锅炉废气检测质量控制措施分析

祁媛媛

（福建科胜检测技术有限公司，福建 莆田 351144）

引言

随着我国工业化进程的加快，环境污染问题日益严峻，尤其是大气污染。大气污染严重危及人类的身体健康，而工业生产是大气污染物排放的最大面源。锅炉是非常重要的一类能量转换设备，锅炉设备的应用给工业生产提供了必要的能量支持[1]。但是目前以生物质燃料为主的清洁型锅炉推广应用还不到位，大多还是使用燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉等，这一类锅炉在使用过程中会产生大量的工业废气，这些废气中含有大量的毒害物质，如果不经妥善处理随意排放，则会带来严重的大气污染，危及人们的身体健康。为此，必须要严格控制工业生产中锅炉废气的排放，加大锅炉废气治理力度。对锅炉废气进行排放控制和治理的基础环节是锅炉废气检测，废气检测的质量直接关系到后续废气治理的效果，也关系到有关工业产业的转型升级。当前，有关部门在具体组织锅炉废气检测工作的过程中，还存在检测准确性偏低、结果不可靠等的问题，究其根本原因就在于忽视了废气检测工作中一些细节方面的质量控制，进而影响了检测结果的准确性。为此需要采取相应的措施提升锅炉废气检测质量控制水平，把好锅炉废气检测质量关，以更好发挥检测工作在大气环境管理中的基础性作用。

1 锅炉废气检测的必要性

锅炉废气主要是指在工业生产中所使用的锅炉设备在燃烧时所排放出的有害气体。锅炉是一类能量转换设备，锅炉燃烧时会使用一些煤炭、柴油、天然气等的燃料，而输出具有一定热能的蒸汽、热水或者是有机热载体[2]。锅炉中的热水或高温蒸汽可以直接为工业生产和社会生活提供所需的热能，同时也可以利用蒸汽动力装置转换为机械能，而机械能又可以转换为电能。一般情况下根据锅炉所使用燃料的不同，将锅炉分为燃气锅炉、柴油锅炉、生物质颗粒锅炉、燃煤锅炉、天然气锅炉等多种类型。

锅炉这一类的能量转换设备无论是在工业生产领域还是生活供热领域都有着非常重要的应用，但是任何事物都有其两面性，锅炉在支撑工业生产的同时，燃烧后排放出的烟尘和有害气体对大气环境和人体健康都有一定的危害。锅炉废气中的有害物质主要包括二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、重金属物质、氟化物、二氧化碳等[3]。像二氧化硫，高浓度的二氧化硫可以使人呼吸困难，对人体呼吸系统造成严重损害；二氧化硫进入到大气层会氧化为硫酸，形成酸雨，对水源、土壤和动植物都会产生较大的危害；同时二氧化硫还会与大气中的粉尘相结合形成悬浮颗粒物，也就是我们常说的PM2.5，导致雾霾天气的出现，影响大气环境质量。而像氮氧化物这一类的物质，会刺激人的粘膜，包括鼻粘膜和眼部粘膜，增加病毒感染的发病率，同时还会引起支气管炎以及肺炎这一类的呼吸系统疾病，甚至会诱发肺细胞癌变；除此之外，氮氧化物的大量聚集会形成城市烟雾，影响可见度，进而抑制植物生长。

另外，锅炉废气的烟尘颗粒中还含有一类重金属物质，如铅、镉等，这些重金属颗粒随废气排入到大气当中，再经由呼吸进入人体，很有可能会引起人体的重金属中毒，进而损伤人体的神经系统和免疫系统；此外重金属颗粒也可以随降雨进入到土壤、河流湖泊当中，进而引发土壤污染和水体污染，并且伴随食物链最终进入到人体当中。基于锅炉废气的种种危害，加大锅炉废气治理力度刻不容缓，相应的锅炉废气检测工作的重要性也日益凸显。为了更好实现对锅炉废气的精准防治，就必须要做好锅炉废气检测工作，切实提升检验检测质量和效率水平。

2 锅炉废气检测工作概述

从定义上来看，锅炉废气检测主要就是指由专业的检测人员通过对锅炉排放的废气进行采样和分析，以检查工业生产所排放的废气是否达标这样的一项工作。近年来随着环境保护与污染防治工作的深入，加大了对锅炉废气排放的整治力度，出台了相应的锅炉废气检测方法和技术规范，主要有《锅炉烟尘测试方法》《固定源废气监测技术规范》等。根据相关规定，可以进一步明确锅炉废气检测的步骤和环节，主要包括：采样前的仪器设备检修与维护、现场采样、样品的标准化处理、样品运输与合理安置、检测数据分析与结果论证、出具检测报告。

在实际组织和锅炉废气检测的过程中，这些环节缺一不可，并且要做好全环节的质量控制，以确保所出具的检测报告及有关数据具备完整性、准确性、精密性和可比性，利用该检测数据不仅能够指导有关的生产企业做好锅炉废气排放处理，同时还能为我国大气环境管理工作提供可靠的参考依据。

