准确性、及时性,并为后续分析提供支持。在对污染源开展监测前,应细致检查采样仪器设备,并启动试运行一小段时间,查看各项功能是否正常,然后检查设备的气密性,是否存在漏气现象。最后,使用仪器校正装置对设备进行恢复校正,并做好记录。对于SO2、NOX等气体污染源监测仪器的校正,应采用与被测气体浓度较为接近的标准气体进行校正,以获得更精确的数据。根据规定,采样的仪器设备偏差应在±5%以内,否则应重新调整校核。

二、过程质量管控

(一)现场监测

(1)测定温度。气体排放后会有一定的温度,不同的条件下温度会有不同,因此要根据烟道及勘查的结果选择合适的测温设备。常用的测温设备根据材质及性能分为水银、热电偶、半导体及电阻温度计。以水银、热电偶温度计为例,测温时,需将计温部位放置在烟道中心处,测温时间≥5min,待温度趋于稳定无变化时进行读数取值,读数时不得将仪器拿出管道,以免出现误差。

(2)测定含湿量。常见的烟尘采样设备多数具备含湿量自动测定功能,如果烟道断面较大,需要将采样管尽量深入到烟道内部,减少外面裸露部位,这样可以有效减少烟气水分冷凝导致的测量误差。

(3)测定压力。在对烟道流动的气体压力进行检测时,由于气流会受动、静两种压力的影响,如若未考虑两种压力的影响,将会直接影响选择采样,并对采样流量计算的精准性造成影响。在测定前,应先调节压力表至零点,复查气密性,然后将全压孔(S型皮托管)对准气流出口方向,偏差应<10°,同时堵塞密实采样孔,防止漏气而影响测量精度。如若填塞不密实而发生漏气,将会影响压力测定值和流速、流量计算误差。

(4)测定过量空气系数。该系数是实际与理论空气量的比值,常用“α”表示。将采样管缓缓放入烟道内部,抽取其中含有O2的烟气,再通过O2电化学传感器测量其中的O2瞬时浓度,再换算成α。和测定压力一样,测定含氧量需要堵塞密实采样孔,以免外部空气进入内部而影响烟道过量空气系数的测量精度。

(二)烟尘采样

烟尘采样是废气监测的重要组成部分,在监测中,要全程安排专人旁站监督,保证监测时工况与平常保持一致,严禁因采样作业而改变生产方式、流程,以免导致采样结果出现偏差。根据设计生产能力,采样作业需要在工况稳定且实际生产负荷超过3/4设计满负荷的状态下进行。(1)根据勘察报告合理确定采样位置,一般是在气流速度较为平缓的部位,且断面气流的最大值应≤3倍最小值,以免气流过大不可控导致仪器设备响应不及时而影响采集结果。(2)测定排气参数,需先清理干净采样孔短接管内的浮灰,再插入测量设备及探头,最后堵塞密实采样孔周围的空隙,防止漏气。(3)按照等速原则进行采样,即采样嘴获取气体的速度﹦采样点烟气的速度,且两者的相关误差应≤10%,以免两者速度差异而影响采样结果。采样过程中,设置采样器为自动调节模式,维持等速采样,跟踪率为1.0±0.1。采样后,采样嘴应背对气流方向迅速提出烟道,防止倒吸采样嘴内的烟尘而造成结果失真。(4)采样管严禁用手直接触碰,拿取时应使用镊子从滤筒中取放。如有意外落下的滤筒碎屑,需逐片收齐后放入滤筒中。滤筒需固定,不晃动、不漏气。采样管抽出时不能倒置,取出后应及时封口并放置到专用容器内,统一运输至检测机构,运输过程要正放,防止倾斜、倒置。(5)采样结束后,再次对采样点气流速度进行测试,并与采样时的流速进行比对,如果偏差≥20%需重新进行烟尘采样。(6)滤筒集尘是烟尘采集的重要一环,在采集前,需观察滤筒集尘情况。如集尘偏少,会在称量时增重不够,出现称重误差较大,所以需增加采样时间以收集更多烟尘。如集尘偏多,则会导致采样阻力变大,不仅影响仪器的正常使用,还会导致误差较大,所以需减少采样时间。在具体采样时,可先预采样1min再观察滤筒集尘情况,根据设计要求及经验判断采集时间。有的管道排放烟尘浓度较弱时,为防止误差,可以延长采样时间或者使用刚玉滤筒,以减少擦挂、抽吸等物理损耗而导致的测量误差。

