CN104330323A - 一种降低火电厂烟气的烟尘浓度测量误差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低火电厂烟气的烟尘浓度测量误差的方法，包括如下步骤：新采样头或用超声波清洗后达到要求的采样头，安装滤膜后干燥、称量，现场采样，采样后干燥、称量，计算烟尘浓度。滤筒在采样、运输、保存过程中产生的损失误差；避免了采过样的采样头因受烟尘污染带来的质量变化产生的误差；避免了因标准未明确规定而产生的采样体积过小而产生的误差；本发明适用于低浓度的烟尘浓度测量，可有效降低测量误差，同时可根据所测烟尘浓度的精度要求调整称量质量差和采样体积，提高了本方法的适用性。

Description

一种降低火电厂烟气的烟尘浓度测量误差的方法

技术领域

本发明属于烟尘检测领域，特别涉及一种降低火电厂烟气的烟尘浓度测量误差的方法。

背景技术

目前针对火电厂烟气的烟尘浓度的测量，除了采用在线监测系统进行测量外，现场监测一般采用国家标准方法GB/T 13931-2002《电除尘器性能测试方法》和GB/T 16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》，但标准中仅对烟尘浓度测量的原理、原则和部分步骤进行了规定，未明确各个数值误差的控制要求。

传统的滤筒测试方法有以下弊端：

(1)受实验室环境影响大：滤筒吸水性强，称量过程受环境湿度影响大，产生称量误差；

(2)取样时滤筒易损失：滤筒在采样枪上安装与取下时，易与采样枪粘连，造成滤筒损失，产生误差；

(3)运输及保存损失：滤筒在运输及保存过程中易损失，产生误差；

同时，国家环保标准日益严格，目前火电厂烟尘排放浓度一般地区执行30mg/m³(毫克/立方米)的排放标准，部分地区执行20mg/m³，某些试点超低排放的火电厂甚至执行5mg/m³的标准，对测量精度要求非常高。传统的滤筒测试方法误差较大，并且现有测试标准为十几年前制定，部分方法无法满足现在的测量精度要求。

因此有必要结合现在的新测量仪器，提出一种可以大大降低测试误差的烟尘浓度测量方法，以满足日益严格的环保标准对检测精度的要求。

发明内容

为了有效解决上述问题，本发明提出一种基于一体滤膜式烟尘采样头的烟尘浓度测量方法，降低烟尘浓度的测量误差。基于一体滤膜式烟尘采样头的烟尘浓度测量方法，即采用的滤膜与采样头在采样前后安装为一体、共同称量的一种方法。

本发明采取的技术方案如下：

一种降低火电厂烟气的烟尘浓度测量误差的方法，包括步骤如下：

(1)取新采样头，安装滤膜；在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；然后再次在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；直至两次称量质量差Δm不大于0.1mg，记最后一次称量记录为采样前质量Q1；

(2)现场采样，预估浓度C1为火电厂在线仪表显示的烟尘浓度，每个采样头采样体积V大于采用动压平衡法等速采样；

(3)将采样后的采样头在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；然后再次在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；直至两次称量质量差Δm’不大于0.1mg，记最后一次称量记录为采样后质量Q2；

(4)采样头对应的烟尘浓度测量结果为

优选的是，步骤(1)中，所述的两次称量质量差Δm不大于0.02mg。

优选的是，步骤(2)中，所述的预估浓度C1为前一次相同位置的检测结果。此处C1的取值范围为小于100mg/m³，具体可以按如下浓度值进行分段：小于10mg/m³，10-30mg/m³，30-50mg/m³，50-100mg/m³，根据不同的预估浓度设置不同的采样体积。预估浓度可通过以下方法获得：用传统方法进行预测量，利用火电厂在线仪表的显示结果，近期相同位置的检测结果等。

优选的是，步骤(3)中，所述的两次称量质量差Δm’不大于0.02mg。

本发明还提供了一种降低火电厂烟气的烟尘浓度测量误差的方法，包括步骤如下：

(1)取旧采样头，超声清洗0.5-1小时，在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量；然后再次超声清洗0.5-1小时，在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量；直至两次称量质量差Δm₁不大于0.1mg，在超声后的采样头上安装滤膜；安装滤膜后的采样头在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；然后再次100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；直至两次称量质量差Δm₂不大于0.1mg，，记最后一次称量记录为采样前质量Q1；

(2)现场采样时，以火电厂在线仪表的显示的烟尘浓度作为预估浓度C1，每个采样头采样体积V应大于采样方法依据国家标准方法进行；

(3)将采样后未拆卸滤膜的采样头在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；然后再次100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；直至两次称量质量差Δm₃不大于0.1mg，记最后一次称量记录为采样后质量Q2；

