固定源废气监测仪器使用中常见问题及排除

吕勇，毕勇

(葫芦岛市环境监测中心站，辽宁 葫芦岛 125000)



固定源废气监测仪器使用中常见问题及排除

吕勇，毕勇

(葫芦岛市环境监测中心站，辽宁 葫芦岛 125000)

针对固定源废气监测过程中出现的关于监测仪器使用方面(包括传感器、内置泵及日常的校准)，监测参数(包括动压、过量空气系数)，采样位置不符合要求、烟道面积过大，运行负荷如何确定等常见问题进行了分析、探讨与总结，并提出了相应的改进方法和建议。

固定源；废气监测；传感器；监测参数

固定源废气监测是环境监测的重要组成部分。在现场监测过程中，发现很多实际问题，对其进行分析和解决显得十分必要与迫切。

1 仪器

1.1 传感器

目前污染源SO2监测大部分采用电化学仪器法。而在监测过程中经常会出现其值过高、过低、显示值为零(测不出数据)等情况。

1.1.1 中毒、老化

仪器自身电解质的蒸发、消耗以及不正确使用，导致传感器寿命缩短。仪器长时间暴露在浓度过高的烟气中，不及时清洗就关机，不及时更换过滤装置，导致粉尘污染等不当操作，都是传感器寿命缩短的重要原因。加强仪器的维护，规范仪器的操作是获得准确数据的关键。

1.1.2 超量程范围使用

SO2传感器有高、低浓度之分，应根据脱硫效率正确地选择相应的仪器。电化学传感器有一个固定的暴露能力范围，在此范围内，监测数据可靠；气体浓度低于常规范围，会削弱反映信号；如有环境噪声干扰，仪器准确性和分辨率有所降低。为获得准确的数据，应选择合适量程的传感器。

1.1.3 待测气体交叉影响

电化学传感器通过氧化还原反应产生电流的原理检测气体，但是待测气体的交叉影响使检测结果不能反映检测气体的实际含量。某公司提供的2种不同表示浓度的干扰气体测试结果见表1。

由表1可见，烟气中CO、NO2对测定均有影响：CO对测定有正干扰，当烟气中ρ(CO)较高时，ρ(SO2)偏高；NO2对测定有负干扰，当烟气中ρ(NO2)较高时，ρ(SO2)低于实际值。当干扰气体浓度较高时，就要增加烟气预处理装置或计算临界浓度进行修正，从而保证监测结果的准确性[1]。

表1 SO2电化学传感器(带H2S过滤)干扰参考数据

1.1.4 含湿量

电化学传感器在含湿量较高时惰性较强，如果烟道气中的水汽含量过高，去湿不完全，将直接影响测量结果。而SO2易溶于水，烟道气中的水汽吸收气体成分，也会使检测结果不准确。在实际监测中，要确保采样管内没有冷凝水，采样管应有加热冷凝功能。正确使用随机配备的专用SO2加热冷凝除湿烟枪。若不具备加热冷凝功能，则需将采样探针充分放入烟道，利用烟道的温度加热，并尽量缩短采样管与烟枪的距离，防止烟气中水汽冷凝。切忌用皮托管在含湿量大的环境中直接抽气测试，这样不仅测试数据不准确，也缩短了仪器的寿命。

1.2 仪器内置泵功率

烟气分析仪是通过抽取烟道中气体到气体传感器实现对被测气体的检测。在烟道负压段监测时，如果仪器的泵抽力小(即泵的流量小)，当负压超过仪器中泵的吸力时，会导致实际测量数值偏低。因此在大负压环境下，要保证仪器的内置泵功率正常，流量要达到0．7 L/min以上，才有可能保证仪器测量的准确性。如果仪器正常，负压大到超过2.3 kPa时，则须考虑更换监测点或前置抽气泵来消除负压的影响[2]。

1.3 烟气分析仪校准

为了获得准确的数据，烟气分析仪除了要定期接受计量部门的检定外，也要做好日常的校验工作。如零点的标定、跨度的标定、仪器间的平行性检验、传感器的好坏检验等。标定过程中，要保证在常压下进行，即用缓冲瓶或气袋来标定，避免用钢瓶气直接正压通入仪器。

2 监测参数

2.1 动压

烟道气中的动压是固定源废气监测过程中的一个重要参数，但在监测过程中经常会遇到测试动压为零、负值或不准的情况，主要有以下几类原因。

2.1.1 测试前校零

压力传感器有时飘和温飘，开机使用需先校零。校零时，皮托管接嘴“+”“-”2端必须悬空。

2.1.2 皮托管堵塞

在现场测试过程中，由于烟道内粉尘的性质不同(有的粉尘密度、黏度大、易吸附、累积)、气流湿度大、操作不当及皮托管碰壁，从而造成皮托管的堵塞。因此，经常检查皮托管的通畅性，也是获得准确数据的必备工作。

2.1.3 皮托管接反

烟尘(气)测试仪上会有测试烟气动压、静压的“+”“-”两个接口，测试时要保证烟气正对着皮托管的一侧接在“+”上，背对气流的一侧接在“-”上，如果接反动压测试结果就为零。

