煙塵顆粒物連續檢測及校驗方法
來源： 閱讀：10689 更(geng)新時間：2008-05-14 09:21摘要：本文介(jie)紹了(le)幾種煙塵(chen)連續(xu)檢測(ce)技(ji)術，并簡要(yao)介(jie)紹了(le)煙塵(chen)分析儀的技(ji)術指標。
關鍵詞：煙塵顆粒(li)物、連續、測(ce)量(liang)、測(ce)試、儀器(qi)
一、引言及定義
煙塵顆粒物是指懸浮在大氣中的固體和液體氣溶膠。因為煙塵顆粒物是非氣體的，所以濃度不能
以(yi)體積單(dan)位表示，常(chang)用的單(dan)位為(wei)mg/m3
煙(yan)塵的習(xi)慣稱呼有：顆粒物(wu)、塵粒、粉塵、超微粉塵、飄塵等(deng)
煙塵測量儀用于對固定污染源排放煙塵作長期的連續的監測，反映煙塵在某一時間的排放情況。
目前得到廣泛應用連續監測系統以下幾種：不透明度（濁度）測塵儀、散射光測塵儀、射線吸收法
測(ce)塵儀、電荷法測(ce)塵儀。
二(er)、煙塵連(lian)續測試(shi)技術簡(jian)介
1、不透明度測塵儀
原理：光通過含有煙塵的煙氣時，光強因煙塵的吸收和散射作用而減弱，通過測定光束通過煙氣
前后(hou)的光(guang)強比(bi)值來定量煙塵濃度。
透明度的定義：當一束光通過含有顆粒物的煙氣時，參比光強和光束和光束
通過煙氣后的光強I 的比值
透明度符合朗伯-比耳定理。朗伯-比耳定理表明光通過含有顆粒物的煙氣的透過率與acL呈指數下
降，即：
式中：
---光通(tong)過(guo)(guo)煙氣的(de)透過(guo)(guo)率；
---入射光強；
I---出射光強；
a---分子吸收(shou)率(lv)（與顆粒物直徑、波長及吸光度有關）；
c---污染物濃度
L---光通(tong)過煙氣的距離
不(bu)透光度用于表示被粒子遮(zhe)擋后損失的(de)光：O=1-T
透光度和不透光度相對于粒子濃度均為非線性參數。為了得到相對于粒子濃度的線性參數，引用
了消光度的概念，透光度、不透光度和消光度之間的關系見下式：E=log(1/T)=-log(T)=kcl
對于穩定的介質和固定的波長，a為常數，對于固定的煙道，L為常數。因此，E與煙塵濃度成正比。
不透明度（濁度）測塵儀，分為單光程測塵儀和雙光程測塵儀兩種。單光程測塵儀的光源發射端與
接受端煙道或煙囪兩側，光源發射的光通過煙氣。由安裝在煙道或煙囪對面的接受裝置檢測光強，并
轉變為電信號輸出。雙光程測塵儀的光源發射端與接受端在煙道或煙囪同一側，由發射／接收裝置和
反射裝置兩部分組成，光源發射的光通過煙氣，由安裝在煙道對面的反射鏡反射再經過煙氣回到接收
裝置，檢(jian)測光強并(bing)轉變為電(dian)信(xin)號輸出。
2、散射光測塵儀
一光束設人煙道，光束與煙塵顆粒相互作用產生散射，散射光的強弱與總散射截面成正比，當煙塵
顆粒物濃度升高時煙塵顆粒物的總散射截面增大，散射光增強，通過測量散射光的強弱，即可得到煙
塵顆粒物的濃度(du)。
當粒子被照明時會出現不同的效應，這些效應互相重疊，在不同的角度他們的量是不同的。散射光
是與輻(fu)射角相關的觀察角的函數。
其關系式如下：
式中：
N：測量敏感區顆粒(li)物總數；
f（D）：顆(ke)粒物(wu)的粒徑；
Vv：測量敏感區的體積；
g：重力參數。
根據接(jie)(jie)(jie)收器(qi)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)所呈(cheng)(cheng)角度的大小可(ke)分為(wei)前散(san)(san)(san)射(she)、邊散(san)(san)(san)射(she)及后(hou)散(san)(san)(san)射(she)。前散(san)(san)(san)射(she)測塵(chen)儀(yi)，接(jie)(jie)(jie)收器(qi)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)呈(cheng)(cheng)士(shi)60o；邊散(san)(san)(san)射(she)測塵(chen)儀(yi)，接(jie)(jie)(jie)收器(qi)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)呈(cheng)(cheng)土(tu)(60o-120o）；后(hou)散(san)(san)(san)射(she)測塵(chen)儀(yi)，接(jie)(jie)(jie)收器(qi)與(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)呈(cheng)(cheng)土(tu)（1200一(yi)180o）。
測塵(chen)儀光學探頭(tou)分插人煙(yan)道內和位于(yu)煙(yan)道外兩種形式(shi)。
3,射線測塵儀
射(she)線是放射(she)線的(de)(de)一(yi)種，是一(yi)種電(dian)子流。所(suo)以，在通過(guo)物(wu)質時，和物(wu)質內的(de)(de)電(dian)子發生散(san)射(she)、沖突而被吸收。當射(she)線的(de)(de)能量恒定(ding)時，這一(yi)吸收量就與物(wu)質的(de)(de)質量成正比，不受顆粒物(wu)的(de)(de)粒徑、分布(bu)、顏色等(deng)的(de)(de)影響。
