锅炉废气监测方案 - 图文

姓名：

浙江工业大学-毓秀食堂 锅炉废气监测方案

单位：浙工大生物与环境学院专业：环境工程

项方会 郭李悬 王云鹏 王嘉兴指导老师：李非里

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一、监测目的----------------------------------------------3 二、基础资料调查 ----------------------------------------3 三、监测采样点的设计------ -------------------------------5 四、采样时间和采样频率的确定------------------------------7 五、选定监测项目及分析监测技术----------------------------7 六、采样 -------------------------------------------------9 七、实验方法----------------------------------------------11 7.1 烟气参数的测定 ................................... 13 7.2 二氧化硫的测定 ................................... 11 7.3 氮氧化物的测定 ................................... 13 7.4 黑度测定 ......................... 错误！未定义书签。 7.5 烟尘颗粒物的测定 ................. 错误！未定义书签。 7.6 汞及其化合物测定 ................. 错误！未定义书签。 八、数据记录----------------------------------------------16 九、标准比较及建议 ---------------------------------------18 十、附录--------------------------------------------------18

目录

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一、监测目的

? 熟悉监测废气方案的制定及实施，掌握监测项目的测定方法 ? 了解毓秀食堂排气的现状，提高环保的意识 ? 复习相关的知识，以便对专业有更深的认识 ? 培养发现问题，解决问题的能力，提高团队合作能力

二、基础资料调查

1校园气象、地形资料

2土地利用及功能区划情况 3人口分布及人群健康情况

毓秀食堂：

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设备运行状况

类型 位置 燃料 排放主要污染物 锅炉高度

FBA-050蒸汽锅炉 毓秀锅炉房 天然气 二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳、PM10、VOC 约2.2m 数量 每天开启时间 2 20h

该食堂拥有2台燃气锅炉，但只有一个排气口

（注：多台执行不同的最高允许排放浓度的锅炉，烟气经同一条烟囱排放的，每台锅炉应单独设置排放监测断面。确实不能单独设置的，烟气混合排放口浓度及混合过量空气系数应执行按锅炉出力折算后的限值。）

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三、采样点的设计

采样地点： 锅炉房：

锅炉房与废气烟囱口

锅炉产生的废气绝大部分通过烟囱排出，少量废气会从锅炉以及管道向锅炉房溢出，停留在房内，并通过门窗与外界交流后排出。由于锅炉房内空间狭小、空气流动缓慢，故选择靠近门口处及锅炉房中心位置处选取两个采样点。采样高度与两锅炉废气管道结合处下方。

烟囱：

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（烟囱高度待实地测量）

锅炉废气排放烟囱外观为矩形，规格约为1.2m*0.8m，面积约0.96m2，两侧有规格0.4m*0.2m的排气口各一个。故在排气口下方约0.5m气流平稳处设置采样断面，并将断面按等面积划分为9个矩形，每个矩形中央设置一个采样点。

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四、采样时间和采样频率的确定

由于除0-3点 锅炉都处运行状态

选取 早上8点 中午12点 晚上6点 进行采样 每个测点连续采样时间不得小于3分钟，取其平均值

持续1星期 （正常工作日）

五、选定监测项目及分析测定技术

固定污染源的污染物监测主要包括各种炉、窑在运行燃烧过程中产生的烟尘、工艺粉尘以及废气污染物的监测。除特定工艺排放外，其主要监测内容为烟（粉）尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳、氟化物以及烟气林格曼黑度等。根据国家现行标准要求，锅炉设

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备主要监测项目为烟尘、二氧化硫、氮氧化物及烟气林格曼黑度等；相关测试项目包括锅（窑）炉运行负荷（出力）测定、烟气温度、流速、氧含量、湿度等。

本次我们监测国家标准要求的烟尘（颗粒物）、二氧化硫、氮氧化物及烟气林格曼黑度、汞及其化合物，和部分相关测试项目。

大气污染物基准含氧量排放浓度折算方法

实测的锅炉颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物的排放浓度，应执行GB5468或GB/T16157规定，按下公式折算为基准氧含量排放浓度。各类燃烧设备的基准氧含量按下表规定执行。

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式中：

ρ――大气污染物基准氧含量排放浓度，mg/m3； ρˊ――实测的大气污染物排放浓度，mg/m3； ψˊ(O2)——实测的氧含量； ψ(O2)——基准氧含量

六、采样

采样系统与装置

采样系统由采样管、颗粒物捕集器、干燥器、净化器、流量计、控制装置、抽气泵等组成。

采样步骤（皮托管平行测速采样法）

1、确定采样点数、与采样口相对位置、设定采样时间，在采样枪管上作出标记。 2、记录并在仪器上输入滤筒编号，系统校零同时选定所需采样嘴。

3、用含湿量枪测定管道内湿度，需12分钟，自动保存。 4、开始采样，第一采样点采样完成，系统提示，立即将采样枪管移到第二采样点，依次移动采样枪。

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5、采样完毕，自动关闭抽气泵。小心取出采样枪，用镊子取出滤筒，轻轻敲打采样弯管，并用细毛刷将弯管内的尘粒刷入滤筒内，包好滤筒，放入专用盒中保存，滤筒之间避免接触。后在实验室内处理。 采样准备 一、滤筒的准备