2.1.4 涡流

实际监测过程中，受场地限制和烟道不规则的影响，使得采样孔的选择不能完全满足“采样位置应优先选择在垂直管段，避开烟道弯头和断面急剧变化的部位；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，和距上述部件上游方向不小于 3 倍直径处(对矩形烟道，其当量直径d=2A×B/(A+B)，式中A、B为边长)”[2]要求。因此，在特殊烟道监测点处，就可能出现涡流。由于烟道内烟气的不规则运动，会导致动压的测量为零或时有时无。

2.2 过量空气系数

实际供给的空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数(α)。在燃烧过程中，烟气中α越大，说明实际供给的空气量超出理论空气量的值越大，炉膛里的氧气也就越充足。但是由于大量冷空气进入炉膛，会降低炉膛温度，不利于燃烧。文献[3]规定燃煤层燃炉α为1.8，窑炉α为1.5，燃油燃汽锅炉α为1.2。

当α<2时，说明锅炉运行接近正常；α>2时，说明测点处O2含量过高。实际监测过程中，α值经常会偏高，主要有以下几方面原因：运行负荷低，燃料燃烧不充分，大量O2未被利用；管道或除尘器漏风；鼓风量大；测孔密封不严等。因此，在实际监测过程中遇到其值过高，要仔细分析，查找原因并及时加以排除。

3 采样位置和烟道

3.1 采样位置

固定污染源采样位置选择应按照文献[3-4]执行。但在实际监测过程中，受场地限制、安全考虑及不规则烟道等因素的限制，使得采样孔的选择不能完全满足标准要求。针对上述情况，除了尽可能按照要求布置外，须满足以下原则：打孔位置距弯头、阀门和其他变径管段尽可能远些(其距离至少是烟道直径的1.5倍处)，并适当增加测点的数目；尽量选择垂直烟道；采样断面的气流速度最好在5 m/s以上；避开涡流处；测试时，尽可能将工作状况调整到最佳状态，满足测试要求和条件。

3.2 烟道截面积

对于一些截面积太大的烟道，正常的烟枪无法达到要求，需要加长烟枪并在使用对接式加长烟枪时，首先检查其气密性。

4 运行负荷

锅(窑)炉污染物排放浓度和排放量，与运行负荷密切相关。当负荷为60%时，烟尘排放浓度仅为额定负荷的30%；为80%时，烟尘排放浓度上升到额定负荷的65%。在对锅(窑)炉测试时，必须控制和掌握运行负荷，保证所测数据更有代表性[5-8]。

实际监测过程中，由于锅(窑)炉种类繁多，运行负荷的确定也比较复杂，且大部分环境监测人员对锅(窑)炉的知识了解有限。多数情况下，只能由厂家来提供运行负荷，这无形中就增加了监测数据的不确定性。

为获得准确、有代表性的监测数据，监测人员除了要加强理论知识学习外，还要参加锅(窑)炉基本知识的培训。建议在现有锅(窑)炉监测标准的基础上，细化锅(窑)炉运行负荷的测定方法。

[1] 谢馨，柏松.定电位电解法测定烟气中SO2的干扰问题及解决方法[J].环境监控与预警,2010，2(5)：25-26.

[2] 毕勇.3012H型自动烟尘(气)测试仪使用中的常见问题与分析[J].现代仪器，2011(1):75-76.

[3] 环境保护部.HJ/T 397-2007 固定源废气监测技术规范[S].北京：中国环境科学出版社，2007.

[4] 环境保护局.GB 5468-91 锅炉烟尘测试方法[S].北京：中国标准出版社，1991.

[5] 何兆德，张长春.锅(窑)炉运行管理及测试技术实用手册[M].北京：中国环境科学出版社，1993.

[6] 杨春伟，余永琼.燃煤锅炉烟尘烟气监测中的技术问题及探讨[J].云南环境科学，2005，24(增刊)：206-208.

[7] 尹卫萍，陈非，李哲英，等.VPT511BF-SY多孔流速仪在烟气流量在线监测中的应用[J].环境监控与预警,2013,5(2):28-37.

[8] 毕勇.锅(窑)炉监测过程中有关问题探讨[J].中国环境监测,2012,28(1)：65-67.

Common Problems and Troubleshooting of the Emission Monitoring Equipment of Stationary Sources

LV Yong，BI Yong

(HuludaoEnvironmentalMonitoringCenterStation，Huludao，Liaoning125000，China)

This paper aimed at analyzing,discussing,and summarizing the problems during the operation of emission monitoring equipment of stationary sources,as well as proposing improved methods and suggestions to solve these problems.Specifically,these problems included failure of the monitoring equipment due to the transducer,the built-in pump,and daily calibration,determination of monitoring parameters containing dynamic pressure and excess air ratio,nonstandard sampling locations,excess large flue area and the uncertain operating load.

Stationary sources; Emission monitoring; Transducer; Monitoring parameters

2014-10-27；

2015-03-05

吕勇(1971—)，男，工程师，本科，主要从事环境监测工作。

X830.7

B

1674-6732(2015)03-0028-03