測塵儀將煙氣中顆(ke)粒物按等速采(cai)樣(yang)方法采(cai)集(ji)到濾紙上，利用射線吸收(shou)方式，根(gen)據濾紙在采(cai)樣(yang)前后吸收(shou)射線的差(cha)求出濾紙捕集(ji)顆(ke)粒物的質量(liang)，用質量(liang)濃度(du)（mg/m3)表示出顆(ke)粒物的濃度(du)。
4,電荷法測塵儀：
任何兩(liang)種(zhong)不同的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)質在(zai)動(dong)態狀況(kuang)(kuang)下會(hui)互相之間產生(sheng)靜電(dian)(dian)荷(he)。如果顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)(wu)(wu)互相碰(peng)撞；電(dian)(dian)子將(jiang)從一(yi)種(zhong)物(wu)(wu)(wu)質傳導至另(ling)一(yi)種(zhong)物(wu)(wu)(wu)質。這時(shi)，此(ci)靜電(dian)(dian)荷(he)會(hui)產生(sheng)微(wei)弱電(dian)(dian)流(liu)(liu)，這就(jiu)是(shi)(shi)我們熟悉的(de)(de)(de)(de)(de)”摩(mo)擦生(sheng)電(dian)(dian)”原理(li)。如果顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)(wu)(wu)只是(shi)(shi)流(liu)(liu)經過一(yi)種(zhong)材料（探(tan)(tan)(tan)頭），兩(liang)者之間會(hui)形成一(yi)種(zhong)感應(ying)電(dian)(dian)荷(he)：當流(liu)(liu)動(dong)中帶正電(dian)(dian)荷(he)的(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)(wu)(wu)接近探(tan)(tan)(tan)頭的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效距離(li)時(shi)，探(tan)(tan)(tan)針(zhen)內的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子將(jiang)被(bei)(bei)吸引到(dao)(dao)接近顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)外層(ceng)。當此(ci)顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)(wu)(wu)流(liu)(liu)過探(tan)(tan)(tan)頭安裝位置后(hou)，探(tan)(tan)(tan)針(zhen)內的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子將(jiang)被(bei)(bei)推移至遠離(li)顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)面。當顆(ke)(ke)粒(li)(li)(li)物(wu)(wu)(wu)離(li)開(kai)有(you)效感應(ying)距離(li)時(shi)，探(tan)(tan)(tan)針(zhen)內電(dian)(dian)子將(jiang)恢復原來的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布狀況(kuang)(kuang)。這種(zhong)電(dian)(dian)子群的(de)(de)(de)(de)(de)移動(dong)現象也能形成一(yi)股可(ke)被(bei)(bei)探(tan)(tan)(tan)測到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)弱電(dian)(dian)流(liu)(liu)。這就(jiu)是(shi)(shi)”電(dian)(dian)荷(he)感應(ying)”原理(li)。
電(dian)(dian)(dian)荷(he)法監(jian)(jian)測設(she)(she)備(bei)(bei)就是利用(yong)探(tan)測各煙(yan)塵(chen)顆(ke)粒物與探(tan)針之間(jian)所產生的(de)靜電(dian)(dian)(dian)荷(he)，經過放大，分析和(he)處理(li)，轉(zhuan)換成一種電(dian)(dian)(dian)子信號并(bing)傳送進監(jian)(jian)測系(xi)統。利用(yong)”摩(mo)擦(ca)生電(dian)(dian)(dian)”原(yuan)理(li)來獲取信號的(de)煙(yan)塵(chen)排放監(jian)(jian)測設(she)(she)備(bei)(bei)稱為(wei)”直流禍合(he)(he)”技(ji)術(shu)(shu)；利用(yong)”電(dian)(dian)(dian)荷(he)感應”原(yuan)理(li)來獲取信號的(de)煙(yan)塵(chen)排放監(jian)(jian)測設(she)(she)備(bei)(bei)稱為(wei)”交流禍合(he)(he)”技(ji)術(shu)(shu)。
