锅炉废气监测注意事项

马智斌

莆田市仙游环境监测站

1 前言

锅炉是现代工业生产过程中常用的能量转换设备之一，该设备的出现虽为人们生活，工业生产提供了良好的能量支持，但是，锅炉大多使用煤作为燃料，在运行过程中会产生大量的烟尘和有毒气体，不仅会影响相关工作人员的人身安全，若这些有毒气体直接排放至空气中，还会对我国大气环境造成严重地不良影响，因此，就需要严格做好锅炉废气监测，以指导锅炉生产企业做好锅炉废气排放工作和相关政府部门做好大气环境管理工作。然而，锅炉废气监测是一项复杂且系统的工作，不仅对采样监测人员的专业技能具有较高的要求，同时还需要其具备高度的责任心、耐心等，严格做好废气监测过程中一些细微工序的处理，才能全面提高锅炉废气监测质量，从而为我国环境检测提供可靠的依据。

2 锅炉废气监测的定义及重要性

锅炉废气监测指的是监测人员通过对锅炉排放的废弃进行采样和分析，以检查排放的废气是否达标，并为其出具一份完整性、准确性、精密性、可比性的监测数据，利用该监测数据不仅能指导锅炉生产企业做好锅炉废气排放工作，同时还能为我国大气环境管理工作提供可靠的参考依据，从而能有效提升我国大气环境管理质量，进而有助于实现我国可持续发展战略目标[1]。

3 锅炉废气监测操作程序

3.1 做好采样前的检查和准备工作

采样前，监测人员需全面检查采样泵、烟尘采样管路、干燥器等仪器，第一步，要确保仪器整体干净；第二步检查仪器流量，确保仪器流量准确度≤+2.5%；第三步检查烟气流量，确保仪器烟气空载流量≥500mL/min；第四步，检查仪器S02示值，确保仪器S02示值变化≤+3%；然后，还需准备好采样滤筒，采样滤筒需满足400°C以上高温排气中使用要求[2]。

3.2 采样

在采样过程中，监测人员需严格执行以下操作程序进行采样。

（1）记录采样滤筒编号，再将其置入采样管，然后，用滤筒托或滤筒压盖压紧滤筒进口。

（2）打开烟道采样孔，将孔中的积灰清除干净。

（3）测量采样孔断面长宽，计算其面积，再根据断面面积确定采样位置和点数，然后，用胶布在采样器上标记采样点位置。

（4）仪器连接，将采样管的皮托管接嘴与主机面板上的两个△P 接嘴连接，皮托管面向和背向气流方向的接嘴分别连接到“+”、“-”端。然后将面板上标有“烟尘”的接嘴和干燥筒上一个接作用橡胶管连接，另一接嘴连接烟尘取样管的气路接嘴，并记录滤筒编号，旋紧滤筒压盖。

（5）开机，打开采样泵电源开关，使仪器进入自检初始状态。

（6）设置参数，仪器完成自检后可进入主菜单参数设置状态，此时，采样人员可在主菜单上设置时间、日期、大气压等必要的参数，参数设置完成后，可按数字键进行确定保存，若设置过程中需要修改或发现错误，可按取消键，然后，重新输入[3]。

（7）采样布点，参数设置完成后，采样人员还可选择布点菜单，使仪器进入布点状态，提示选择烟道形状，一般的锅炉烟道形状为圆形，因此，采样人员可选择圆形烟道菜单，按以期提示输入直径、测孔数、分环数、侧测孔外端距内壁距离、单孔测点数等，然后，选择计算距离，仪器可自动计算出测点位置，并将此位置标记在烟尘采样管上。

（8）工况测量，选择工况菜单，仪器可进入工况测量状态。

（9）湿度测量，采样人员需将主机与干燥球温度计连接，然后将采样管置入烟道预热数分钟，再选择含湿量菜单，使仪器进入湿度测量状态，待含湿量稳定后，按确认键，对烟气含湿量进行记录。