(4)采样头对应的烟尘浓度测量结果为

优选的是，步骤(1)中，所述的两次称量质量差Δm₁不大于0.02mg。

优选的是，步骤(1)中，所述的两次称量质量差Δm₂不大于0.02mg。

优选的是，步骤(2)中，所述的预估浓度C1为前一次相同位置的检测结果。

优选的是，步骤(3)中，所述的两次称量质量差Δm₃不大于0.02mg。

一种用于上述任一方法的滤膜式烟尘采样头，所述采样头设置有滤膜托垫。可防止滤膜在高湿环境或高压条件下出现破损，所述采样头更适合烟气湿度较大的情况下使用。

上述的方法，可通过多次测量进一步减少系统误差，排除出现的异常值，并根据本方法的步骤分析异常值出现的原因，同时可根据检测结果进一步优化质量差、采样体积等参数的取值。

如图1所示，所述的方法包括如下步骤：新采样头或用超声波清洗后达到要求的采样头，安装滤膜后干燥、称量，现场采样，采样后干燥、称量，计算烟尘浓度。

该方法原理为：

该方法的关键点在于采用一体滤膜式烟尘采样头、采样头的超声波清洗、采样头的质量称量控制、现场采样的采样体积控制。现场采样方法依据GB/T 13931-2002《电除尘器性能测试方法》中的“动压平衡法等速采样”或GB/T 16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》中的“动压平衡型等速采样管法”进行。

本发明的有益效果：

1.本发明的检测方法适合于检测低浓度(一般低于100mg/m³，尤其适合于低于90mg/m³)、含湿量高(烟气湿度大于10％)的烟气烟尘浓度，克服了利用传统方法(比如滤筒，或者用滤膜但取样称重利用传统方法)进行低浓度测量时，非常容易出现的采样后称重低于采样前称重的异常结果(此结果即烟尘浓度为负值，不合逻辑)，且浓度越低，出现的概率越大的问题。

2.本发明避免了“滤筒测量”带来的称量误差；避免了采样滤筒在采样、运输、保存过程中产生的损失误差；避免了采过样的采样头因受烟尘污染带来的质量变化产生的误差；避免了因标准未明确规定而产生的采样体积过小而产生的误差；本发明适用于低浓度的烟尘浓度测量，可有效降低测量误差，同时可根据所测烟尘浓度的精度要求调整称量质量差Δm和采样体积V，提高了本方法的适用性。

附图说明

图1为本发明的烟尘浓度测量工艺过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。

实施例1

(1)取某一用过的采样头(编号为001)，用超声波对采样头进行清洗40分钟，清洗完成后，在干燥箱105℃条件下干燥2.5小时，然后在十万分之一天平下称量，结果为3.01236g；然后再次用超声波对采样头进行清洗40分钟，清洗完成后，在干燥箱105℃条件下干燥2.5小时，然后在十万分之一天平下称量,结果为3.01234g，两次质量差值为0.00002g(即0.02mg)，小于0.1mg；

(2)在采样头上安装滤膜(编号为001)，在干燥箱105℃条件下干燥2.5小时，然后在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32154g；然后再次在干燥箱105℃条件下干燥2.5小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32153g；两次称量质量差Δm为0.01mg，小于0.1mg，记最后一次称量记录为3.32153g采样前质量Q1；

(3)现场采样时，火电厂在线仪表显示的烟尘浓度为5mg/m³，设预估浓度C1为5mg/m³，每个采样头采样体积V最小为即0.2m³，依据国家标准方法，编号为001采样头对应的采样体积V实际测量结果为0.25m³。

(4)采样后对编号为001的采样头称量，不拆卸滤膜，在干燥箱105℃条件下干燥2.5小时，然后在十万分之一天平下称量，记录称量质量为3.32355；然后再次在干燥箱105℃条件下干燥2.5小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32353g，两次称量质量差Δm为0.02mg，小于0.1mg，记最后一次称量记录3.32353g为采样后质量Q2。

(5)编号为001的采样头对应的烟尘浓度测量结果为

$C=1000\×\frac{Q2-Q1}{V}=1000\×\frac{3.32353-3.32153}{0.25}=8.0\mathrm{mg}/m^3.$

通过上述五个步骤，严格控制了低浓度烟尘浓度的测量误差，完成了某一个烟尘浓度的测量。

实施例2

(1)取某一用过的采样头(编号为002)，用超声波对采样头进行清洗30分钟，清洗完成后，在干燥箱100℃条件下干燥2小时，然后在十万分之一天平下称量，结果为3.01224g；然后再次用超声波对采样头进行清洗30分钟，清洗完成后，在干燥箱100℃条件下干燥2小时，然后在十万分之一天平下称量,结果为3.01222g，两次质量差值为0.00002g(即0.02mg)，小于0.1mg；

(2)在采样头上安装滤膜(编号为002)，在干燥箱100℃条件下干燥2小时，然后在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32142g；然后再次在干燥箱100℃条件下干燥2小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32141g；两次称量质量差Δm为0.01mg，小于0.1mg，记最后一次称量记录为3.32141g采样前质量Q1；