滤筒准备时需要进行认真的筛选，滤筒应采用玻璃纤维滤筒，太薄，太厚及厚薄不均匀的要剔除。监测过程中，还需有空白滤筒的全程伴随。滤筒预处理，采样后处理。还可采用失重预处理。

二、仪器性能的检查

采样前，应检查仪器的各项功能是否正常，干燥器中的硅胶是否失效，如果烟气的含湿量较大或采样时间较长，应另外准备备用的硅胶干燥剂。气密性在采样过程中直接影响气流的动压/静压，从而对采样流速、采样体积有很大的影响，连接好仪器，选用等速流量采样，用手指压住进气端口，如泵的声音突然加大，松手后恢复正常，则气密性正常。 三、为了从烟道得到有代表性的烟尘样品，须等速采样，即气体进入采样嘴的速度和采样点位的烟气流速相等。

采样过程中注意的问题

1、在锅炉烟尘监测采样前，首先应当保证锅炉设备的正常运转和工况负荷的稳定性，锅炉的最低负荷率为70%

2、将采样管插入烟道中，对距离采样孔最远的采样点逐个向内进行监测，采样结束的同时，从烟道中迅速取出采样管。

3、烟温的漂移

在开始对烟尘采样时，如果发现烟气温度有很明显的向上漂移增高现象，此时，锅炉系统正处于升温阶段，工况尚不稳定；如果在测试过程中，出现烟温向下滑落降低现象，可能是炉排停止推进输煤造成。出现上述两种情况，应当停止采样，待锅炉运行正常稳定后再进行。

采样的质量保证

1、采样前对采样仪器进行全面检查，并进行系统检漏实验。监测仪器必须定期检定/

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校准、每年还须进行期间核查和仪器间比对，监测仪器在进行废气监测后，必须充分清洗传感器。

2、监测采样应当在锅炉运行稳定状态下进行，并有专人负责对工况的监督。 3、打开烟道的采样孔，清除孔中的积灰。

4、采样嘴不得与烟道壁捧碰撞，以免造成烟道壁上附着的烟尘吸入滤筒中和采样嘴变形。 5、滤筒要用镊子小心取放并轻轻敲打前弯管，用细毛刷将附着在前弯管内的尘粒刷到滤筒中，将滤筒用纸包好，妥善保存。

6、采样后再测量一次采样点的流速，与采样前的流速相比，相差如大于20%，则样品作废，重新采样。

7、每个断面采样次数不得小于3次，每个测点连续采样时间不得小于3分钟，取其平均值；当烟气流速低或含尘浓度低时，可以使用较长的时间采样；反之则可以采用较短时间采样。

七、实验方法 7.1 烟气参数的测定

一、温度

常用仪器有玻璃管水银温度计、热电偶温度计、热电阻温度计及红外测温仪等。 二、含湿量

测定方法用重量法

重量法测定含湿量的计算公式：

三、压力

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测压力使用皮托管和压力计。

四、流速

气体流速与气体动压的平方根成正比。

Vs?0.076Kp273?ts?

?i?1nPdin7.2 二氧化硫的测定

甲醛溶液吸收－盐酸副玫瑰苯胺比色法 (一)原理

二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，用分光光度计在577nm处进行测定。

(二)采样

30～60min采样 用一个内装8ml吸收液的普通型多孔玻板吸收管，以0.5L/min流量，采气15～30L。 采样期间应避免日光照射样品。吸收液温度保持在30℃以下。记录采样时的温度和大气压力。 （三）干扰与消除：

主要干扰物为氮氧化物、臭氧及某些重金属元素。样品放置一段时间可使臭氧自动分解；加入氨磺酸钠溶液可消除氮氧化物的干扰；加入CDTA可以消除或减少某些金属离子的干扰。在10mL样品中存在50μg钙、镁、铁、镍、镉、铜等离子及5μg二价锰离子时，不干扰测定。

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（四）样品测定 短时间采样：将吸收管中样品溶液全部移入10mL比色管中，用吸收液(3.4)稀释至标线，加0.5mL氨磺酸钠溶液(3.5)、混匀，放置10min以除去氮氧化物的干扰。

用分光光度计测定由亚硫酸钠标准溶液配制的标准色列、试剂空白溶液和样品溶液的吸光度，以标准色列二氧化硫的质量浓度为横坐标，相应相应吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