（10）烟气分析，采样人员需将主机与烟气采样管连接，选择烟气分析菜单，对烟气含氧量、S02浓度进行测量，待测值进入稳定状态后，按确认键，记录测量结果[4]。

（11）烟尘采样，完成烟气分析后，采样人员还需在烟道内放入烟尘采样管，并选择自动采样菜单和根据采样仪器光标指示，依次设置采样点、滤筒编号、采样时间、采样嘴等，然后，按下确认键进入采样状态。采样过程中，需在每个采样点采集至少三个样品，每个点位采样时间应保持3 分钟以上。完成烟尘采样后，从烟道测孔中取出采样管(不可倒置采样管)，然后，将滤筒压盖打开，用镊子取出滤筒，对前采样弯头进行轻轻敲打，若弯头内附着尘粒子，需用细毛刷将尘粒刷入到滤筒中，并用纸包好滤筒将其保存在专用盒中。

3.3 样品分析

采样后，先将滤筒置于105°烘箱中烘烤1h，然后，将其置于干燥器中冷却至室温，最后，用精度为0.1mg的天平秤取其重量，用滤筒采样后的重量减去采样前的重量便可得出烟尘重量，即废气质量。

4 锅炉废气监测注意事项

为全面提高锅炉废气监测质量，除了要严格按照上述操作程序进行采样监测，在采样监测过程中还需注意以下事项。

4.1 做好监测仪器日常维护和定期检测仪器质量

锅炉废气监测仪器质量的好坏和运行情况对锅炉废气监测质量具有直接的影响，因此，就需要设备维护管理人员全面做好监测仪器日常维护和定期检测仪器质量，一般来说，需每月对监测锅炉废气的仪器设备进行一次校准工作，主要校准采样泵、烟尘采样管路、干燥器等仪器的烟尘浓度、流量、氮氧化物、二氧化硫气体以及干燥剂等辅助设备的状态，以确保整个仪器设备的气路密闭性良好和干燥剂等辅助设备的状态良好，才能有效说明仪器完整和无破损，完成自检后，设备维护管理人员还需按照相关检定技术要求，定期将锅炉废气监测仪器送到有关质量技术监督管理部门进行检定。

4.2 合理选择滤筒和严格做好滤筒称重

在锅炉废气监测过程中，滤筒是采样人员收集烟尘的重要工具，因此，滤筒质量的好坏对监测结果会造成直接的影响，另外，滤筒称重操作是否得当也会影响监测结果，对此，还需要采样人员合理选择滤筒和严格做好滤筒称重，才能保证保证和提高锅炉废气监测质量。在选择滤筒过程中，采样人员需根据锅炉实际运行的温度选择合适的滤筒，若锅炉运行温度低于500℃以下，可选择玻璃纤维滤筒收集烟尘进行监测分析，若锅炉运行温度超过500℃，则需选择刚玉材质滤筒收集烟尘进行监测分析，且还需认真查看滤筒的均匀程度和完整程度，禁止在监测过程中使用筒壁厚薄不均匀、筒壁过薄或过厚、有孔隙的滤筒。在称取滤筒重量过程中，需对水分的吸入进行严格控制，避免滤筒中吸入过多的水分而影响检测结果的准确性，为控制水分的吸入，检测人员在进行滤筒称重过程中，需对实验室的环境问题进行充分考虑和控制。

4.3 合理确定采样位置

尽管根据断面面积可确定采样位置，但是，为得到具有代表性的样品，在实际采样监测过程中，采样人员还需尽量避开断面形状急剧变化和烟道弯头部位设置监测孔，而是尽量将采样监测孔设置在直道上，如在距离阀门、弯头、其他变径管段下游方向大于6 倍直径区域或距离上游方向的3 倍直径区域设置采样位置，这种采样位置设置方法多适用于圆形烟道，若烟道形状为矩形，可按当量直径：

公式确定其位置，A、B表示边长。

4.4 合理控制采样气流速度

采样气流速度对采样质量具有非常大的影响，因此，采样监测过程中，采样人员不仅要选择具有代表性的样品，同时还需合理控制采样气流速度，为达到这一目标要求，可遵循等速采样原则，也即保证气体进入采样嘴时气流速度与烟气流速相同，或确保两组数值相对误差≤10%。完成采样后，采样人员还需对采样点流速进行检测，比较采样前后气流流速，若采样前后误差≥20%，需重新进行采样。