(3)现场采样时，火电厂在线仪表显示的烟尘浓度为5mg/m³，设预估浓度C1为5mg/m³，每个采样头采样体积V最小为即0.2m³，依据国家标准方法，编号为002采样头对应的采样体积V实际测量结果为0.25m³。

(4)采样后对编号为002的采样头称量，不拆卸滤膜，在干燥箱100℃条件下干燥2小时，然后在十万分之一天平下称量，记录称量质量为3.32343；然后再次在干燥箱100℃条件下干燥2小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32341g，两次称量质量差Δm为0.02mg，小于0.1mg，记最后一次称量记录3.32341g为采样后质量Q2。

(5)编号为001的采样头对应的烟尘浓度测量结果为

$C=1000\×\frac{Q2-Q1}{V}=1000\×\frac{3.32341-3.32141}{0.25}=8.0\mathrm{mg}/m^3.$

通过上述五个步骤，严格控制了低浓度烟尘浓度的测量误差，完成了某一个烟尘浓度的测量。

实施例3

(1)取某一用过的采样头(编号为003)，用超声波对采样头进行清洗60分钟，清洗完成后，在干燥箱105℃条件下干燥4小时，然后在十万分之一天平下称量，结果为3.01248g；然后再次用超声波对采样头进行清洗60分钟，清洗完成后，在干燥箱105℃条件下干燥4小时，然后在十万分之一天平下称量,结果为3.01246g，两次质量差值为0.00002g(即0.02mg)，小于0.1mg；

(2)在采样头上安装滤膜(编号为003)，在干燥箱105℃条件下干燥4小时，然后在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32166g；然后再次在干燥箱105℃条件下干燥4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32165g；两次称量质量差Δm为0.01mg，小于0.1mg，记最后一次称量记录为3.32165g采样前质量Q1；

(3)现场采样时，火电厂在线仪表显示的烟尘浓度为5mg/m³，设预估浓度C1为5mg/m³，每个采样头采样体积V最小为即0.2m³，依据国家标准方法，编号为003采样头对应的采样体积V实际测量结果为0.25m³。

(4)采样后对编号为001的采样头称量，不拆卸滤膜，在干燥箱105℃条件下干燥4小时，然后在十万分之一天平下称量，记录称量质量为3.32367；然后再次在干燥箱105℃条件下干燥4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量3.32365g，两次称量质量差Δm为0.02mg，小于0.1mg，记最后一次称量记录3.32365g为采样后质量Q2。

(5)编号为001的采样头对应的烟尘浓度测量结果为

$C=1000\×\frac{Q2-Q1}{V}=1000\×\frac{3.32365-3.32165}{0.25}=8.0\mathrm{mg}/m^3.$

通过上述五个步骤，严格控制了低浓度烟尘浓度的测量误差，完成了某一个烟尘浓度的测量。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种降低火电厂烟气的烟尘浓度测量误差的方法，其特征是，包括步骤如下：

(1)取新采样头，安装滤膜；在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；然后再次在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；直至两次称量质量差Δm不大于0.1mg，记最后一次称量记录为采样前质量Q1；

(2)现场采样，预估浓度C1为火电厂在线仪表显示的烟尘浓度，每个采样头采样体积V大于m³，采用动压平衡法等速采样；

(3)将采样后的采样头在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；然后再次在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；直至两次称量质量差Δm’不大于0.1mg，记最后一次称量记录为采样后质量Q2；

(4)采样头对应的烟尘浓度测量结果为

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的两次称量质量差Δm不大于0.02mg。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的预估浓度C1为前一次相同位置的检测结果。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的两次称量质量差Δm’不大于0.02mg。

5.一种降低火电厂烟气的烟尘浓度测量误差的方法，其特征是，包括步骤如下：

(1)取旧采样头，超声清洗0.5-1小时，在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量；然后再次超声清洗0.5-1小时，在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量；直至两次称量质量差Δm₁不大于0.1mg，在超声后的采样头上安装滤膜；安装滤膜后的采样头在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；然后再次100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；直至两次称量质量差Δm₂不大于0.1mg，记最后一次称量记录为采样前质量Q1；

(2)现场采样时，以火电厂在线仪表的显示的烟尘浓度作为预估浓度C1，每个采样头采样体积V应大于采用动压平衡法等速采样；

(3)将采样后未拆卸滤膜的采样头在100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；然后再次100℃-105℃条件下干燥2-4小时，在十万分之一天平下称量，记录称量质量；直至两次称量质量差Δm₃不大于0.1mg，记最后一次称量记录为采样后质量Q2；

(4)采样头对应的烟尘浓度测量结果为

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的两次称量质量差Δm₁不大于0.02mg。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的两次称量质量差Δm₂不大于0.02mg。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的预估浓度C1为前一次相同位置的检测结果。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的两次称量质量差Δm₃不大于0.02mg。

10.一种用于权利要求1-9任一所述方法的滤膜式烟尘采样头，其特征在于，所述采样头设置有滤膜托垫。