烟尘平行采样仪的原理及应用 (毕业论文)

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1、烟尘平行采样仪的原理及应用摘要：皮托管平行法烟尘采样仪是环保部门对固定污染源烟尘排放进行监测的主要仪器，本文介绍了皮托管平行法烟尘采样仪的基本原理，分析了日常监测中影响测量结果准确度的因素，提出了解决方案。关键词：“皮托管平行法”、皮托管系数、失重、流速引言：烟道、烟囱及排气筒等固定污染源的排放监测通常分为：连续自动在线监测和手工监测两种。连续自动在线监测采用光学法实时测量烟尘浓度，能反映烟尘浓度随时间变化趋势；手工监测一般使用皮托管平行法烟尘采样器进行采样后，回实验室分析计算后，得出烟尘的采样

2、浓度，该烟尘浓度放映的是采样时间段内的平均浓度。手工监测是国标GB/16157-1996推荐的经典的烟尘采样方法之一，通常在线烟尘浓度监测要用手工监测进行比对标定后才能将数据作为法定数据上报监测中心站，因此手工监测中使用的皮托管平行法烟尘采样仪的应用方法对最终结果的影响不可轻视。1、皮托管平行法烟尘采样仪工作原理烟尘采样器按原理分为“动压平衡法”、“静压平衡法”、“预测流速法”、“皮托管平行法”等几种类型。其中“皮托管平行法”自动烟尘采样器已成为国内外主流的手工监测固定污染源烟尘排放的采样仪器。

3、它具有自动化程度高、重量轻、体积小、测量数据准确可靠、采样效率高等优点。其原理为：通过“S型皮托管”测量烟道、烟囱及排气筒动压、静压、铂电阻或热电偶测量温度，单片机根据特定的公式计算出实时的烟道流速并控制抽气泵以相同的流速抽取烟道含尘气体，又玻璃纤维滤筒捕集烟道粉尘，按设定的时间采集样品后，回实验室称重滤筒增重，用滤筒增重除以采样体积，就得到了烟尘排放浓度，用烟尘排放浓度除乘以烟道排风量，就可以计算烟尘排放量，为排污收费及总量控制提供法定依据。2、影响“烟尘排放浓度”准确度的因素分析根据“皮托管

4、平行法烟尘采样仪”原理可知，影响“烟尘排放浓度”准确度的因素有：皮托管系数的变化压力、流量等技术指标的准确度和漂移等速响应时间滤筒捕集效率及处理方法采样位置的选择低速烟道的采样方法等六方面。而烟尘采样器作为排污收费和污染排放总量控制的执法工具就应该将上述因素的影响降低到最低。下面以武汉天虹仪表有限责任公司生产的TH-880F微电脑烟尘平行采样仪在实际中采样是如何降低上述因素对“烟尘排放浓度”的影响来进行分析。2.1皮托管系数的变化对流速的影响和解决TH-880F微电脑烟尘平行采样仪代表了国内最新

5、一代烟尘采样仪的最高水平。其控制核心是一台PC104工业计算机，运行频率为100MHZ，数据处理数度和能力远远高于普通的单片机，十烟尘采样器真正进入了微电脑时代。其原理是“皮托管平行法”，配备的“S型皮托管”要用“低速智能风洞”配合“标准皮托管’进行了标定，确保皮托管系数kp在0.84±0.01范围内。烟尘采样时，测点位置气流速度Vs计算公式为：Vs=Kp2Pd∕ρ根据上述公式可知：皮托管系数kp和流速成正比，皮托管系数kp的变化会直接导致流速测量不准确，进而导致采样体积不准确。实际应用中，有三

6、种情况：2.1.1如果皮托管在使用过程中因碰撞损伤了测量端，皮托管系数就会发生变化，影响流速测量的准确性。为了防止此种情况发生，仪器配有专用的“皮托管测量端”保护套，要求运输中应使用保护套，使用中不能碰伤“皮托管测量端”，这样才能确保皮托管系数不发生改变，确保流速测量准确。但是实际应用中，很多监测人员不太重视这个因素的影响，皮托管随意放置，测量端损伤的情况比较多。2.1.2另一种情况是：皮托管在使用过程中烟道粉尘会进入测量端，使测量端口变小，导致皮托管系数发生变化，影响流速测量准确度。只要监测人

7、员在每次测量前清理干净测量端口处的粉尘，就可以避免流速测量不准确。2.1.3第三种情况是：监测人员在测量压力时，皮托管全压测孔没有正对气流方向，或者偏差超过了±5°.正确的操作是：皮托管全压测孔正对气流方向，偏差不得超过了±5°2.2压力、流量等传感器漂移对测量结果准确度的影响和解决由于压力、流量等传感器均是使用进口器件，所以准确度和漂移可以满足技术要求，5小时漂移小于±4pa。实际使用中，采样时间较长时，每次采样前校一次零，就能确保仪器的压力、流量等传感器基本无漂移。当烟道流速低，动压小时，每

8、次采样前校一次零可明显提高采样准确度。需要注意的是：采零应在所有传感器处于空载的情况下进行。2.3等速响应时间对测量结果准确度的影响和解决等速响应时间太长会导致采样流速和烟道流速不同步，样品代表性降低，甚至没有代表性，所以等速采样时间国家标准规定为小于20秒。天虹公司TH-880F由于使用PC104工业计算机进行控制，采样时等速响应时间小于3秒，等速性能远远高于国标要求。在实际引用中，应遵循“小流速、大采样嘴”、“大流速、小采样嘴”的原则，确保采样流量在30～40L／min之间，避免因采样嘴选择