CN102721791A - 烟气排放连续监测***的检定方法及检定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种烟气排放连续监测***的检定方法及检定装置，包括装有标准气体的气瓶、一设有加热电阻丝的采样枪、一采样管、一烟气预处理装置、一烟气分析仪、一设有储水瓶的制冷器以及一电源盒，所述采样枪连接所述采样管的一端，所述采样管的另一端连接所述烟气预处理装置的进气口，所述预处理装置的出气口通过管路连接至所述检定装置的烟气分析仪的进气口，制冷器设于所述采样枪的尾部，电源盒为加热电阻丝和制冷器供电。本发明提出了烟气排放连续监测***的整体性计量检定方法及检定装置，检定方法科学、全面、客观，检定装置体积小、便携性好，性能稳定可靠，可操作性强，实现便携的现场检定，有效评价烟气排放连续监测***的监测结果。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种烟气排放连续监测***的检定方法及检定装置。
【背景技术】
“烟气排放连续监测***”（简称CEMS）是一种通过采样、分析方式或直接测量方式，测定烟气中二氧化硫、氮氧化物等污染物浓度和含氧量的设备，在电厂、冶金、矿冶、石化、环境监测等行业得到广泛的使用。为推动污染物总量的减排工作，保护大气环境，各相关企业已在使用在线锅炉烟气排放连续监测***，该***取代人工连续采样的监测方式，提高了烟气数据监测的及时性和准确性。
但由于监测“目标物环境”的复杂性，高尘、高湿、高污染性，烟气排放连续监测***容易受污染物的侵蚀、损害，使测量结果数据产生偏差，缩短监测***的使用寿命，影响在线监测数据的准确性、有效性，这就导致检测结果间没有可比性，且监管部门无法直接采用监测数据进行污染源排放水平的评价。因此，亟需开展烟气排放连续监测***的全面、客观的计量评价，以保障在线监测数据的准确性、有效性，但没有相关领域的技术人员对此进行研究。
因此，目前为止，我国并无完善的烟气排放连续监测***计量检定方法，以及相应的检定标准装置，使现有的烟气排放连续监测***的计量检定缺乏科学、有效的技术支撑。
由于缺乏烟气排放连续监测***的检定方法，现有的检定方法只能参照烟气分析仪检定方法，该方法仅对CEMS***中的烟气分析仪进行检定和评价；而CEMS是一个集采样探头、采样管路、预处理***和分析仪和数据分析***的整体，除分析仪外，***中的其他部分的状况对烟气在线分析准确度可直接产生影响，所带来的误差不能忽略（如采样探讨的堵塞、采样管路的破损、预处理***的故障等可直接影响采样气体在到达分析仪时能否较好的保持其浓度、组分等计量特性，甚至无法顺利到达分析仪），因此，对于CEMS的计量性能评价仅考察分析仪的计量性能显然无法满足在线监测***的计量要求，应从整体角度充分考虑整个***的实际运行状况。除此之外，由于烟气分析仪检定方法仅适用于实验内的仪器检定，而烟气排放连续监测***安装于烟气污染源排放现场，采样口安装位置高、环境恶劣，没有配备现场安全防护装备，检测人员的人身安全缺乏必要的保护。
为保证CEMS***数据的准确性和有效性，增强我国烟气污染源排放监测的执法力度，建立烟气排放连续监测***检定方法及检定标准装置具有重要意义。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于提供一种烟气排放连续监测***的检定方法及检定装置，其满足烟气排放连续监测***整体性评价的要求，不但对被检烟气排放连续监测***的分析仪进行计量检定，还通过检定装置与被检***对现场排放烟气进行同步采样和分析，实现对烟气排放连续监测***的全面、客观、高效、便携的现场检定，并提供必要人员安全防护用具。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
技术方案一：
烟气排放连续监测***的检定装置，包括装有标准气体的气瓶，所述标准气体用于对被检烟气排放连续监测***中的分析仪进行检定，所述检定装置还包括：一设有加热电阻丝的采样枪、一采样管、一烟气预处理装置、一烟气分析仪、一设有储水瓶的制冷器以及一电源盒，所述采样枪连接所述采样管的一端，所述采样管的另一端连接所述烟气预处理装置的进气口，所述预处理装置的出气口通过管路连接至所述检定装置的烟气分析仪的进气口，所述制冷器设于所述采样枪的尾部，所述电源盒为所述加热电阻丝和所述制冷器供电。