（五）数据处理

计算空气中二氧化硫的浓度按式(4)计算：

式中：A——样品溶液的吸光度； A0——试剂空白溶液的吸光度；

Bs——校正因子，μg·SO2／12mL／A； Vt——样品溶液总体积，mL；

Va——测定时所取样品溶液体积，mL；

Vs——换算成标准状况下(0℃，101.325kPa)的采样体积，L。 二氧化硫浓度计算结果应准确到小数点后第三位。

7.3 氮氧化物的测定

盐酸萘乙二胺分光光度法

一、原理

大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。在测定氮氧化物浓度时，应先用三氧化铬将一氧化氮氧化成二氧化氮。

二氧化氮被吸收液吸收后，生成亚硝酸和硝酸，其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，据其颜色深浅，用分光光度法定量。因为NO2（气）转变为NO2—（液）的转换系数为0.76，故在计算结果时应除以0.76。 二、仪器

1．多孔玻板吸收管。

2．双球玻璃管（内装三氧化铬-砂子）。 3．空气采样器：流量范围0-1L/min。 4．分光光度计。 三、测定步骤

1．标准曲线的绘制：取7支10mL具塞比色管，按数据配制标准色列。溶液摇匀，避开阳光直射放置15min，在540nm波长处，用1㎝比色皿，以水为参比，测定吸光度。以吸光度为纵坐标，相应的标准溶液中NO2—含量（ug）为横坐标，绘制标准曲线。

2．采样：将一支内装5.00mL吸收液的多孔玻板吸收管进气口接三氧化铬-砂子氧化管，并使管口略微向下倾斜，以免当湿空气将三氧化铬弄湿时污染后面的吸收液。将吸收管的出气口与空气采样器相连接。以0.2—0.3L/min的流量避光采样至吸收液呈微红色为止，记下采样时间，密封好采样管，带回实验室，当日测定。若吸收液不变色，应延长采样时间，采样量应不少于6L。在采样的同时，应测定采样现场的温度和大气压力，并做好记录。

3．样品的测定：采样后，放置15min，将样品溶液移入1㎝比色皿中，按绘制标准曲线的方法和条件测定试剂空白溶液和样品溶液的吸光度。若样品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可用吸收液稀释后再测定吸光度。计算结果应乘以稀释倍数。

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五、计算

氮氧化物（NO2，mg/m3）= ((A-A0)/b)/0.76Vn

式中： A—样品溶液的吸光度； A0—试剂空白溶液的吸光度；

1/b—标准曲线斜率的倒数，即单位吸光度对应的NO2毫克数； Vn—标准状态下的采样体积（L）；

0.76—NO2(气)转换为NO2—（液）的系数。

7.4烟气黑度的测定——林格曼烟气黑度图法

定义： 林格曼黑度级数 Ringelmann number 评价烟羽黑度的一种数值，用肉眼观测的烟羽黑度与林格曼烟气黑度图对比得到。 2.3 林格曼烟气黑度图 Ringelmann smoke chart

标准的林格曼烟气黑度图由14cm×21cm的不同黑度的图片组成，除全白与全黑分别代表林格曼黑度0级和5级外，其余4个级别是根据黑色条格占整块面积的百分数来确定的，黑色条格的面积占20%为1级，占40%为2级，占60%为3级，占80%为4级。

原理：把林格曼烟气黑度图放在适当的位置上，将烟气的黑度与图上的黑度相比较，由具有资质的观察者用目视观察来测定固定污染源排放烟气的黑度。 仪器和设备 ：

林格曼烟气黑度图（附录A）。 计时器（秒表或手表），精度1秒。 烟气黑度图支架。 风向、风速测定仪。 5.2 观测方法

5.2.1 观察烟气的部位应选择在烟气黑度最大的地方，该部位应没有冷凝水蒸汽存在。观察时，将烟囱排出烟气的黑度与林格曼烟气黑度图进行比较，记下烟气的林格曼级数。如烟气黑度处于两个林格曼级之间，可估计一个0.5或0.25林格曼级数。每分钟观测4次，观察者不宜一直盯着烟气观测，而应看几秒钟然后停几秒钟，每次观测（包括观看和间歇时间）约15秒，连续观测烟气黑度的时间不少于30分钟。

5.2.2 观察混有冷凝水汽的烟气，当烟囱出口处的烟气中有可见的冷凝水汽存在时，应选择在离开烟囱口一段距离，看不到水汽的部位观察。

5.2.3 观察含有水蒸气的烟气，当烟气中的水蒸气在离开烟囱出口的一段距离后，冷凝并且变为可见，这时应选择在烟囱口附近水蒸气尚未形成可见的冷凝水汽的部位观察。

5.2.4 观察烟气宜在比较均匀的天空照明下进行。如在阴天的情况下观察，由于天空背景较暗，在读数时应根据经验取稍偏低的级数（减去0.25级或0.5级）。 5.3 记录 5.3.1 现场情况记录