實踐證(zheng)明，煙塵(chen)顆粒物排(pai)放量(liang)與”交流藕(ou)合”技術監測探頭感應信號是一個線(xian)性關(guan)系。
三、煙塵測試儀的主要技術指(zhi)標檢驗
煙(yan)塵分析儀的主要技術指(zhi)標(biao)包(bao)括零(ling)點漂移，量程漂移，相關度，準確度。
1、零點(dian)漂(piao)移(yi)和量程漂(piao)移(yi)：
在檢測期間開始時，人工或自動校準儀器的零點和量程，記錄最初的模擬零點和量程讀數，每隔24小時測定并記錄零點和量程的讀數，然后校準儀器的零點和量程值
零點漂(piao)移(yi)：可(ke)按下式計算(suan)零點漂(piao)移(yi)。
△Z＝Zi一Zo
Zd＝△Zmax/Rx100％
式中：
Zo-－－－－－零點讀數初始值
Zi－－－－－一第i點零點讀數值
Zd-－－－－－零點(dian)漂移
△Z-－－－－－零點(dian)漂移絕對誤差(cha)
△Zmax－－－－零點漂移絕對誤(wu)差最大值
R-－－－－－儀器滿量程值
量程(cheng)漂(piao)移(yi)：可按下(xia)式(shi)計算(suan)量程(cheng)漂(piao)移(yi)。
△S=Si-So
Sd＝△Smax/Rx100％
式中：
So-－－－－－量程(cheng)讀(du)數初(chu)始值(zhi)
Si-－－－－第i點量程讀數(shu)值
Sd-－－－－量程漂移(yi)
△S-－－－－量程漂移絕對誤差
△Smax-－－－－量程漂移絕(jue)對誤差(cha)最(zui)大值
R-－－－－一儀器滿量程值(zhi)
2、相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)性：濃(nong)度(du)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)性校(xiao)準(zhun)是(shi)(shi)建立(li)不(bu)透明度(du)與煙氣中顆(ke)(ke)粒物質量濃(nong)度(du)的(de)(de)關(guan)(guan)系曲(qu)線，利用關(guan)(guan)系曲(qu)線確定(ding)排放顆(ke)(ke)粒物的(de)(de)濃(nong)度(du)。關(guan)(guan)系曲(qu)線在實(shi)際運用中，假(jia)定(ding)顆(ke)(ke)粒物特(te)性與獲得(de)校(xiao)準(zhun)曲(qu)線時(shi)顆(ke)(ke)粒物的(de)(de)特(te)性相(xiang)(xiang)同。如果顆(ke)(ke)粒物直(zhi)徑分布發(fa)生(sheng)變化(hua)，對光的(de)(de)散(san)射行為會發(fa)生(sheng)變化(hua)，使由校(xiao)準(zhun)曲(qu)線獲得(de)的(de)(de)顆(ke)(ke)粒物濃(nong)度(du)與煙氣中顆(ke)(ke)粒物實(shi)際濃(nong)度(du)存在一定(ding)的(de)(de)差距，由于校(xiao)準(zhun)曲(qu)線的(de)(de)置(zhi)信區(qu)間(jian)和允(yun)許(xu)區(qu)間(jian)比較寬，只要(yao)存在的(de)(de)差距落在允(yun)許(xu)區(qu)間(jian)范圍內(nei)，仍認為校(xiao)準(zhun)曲(qu)線得(de)到的(de)(de)顆(ke)(ke)粒物濃(nong)度(du)是(shi)(shi)可靠(kao)的(de)(de)。
在檢測期間，生產設備和治理設施正常運行，在低中高生產能力或調節顆粒物控制裝置改變顆粒物排放濃度條件下進行測試
參比(bi)方(fang)法與(yu)CEMS同步進(jin)行，CEMS同步進(jin)行，CEMS每分鐘記錄(lu)一(yi)次顯(xian)示值，取與(yu)參比(bi)方(fang)法同時間區間顯(xian)示值的平(ping)均值與(yu)參比(bi)方(fang)法測定值組(zu)成一(yi)個數據對，至少(shao)取得15個數據對。
以CEMS的(de)顯示值為(wei)橫坐標(biao)（X)，參比方法測定(ding)的(de)顆粒物質(zhi)量(liang)濃度為(wei)縱坐標(biao)（Y）。由最小(xiao)二乘法建立兩個變量(liang)之間的(de)關(guan)系。
一元回歸方程：
Y＝a一bX
a-－－一偏移量
b-－－－一斜率
然后再求出兩者的(de)相(xiang)關系(xi)數
3、準確度和(he)相對誤差：在(zai)復檢期間(jian)，生產設(she)備和(he)治理設(she)施(shi)(shi)正(zheng)常運行，當達到被測(ce)設(she)施(shi)(shi)最(zui)大(da)生產能力70%以上時(shi)，可進行準確度和(he)相對誤差的測(ce)量。
計算方法(fa)(fa)：將參比方法(fa)(fa)測定(ding)值減去(qu)CEMS顯(xian)(xian)示(shi)值除以參比方法(fa)(fa)顯(xian)(xian)示(shi)值，計算相對誤差。