进一步地，本发明还包括一可折叠的推车，所述烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪设于所述推车上，所述推车的底部设有制动脚轮，对推车进行制动时，可以防止推车滑动，保证烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪停放稳固、安全。
进一步地，本发明还包括一减震组件，所述减震组件为橡胶垫，所述减震组件固定于烟气预处理装置的下方以及检定装置的烟气分析仪的下方。
进一步地，本发明还包括防护用具，包括安全帽、安全带、口罩、急救箱、防护服以及防护鞋，有效保障人员安全。
进一步地，所述检定装置的烟气分析仪为采用红外线气体的分析仪，所述烟气预处理装置为采用聚四氟乙烯过滤膜的烟气预处理装置，所述采样枪的采样头长度为1.5米，所述加热电阻丝环绕于所述采样头双层金属套筒的中间，所述采样管为聚四氟乙烯采样管。
进一步地，所述制冷器为风冷制冷器，通过风冷制冷器的风扇和散热片对经采样枪加热的烟气充分制冷，使水蒸气冷凝，并收集至所述储水瓶，制冷温度可达-4℃。
进一步地，所述电源盒接220V输入电源，输出24V直流电源对所述制冷器和采样枪的加热电阻丝进行供电。
技术方案二：
烟气排放连续监测***的检定方法，包括采用标准气体对被检烟气排放连续监测***中的分析仪进行检定，所述检定方法还提供一套检定装置，所述检定装置包括：一设有加热电阻丝的采样枪、一采样管、一烟气预处理装置、一烟气分析仪、一设有储水瓶的制冷器以及一电源盒，所述检定方法具体包括如下步骤：
步骤1：所述烟气预处理装置的出气口通过管路连接至所述检定装置的烟气分析仪的进气口，所述烟气预处理装置的进气口连接采样管的一端，接通烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪的电源，预热20分钟；
步骤2、将所述采样枪的采样头放入被检烟气排放连续监测***预留的采样口，并做好密封，所述采样头的***环绕有加热电阻丝；
步骤3、将采样枪连接所述采样管的另一端，并在采样枪的尾部设置所述制冷器，通过所述电源盒为所述加热电阻丝和所述制冷器供电，接通电源盒电源；
步骤4、调节所述烟气预处理装置的流量调节阀，使流量计显示的流量为1L；
步骤5、同步读取检定装置的烟气分析仪上的数据和被检烟气排放连续监测***的显示设备上的烟气各组分浓度值，并记录，实现同步数据比对。
进一步地，本发明还包括一可折叠的推车和一减震组件，所述烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪设于所述推车上，所述推车的底部设有制动脚轮，对推车进行制动时，可以防止推车滑动，保证烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪停放稳固、安全；所述减震组件为橡胶垫，所述减震组件固定于烟气预处理装置的下方以及检定装置的烟气分析仪的下方。
进一步地，所述检定装置的烟气分析仪为采用红外线气体的分析仪，所述烟气预处理装置为采用聚四氟乙烯过滤膜的烟气预处理装置，所述采样枪的采样头长度为1.5米，所述加热电阻丝环绕于所述采样头双层金属套筒的中间，所述采样管为聚四氟乙烯采样管；所述电源盒接220V输入电源，输出24V直流电源对所述制冷器和采样枪的加热电阻丝进行供电；所述制冷器为风冷制冷器，通过风冷制冷器的风扇和散热片对经采样枪加热的烟气充分制冷，使水蒸气冷凝，并收集至所述储水瓶，制冷温度可达-4℃。。
本发明具有如下优点：本发明提出了一种烟气排放连续监测***（CEMS）的整体性计量评价方法，建立了一套烟气排放连续监测***检定装置，不但对被检烟气排放连续监测***中的分析仪进行计量检定，还通过本发明烟气排放连续监测***检定装置和被检***对现场排放烟气进行同步采样和分析，实现了对烟气排放连续监测***的全面、客观、高效、便携的现场检定，并提供必要人员安全防护用具。本发明检定装置体积小便携性好，性能稳定可靠，可操作性强；检定方法可客观、全面地对被检烟气排放连续监测***进行评价。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明烟气排放连续监测***的检定装置的结构示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，对本发明实施方式进行详细阐述。对图1需要说明的是：在实际施工过程中，烟囱的直径一般都达到五六米，而采样枪就1.5米，设备0.5米左右。