观察者应按现场观测数据记录表格（附录B）的要求，填写观测日期、被测单位、设备名称、净化设施等内容，并将烟囱距观测点的距离、烟囱位于观测点的方向、风向和风速、天气状况以及烟羽背景的情况逐一填入表内。 5.3.2 现场观测记录 烟气黑度的观测值，按6.2.1的规定，每次观测15秒记录一个读数，填入观测记录表格（附录B）。每个读数都应反映15秒内黑度的平均值。连续观测烟气黑度的时间30分钟，在此期间进行120次观测，记录120个读数。对于烟气排放十分稳定的污染源，可酌情减少观测频次，每分钟观测2次，每30秒记录一个读数，连续观测30分钟，在此期间进行60次观测，记录60个读数。 6 计算

6.1 按林格曼黑度级别将观测值分级，分别统计每一黑度级别出现的累计次数和时间。 6.2 除了在观测过程中出现5级林格曼黑度时，烟气黑度按5级计，不必继续观测外，其它

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情况都必须连续观测30分钟。分别统计每一黑度级别出现的累计时间，烟气黑度按30分钟内出现累计时间超过32分钟的最大林格曼黑度级计。 6.3 按以下顺序和原则确定烟气黑度级别：

6.3.1 林格曼黑度5级：30分钟内出现5级林格曼黑度时，烟气的林格曼黑度按5级计。 6.3.2 林格曼黑度4级：30分钟内出现4级及以上林格曼黑度的累计时间超过2分钟时，烟气的林格曼黑度按4级计。

6.3.3 林格曼黑度3级：30分钟内出现3级及以上林格曼黑度的累计时间超过2分钟时，烟气的林格曼黑度按3级计。

6.3.4 林格曼黑度2级：30分钟内出现2级及以上林格曼黑度的累计时间超过2分钟时，烟气的林格曼黑度按2级计。

6.3.5 林格曼黑度1级：30分钟内出现1级及以上林格曼黑度的累计时间超过2分钟时，烟气的林格曼黑度按1级计。

6.3.6 林格曼黑度<1级：30分钟内出现小于1级林格曼黑度的累计时间超过28分钟时，烟气的林格曼黑度按<1级计。

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B锅炉大气污染物排放标准GB 13271-2001

表1 锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值

烟尘排放浓度（mg/m3) 锅炉类别 适用区域 Ⅰ时段 燃 自然通风锅炉 一类区 100 150 100 250 350 80 100 100 200 50 Ⅱ时段 80 1 120 80 200 250 80 1 100 80* 1 150 50 1 1 烟气黑度 （林格曼黑度，级） 二、三类区 煤 （<0.7MW(1t/h)） 锅 其它锅炉 炉 燃 轻柴油、煤油 油 锅 其它燃料油 炉 燃气锅炉 一类区 二类区 三类区 一类区 二、三类区 一类区 二、三类区 全部区域 注：*禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉。 4.4 锅炉二氧化硫和氮氧化物最高

允 排放浓度，按表2的时段规定执行。

表2 锅炉二氧化硫和氮氧化物最高允许排放浓度

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SO2排放浓度

锅炉类别

适用区域

Ⅰ时段

全部区域 全部区域

Ⅱ时段 （mg/m3）

NOx排放浓度（mg/m3） Ⅰ时段 Ⅱ时段

燃煤锅炉 1200 900 / /

燃 轻柴油、煤

油

油

锅 其它燃料

油

炉

700 500 / 400

全部区域

1200 900* / 400*

燃气锅炉

全部区域

100 100 / 400

注：* 一类区内禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉。 4.5 燃煤锅炉烟尘初始

排放浓度和烟气黑度限值，根据锅炉销售出厂时间，按表3的时段规定执行。

表3 燃煤锅炉烟尘初始排放浓度和烟气黑度限值

烟尘初始排放浓度（mg/m3) Ⅱ时段 烟气黑度（林格曼黑度，级） 燃煤收锅炉类别 到基灰分（％） Ⅰ时段 层 自然通风锅炉（<0.7MW(1t/h)） 燃 其它锅炉锅 （≤2.8MW(4t/h)） Aar≤25% Aar>25% 1800 2000 ／ 150 120 1 1600 1 1800 22

炉 其它锅炉（≤2.8MW(4t/h)） 沸腾锅炉 抛煤机锅炉 其它沸腾锅炉 循环流化床锅炉 Aar≤25% Aar>25% ／ 2000 2200 15000 1800 1 2000 15000 1 ／ 20000 18000 ／ 5000 5000 1

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