4.5 间断排放的监测时间控制

在实际的锅炉废气监测过程中，我们常会发现部分锅炉会出现间断性排放问题，尤其是一些小型锅炉发生该问题的可能性更高，对此，就需要采样人员严格做好间断排放的监测时间控制，如将锅炉排放时间控制在1h内，并在此段时间内对其进行连续监测，也可采用间隔方式进行排放工作，也即同时采集2-4个样品，计算其平均值。

4.6 避免监测过程中出现负值问题

负值问题是锅炉废气监测过程中最常见的问题之一，多因在锅炉废气监测采样过程中，废气颗粒物浓度较低，滤筒集尘较少，而采样人员采用玻璃纤维滤筒进行采样，导致滤筒在采样过程中会发生压碎、擦剐、抽吸等损失问题，从而导致滤筒中的样品质量为负增重或正增重小于全程空白滤筒衡重时质量波动，从而导致检测结果为负值，这一问题不仅会降低锅炉废气监测结果的准确性，严重时还会导致锅炉废气监测工作无法顺利开展，对此，在采样监测过程中，还需要采样人员采取有效措施预防这一问题的发生，如采集低浓度排放样品时，需适当增加样品采样体积，减少滤筒的数量以及使样品的采样时间尽可能延长，并综合考量滤筒的物理损失，才能避免监测过程中出现负值问题，从而才能保障监测结果的准确性[5]。

4.7 大负压段样品采集注意事项

在采集大负压段样品过程中，采样人员首先要根据流速的高低选择合适的采样嘴，如流速低时应该选择大采样嘴，以获得较高的采样体积，从而提高检测结果的准确性，流速高时应该选择小采样嘴，以免在检测过程中出现采样泵负荷过大、等速跟踪精度低等问题，从而确保监测工作顺利进行和提高样品检测质量。其次，还需适当减少采样系统阻力，为达到这一目标要求，采样人员在采样过程中不仅需防要止皮托管出现憋管问题，可避免系统阻力增加，同时还需将干燥硅胶中的粉末状以及小胶粒清除干净，以促进干燥器的透气性提高，才能有效减少系统阻力。最后，在开启采样泵开关时，采样人员还需先启动抽气泵，然后，快速将采样管置入烟道管中，按照从远到近的方向移动采样管，采样工作即将结束前，将采样口背对着气流，以免将尘粒抽出，将滤筒取出之前，还需用镊子对管嘴进行轻轻敲打，使管嘴内附着的尘粒落入滤筒中，以免样品重量丢失而影响检测结果。

4.8 高湿低硫条件下SO2监测注意事项

湿法脱硫法具有监测效果稳定、准确率高等优势，是目前应用最为广泛地锅炉废气排放监测方法之一，但是，采用湿法脱硫法对锅炉废气进行处理后，会导致烟气湿度较大，而烟气湿度过大又会干扰SO2浓度监测的准确性，导致SO2浓度几乎接近零，从而难以将烟气中的SO2浓度准确反映出来，为解决这一问题，就需要检测人员采用与传统等电位电解法监测仪器相配套的装置对烟气进行预处理，也即对湿度较大烟气进行加热，使其温度达到150℃以上变成干烟气，再进行监测，另外，检测人员也可采用带烟气预处理装置和非分散红外烟气分析仪直接监测和分析烟气，才能有效提高锅炉废气监测中SO2浓度监测的准确性。

5 结语

锅炉废气排放监测是基层环境监测站的重要监督性监测任务之一，做好锅炉废气排放监测，不仅能指导锅炉生产企业做好锅炉废气排放工作，从而保障企业员工的人身安全，同时还能为我国大气环境管理工作提供可靠的参考依据，对此，就需要基层环境监测站采样监测人员全面掌握锅炉废气监测操作程序，如做好采样前的检查和准备工作、采样及烟气分析，并且还需掌握锅炉废气监测几点注意事项，如做好监测仪器日常维护和定期检测仪器质量、合理选择滤筒和严格做好滤筒称重、合理确定采样位置、合理控制采样气流速度、间断排放的监测时间控制、避免监测过程中出现负值问题、大负压段样品采集注意事项以及高湿低硫条件下SO2监测注意事项，才能全面提高锅炉废气监测质量，从指导基层环境管理部门做好大气环境管理工作。