技术方案一：
烟气排放连续监测***的检定装置，包括装有标准气体的气瓶1，所述标准气体用于对被检烟气排放连续监测***中的分析仪（未图示）进行检定，所述检定装置还包括：一设有加热电阻丝的采样枪2、一采样管3、一烟气预处理装置4、一烟气分析仪5、一设有储水瓶61的制冷器6以及一电源盒7，所述采样枪2连接所述采样管3的一端，所述采样管3的另一端连接所述烟气预处理装置4的进气口，所述预处理装置4的出气口通过管路连接至所述检定装置的烟气分析仪5的进气口，所述制冷器6设于所述采样枪2的尾部，所述电源盒7接220V输入电源，输出24V直流电源对所述制冷器6和采样枪2的加热电阻丝进行供电。所述电源盒7一般放置于烟囱预留采样口附近的平台上。
所述气瓶1中的标准气体采用具有国家标准物质证书号的不同浓度的氮中二氧化硫、氮氧化物标准物质，以及用作零点气体的高纯氮气，用以对第一烟气分析仪进行检定。
所述检定装置的烟气分析仪5为采用红外线气体的分析仪，可对烟气中的二氧化硫、氮氧化物、氧气浓度进行测量，气态污染物测量示值误差小于±5％；氧气测量示值误差小于±2％；七天内气态污染物浓度示值的线性误差不超过最小量程满量程的±1％；七天内氧气浓度示值的线性误差不超过最小量程满量程的±0.5％。
所述烟气预处理装置4为采用聚四氟乙烯过滤膜的烟气预处理装置，具有透湿、透气性、不透水，有效阻截颗粒物到0.5μm，水气不进入分析仪主机内，防止其对仪器的损害。
所述采样枪2的采样头长度为1.5米，所述采样枪2的加热电阻丝环绕于所述采样头的双层金属套筒的中间。
所述采样管3为聚四氟乙烯采样管，其不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，具有优异的耐候性、耐高温，耐腐蚀、内壁光滑不粘水气，不吸附SO2等优点。
所述制冷器6为风冷制冷器，通过风冷制冷器的风扇和散热片对经采样枪2加热的烟气充分制冷，使水蒸气冷凝，并收集至所述储水瓶61，制冷温度达-4℃，可将经采样枪2加热的烟气充分制冷，使水蒸气冷凝，并收集至储水瓶61中经蠕动泵排除；经制冷后的烟气干燥度高，可有效防止烟气中的水蒸气在采样管3中传输时发生凝结而对SO2产生的吸附。
本发明还包括一可折叠的推车8、一减震组件9以及防护用具（未图示）。所述烟气预处理装置4和检定装置的烟气分析仪5设于所述推车8上，所述推车8采用不锈钢材料，具有耐腐蚀性，所述推车8的底部设有制动脚轮81，对推车8进行制动时，可以防止推车8滑动，保证烟气预处理装置4和检定装置的烟气分析仪5停放稳固、安全。所述推车8为不锈钢材质，耐腐蚀。
所述减震组件9为橡胶垫，所述减震组件9固定于烟气预处理装置4的下方以及检定装置的烟气分析仪5的下方。
所述防护用具（未图示）包括安全帽、安全带、口罩、急救箱、防护服以及防护鞋，有效保障人员安全。
本发明烟气排放连续监测***的检定装置的工作原理是：
步骤1：采用标准气体对烟气排放连续监测***中的第一烟气分析仪进行检定，判断被检烟气排放连续监测***的气体组分探测分析组件的计量性能是否符合要求，其为现有技术；
步骤2：所述烟气预处理装置4的出气口通过管路连接至所述检定装置的烟气分析仪5的进气口，所述烟气预处理装置4的进气口连接采样管3的一端，接通烟气预处理装置4和检定装置的烟气分析仪5的电源，预热20分钟；
步骤3、将所述采样枪2的采样头放入被检烟气排放连续监测***预留的采样口，并做好密封，所述采样头2的***环绕有加热电阻丝；从采样口抽取的烟气流经采样头时经过加热使烟气中含有的水蒸气不凝结，从而可大大减小对SO2的吸附；
步骤4、将采样枪2连接所述采样管3的另一端，并在采样枪2的尾部设置所述制冷器6，通过所述电源盒7为所述加热电阻丝和所述制冷器6供电，接通电源盒7电源；
步骤5、调节所述烟气预处理装置4的流量调节阀，使流量计显示的流量为1L；
步骤6、同步读取检定装置的烟气分析仪5上的数据和被检烟气排放连续监测***的第一烟气分析仪上的烟气各组分浓度值，并记录，实现同步数据比对。
技术方案二：