(三)废气采样

(1)根据前期待检测废气的调查结果,在采样前开展好技术交底,对监测气体的类型、特征、状态、自身作用等进行充分讲解,并选择适用于该监测气体的仪器设备,如采样管、采集器、连接管、滤料等。(2)在连接管中,采集的气体往往含有一定的水分,容易在管内冷凝影响测定结果,因此,需要对输气管进行加热保持温度,并配置采样预处理器,这样可以有效地过滤采集的烟气,还能做到除湿和液体分离。需要注意的是,除湿装置进行废气处理时,应确保除去的废气中待测污染物的损失≤5%。(3)采用定电位电解法测试烟气中的SO2、氮氧化物等废气时,应待浓度值显示稳定后取值读数。读数后取出采样探头,放置在常规环境中,对传感器进行清洗直至读数≤20mg/m3后,再重新将采样探头放置到烟道内,进行第二次测试取样。对仪器设备要一次开机,直到测试结束,防止中途重启造成零点位改变导致测试结果不准。传感器寿命一般为1~2年,当t90≥60s时,需对仪器气路、传感器灵敏度进行检查,查看是否漏气或者灵敏度是否不准,如是灵敏度的问题,需要更换新的传感器。(4)采样的吸收瓶要密封严实,不得跑气漏气,多孔筛板要鼓泡均匀。采样管的进气口应与管道中心靠近,连接导管不能过长,以免影响吸收瓶的效果。采样前,应彻底置换吸收瓶前管路内空气,置换时可使排放的废气通过旁路5min排出空气。采样时保持恒定流量,流量的上下波动应≤10%。采样后,为防止负压导致吸收液倒流,需先切断管瓶之间连接的气路,再立刻封闭吸收瓶和吸附管的两端部位,最后尽快安排专人送实验室以便分析取证。采集的样品在运输和保管时要注意避光,保持恒温。(5)测定湿法脱硫装置的脱硫效率时,应确保在正常条件下开展,并同时测定洗涤液酸碱值,且在得到测量结果时应注明对应的pH值。

(四)数据分析

按照国家规范要求及监测技术规定,对监测的各项数据进行采集、整理,由专人计算、核验,对异常的数据应予以剔除,合理取舍,计量单位统一为国家法定单位。固定污染源废气监测中余气、掺风系数以及基准风量折算标准不一,为了防止仪器设备运行差异以及人工误操作引起的误差,需要严格按照规范标准进行折算,确保准确真实地体现废气的排放情况,进而与排放规定的标准进行对比找差。监测数据要全面、准确,要能完整地反映出废气排放过程、实际状况,涉及的数据及形成的报告需严格落实“三审”机制。条件具备的监测机构在开展废气监测时,可以建立专用平台系统,利用5G、大数据等技术实现对废气源的全面监测,实现数据自动收集、自动分析、自动对比、自动汇总,并通过数据库系统实现预警、生成相关报告等,这样能有效提高监测人员自身安全,同时能降低因误操作导致的结果偏差。

三、结语

固定污染源废气监测所得数据、结果是后续环保整治措施制定与施行的根本依据,关系区域大气环境整治成效,故不可小觑。对此,环保监测部门应依现场实际,切实抓好监测前、中、后的相应管控,从而确保废气监测所得数据的真实、精准、有效,为区域大气环境的有效改善夯实基础。

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