请再参阅图1所示，烟气排放连续监测***的检定方法，包括采用标准气体对被检烟气排放连续监测***中的分析仪进行检定，判断被检烟气排放连续监测***的气体组分探测分析组件的计量性能是否符合要求，其为现有技术，所述标准气体采用具有国家标准物质证书号的不同浓度的氮中二氧化硫、氮氧化物标准物质，以及用作零点气体的高纯氮气，用以对被检烟气排放连续监测***中的分析仪进行检定。
所述检定方法还提供一套检定装置，所述检定装置包括：一设有加热电阻丝的采样枪2、一采样管3、一烟气预处理装置4、一烟气分析仪5、一设有储水瓶的制冷器6以及一电源盒7，所述电源盒7一般放置于烟囱预留采样口附近的平台上，所述检定方法具体包括如下步骤：
步骤1：所述烟气预处理装置4的出气口通过管路连接至所述检定装置的烟气分析仪5的进气口，所述烟气预处理装置4的进气口连接采样管3的一端，接通烟气预处理装置4和检定装置的烟气分析仪5的电源，预热20分钟；通过预热使检定装置的烟气分析仪5趋于稳定；
步骤2、将所述采样枪2的采样头放入被检烟气排放连续监测***预留的采样口，并做好密封，所述采样头2的***环绕有加热电阻丝；从采样口抽取的烟气流经采样头时经过加热使烟气中含有的水蒸气不凝结，从而可大大减小对SO2的吸附；
步骤3、将采样枪2连接所述采样管3的另一端，并在采样枪2的尾部设置所述制冷器6，通过所述电源盒7为所述加热电阻丝和所述制冷器6供电，接通电源盒7电源；
步骤4、调节所述烟气预处理装置4的流量调节阀，使流量计显示的流量为1L，即调节至检定装置的烟气分析仪5正常工作所需的流量；
步骤5、同步读取检定装置的烟气分析仪5上的数据和被检烟气排放连续监测***的显示设备上的烟气各组分浓度值，并记录，实现同步数据比对。
所述检定装置的烟气分析仪5为采用红外线气体的分析仪，可对烟气中的二氧化硫、氮氧化物、氧气浓度进行测量，气态污染物测量示值误差小于±5％；氧气测量示值误差小于±2％；七天内气态污染物浓度示值的线性误差不超过最小量程满量程的±1％；七天内氧气浓度示值的线性误差不超过最小量程满量程的±0.5％。
所述烟气预处理装置4为采用聚四氟乙烯过滤膜的烟气预处理装置，具有透湿、透气性、不透水，有效阻截颗粒物到0.5μm，水气不进入分析仪主机内，防止其对仪器的损害。
所述采样枪2的采样头长度为1.5米，所述采样枪2的加热电阻丝环绕于所述采样头的双层金属套筒的中间。
所述采样管3为聚四氟乙烯采样管，其不吸潮，不燃，对氧、紫外线均极稳定，具有优异的耐候性、耐高温，耐腐蚀、内壁光滑不粘水气，不吸附SO2等优点。
所述制冷器6为风冷制冷器，通过风冷制冷器的风扇和散热片对经采样枪2加热的烟气充分制冷，使水蒸气冷凝，并收集至所述储水瓶61，制冷温度达-4℃，可将经采样枪2加热的烟气充分制冷，使水蒸气冷凝，并收集至储水瓶61中经蠕动泵排除；经制冷后的烟气干燥度高，可有效防止烟气中的水蒸气在采样管3中传输时发生凝结而对SO2产生的吸附。
本发明还包括一可折叠的推车8、一减震组件9以及防护用具（未图示）。所述烟气预处理装置4和检定装置的烟气分析仪5设于所述推车8上，所述推车8的底部设有制动脚轮81，对推车8进行制动时，可以防止推车8滑动，保证烟气预处理装置4和检定装置的烟气分析仪5停放稳固、安全。所述推车8为不锈钢材质，耐腐蚀。
所述减震组件9为橡胶垫，所述减震组件9固定于烟气预处理装置4的下方以及检定装置的烟气分析仪5的下方。
本检定方法还配备防护用具（未图示），包括安全帽、安全带、口罩、急救箱、防护服以及防护鞋，有效保障人员安全。
本发明具有如下优点：本发明提出了一种烟气排放连续监测***（CEMS）的整体性计量评价方法，建立了一套烟气排放连续监测***检定装置，不但对被检烟气排放连续监测***中的分析仪进行计量检定，还通过本发明烟气排放连续监测***检定装置和被检***对现场排放烟气进行同步采样和分析，实现了对烟气排放连续监测***的全面、客观、高效、便携的现场检定，并提供必要人员安全防护用具。本发明检定装置体积小便携性好，性能稳定可靠，可操作性强；检定方法可客观、全面地对被检烟气排放连续监测***进行评价。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (10)
1.烟气排放连续监测***的检定装置，包括装有标准气体的气瓶，所述标准气体用于对被检烟气排放连续监测***中的分析仪进行检定，其特征在于：所述检定装置还包括一设有加热电阻丝的采样枪、一采样管、一烟气预处理装置、一烟气分析仪、一设有储水瓶的制冷器以及一电源盒，所述采样枪连接所述采样管的一端，所述采样管的另一端连接所述烟气预处理装置的进气口，所述预处理装置的出气口通过管路连接至所述检定装置的烟气分析仪的进气口，所述制冷器设于所述采样枪的尾部，所述电源盒为所述加热电阻丝和所述制冷器供电。
2.根据权利要求1所述的烟气排放连续监测***的检定装置，其特征在于：还包括一可折叠的推车，所述烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪设于所述推车上，所述推车的底部设有制动脚轮，对推车进行制动时，可以防止推车滑动，保证烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪停放稳固、安全。
3.根据权利要求2所述的烟气排放连续监测***的检定装置，其特征在于：还包括一减震组件，所述减震组件为橡胶垫，所述减震组件固定于烟气预处理装置的下方以及检定装置的烟气分析仪的下方。
4.根据权利要求1所述的烟气排放连续监测***的检定装置，其特征在于：还包括防护用具，包括安全帽、安全带、口罩、急救箱、防护服以及防护鞋，有效保障人员安全。
5.根据权利要求1所述的烟气排放连续监测***的检定装置，其特征在于：所述检定装置的烟气分析仪为采用红外线气体的分析仪，所述烟气预处理装置为采用聚四氟乙烯过滤膜的烟气预处理装置，所述采样枪的采样头长度为1.5米，所述加热电阻丝环绕于所述采样头的双层金属套筒的中间，所述采样管为聚四氟乙烯采样管。
6.根据权利要求1所述的烟气排放连续监测***的检定装置，其特征在于：所述制冷器为风冷制冷器，通过风冷制冷器的风扇和散热片对经采样枪加热的烟气充分制冷，使水蒸气冷凝，并收集至所述储水瓶，制冷温度可达-4℃。
7.根据权利要求1所述的烟气排放连续监测***的检定装置，其特征在于：所述电源盒接220V输入电源，输出24V直流电源对所述制冷器和采样枪的加热电阻丝进行供电。
8.烟气排放连续监测***的检定方法，包括采用标准气体对被检烟气排放连续监测***中的分析仪进行检定，判断被检烟气排放连续监测***的气体组分探测分析组件的计量性能是否符合要求，其特征在于：所述检定方法还提供一套检定装置，所述检定装置包括：一设有加热电阻丝的采样枪、一采样管、一烟气预处理装置、一烟气分析仪、一设有储水瓶的制冷器以及一电源盒，所述检定方法具体包括如下步骤：
步骤1：所述烟气预处理装置的出气口通过管路连接至所述检定装置的烟气分析仪的进气口，所述烟气预处理装置的进气口连接采样管的一端，接通烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪的电源，预热20分钟；
步骤2、将所述采样枪的采样头放入被检烟气排放连续监测***预留的采样口，并做好密封，所述采样头的***环绕有加热电阻丝；
步骤3、将采样枪连接所述采样管的另一端，并在采样枪的尾部设置所述制冷器，通过所述电源盒为所述加热电阻丝和所述制冷器供电，接通电源盒电源；
步骤4、调节所述烟气预处理装置的流量调节阀，使流量计显示的流量为1L；
步骤5、同步读取检定装置的烟气分析仪上的数据和被检烟气排放连续监测***的显示设备上的烟气各组分浓度值，并记录，实现同步数据比对。
9.根据权利要求8所述的烟气排放连续监测***的检定方法，其特征在于：还包括一可折叠的推车和一减震组件，所述烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪设于所述推车上，所述推车的底部设有制动脚轮，对推车进行制动时，可以防止推车滑动，保证烟气预处理装置和检定装置的烟气分析仪停放稳固、安全；所述减震组件为橡胶垫，所述减震组件固定于烟气预处理装置的下方以及检定装置的烟气分析仪的下方。
10.根据权利要求8所述的烟气排放连续监测***的检定方法，其特征在于：所述检定装置的烟气分析仪为采用红外线气体的分析仪，所述烟气预处理装置为采用聚四氟乙烯过滤膜的烟气预处理装置，所述采样枪的采样头长度为1.5米，所述加热电阻丝环绕于所述采样头双层金属套筒的中间，所述采样管为聚四氟乙烯采样管；所述电源盒接220V输入电源，输出24V直流电源对所述制冷器和采样枪的加热电阻丝进行供电；所述制冷器为风冷制冷器，通过风冷制冷器的风扇和散热片对经采样枪加热的烟气充分制冷，使水蒸气冷凝，并收集至所述储水瓶，制冷温度可达-4℃。
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