3 锅炉废气检测中的质量控制措施

3.1 检测前期的质量控制

在实际组织和锅炉废气检测工作的过程中，要确保锅炉废气检测质量，就必须要做好前期的质量控制工作，主要就是指采样前的仪器设备检查、维护和保养和准备。具体而言，首先，针对废气检测工作中所使用的一些关键仪器设备，比如采样泵、烟尘采样管路、干燥器、烟气烟尘测试仪等，要做好相应的清洁、检查和校验工作。像烟气烟尘测试仪这一类的设备要严格按照规定每一个月完成一次校验，如果仪器设备近期使用频率较高，也要适当增加校验次数。在校验过程中，要重点校对仪器的流量，确保仪器流量和烟气空载流量的准确度。同时也要根据每次测试的二氧化硫或者是氮氧化物浓度的不同，来对相应烟气流量和标气值进行校准，确保相关仪器设备在正式检测中应用的稳定性和可靠性。

此外，负责废气检测的单位要定期将废气检测中所使用的比较精密的仪器设备送至专门的技术监督部门进行检定，检定合格后才可以用于锅炉废气检测。而像采样管路这一类的设备，在进行采样前要做好管路系统的连接性和气密性检查，确保管路畅通、无折点。

其次，要确保锅炉废气检测采样工作的顺利进行，还要做好采样前采样滤筒的质量控制工作。采样滤筒质量合格与否直接关系到最终检测结果的准确性。在进行采样滤筒准备过程中，需要注意四个要点。

（1）采样滤筒材质的选择，尽量避免使用玻璃纤维材质的滤筒，因为这一类材质的滤筒很容易出现薄厚不均匀、滤筒表面稀疏的情况。如果所选用的采样滤筒太薄，抗压能力就会较弱，进行采样时很容易会出现遇到高温碎裂的情况；太厚在进行采样时会产生较大的阻力，使得锅炉烟气、尘粒收集不够完整。因此必须要选择厚薄均匀、滤孔密集的刚玉采样滤筒。

（2）所选择和准备的采样滤筒必须要满足400 ℃以上高温中使用的需求。

（3）在实际检测的过程中，会使用到空白滤筒，空白滤筒使用时对于周围环境要求比较高，因此采样前还要做好对相关采样点周边温度、湿度、烟尘密度等环境值的测量，根据实际的环境值提前做好误差校正，以避免采样时由于温度和湿度的变化导致检测结果的不准确。

（4）在采样前还要做好采样滤筒的精准称量，称量过程中要注意控制实验室温度和湿度，记录好相应的环境数据，避免后续在进行实验室样品分析时，由于湿度的改变影响到滤筒自身的恒重，针对采样滤筒本身的自重要设置质控数值范围，以确保锅炉废气样品检测结果的准确性和可靠性。

3.2 检测样品采集过程的质量控制

在正式进行锅炉废气检测样品采集的过程中，由于采集环境相对复杂，需要做好细节方面的质量把控。

（1）要安排专人对锅炉运行情况进行监督，确保锅炉运行负荷保持在原始负荷的80%以上，避免有关企业在检测采样期间故意调低锅炉的运行负荷，影响锅炉废气样本采集的有效性。

（2）在进行锅炉废气采样的过程中，采样人员要把控好负值问题。负值问题是进行锅炉废气采样过程中影响检测质量的一个关键问题。导致检测结果出现负值的原因主要是采集时的锅炉废气浓度比较低，使得采集滤筒中收集的烟气、尘粒数量比较少，再加上采集过程中滤筒材质本身的损耗，使得最终送检样品的整体重量较轻，很有可能导致最终的检测结果为负值。为了尽可能避免负值问题的出现，在进行锅炉废气样品采集时，要根据锅炉废气排放的浓度适当调整采样滤筒的数量和采样时间，如果采样浓度偏低，可以适当减少1～2个滤筒，同时延长采样时间并增加采样体积，以确保所采集样品的质量。同时，相关人员也要考虑到采样滤筒本身的损耗，及时进行滤筒的更换，最大限度减小采样误差，保证废气检测质量。

（3）在锅炉废气采样过程中，还要正确选择采样点的位置。采样点位置的选择直接关系到最终所采集的锅炉废弃样本是否具有代表性，在《锅炉烟尘测试方法》当中有明确的规定，在进行废气采样时要避免在距离阀门过近处、弯头处和断面形状不规则处进行采样，尽可能选择在阀门、弯头以及不规则管段的下游方向，并且采样断面要不低于管道直径的1.5倍。在具体采样工作中，由于锅炉管道结构不尽相同，并不能保证采样点位置足够理想，但是需要遵循一般的位置选择规律，也就是要选择气流相对平稳的管段进行采样点的布置，同时垂直管道要优先于水平管道进行布点，因为垂直管道更能够避免锅炉废气中颗粒物的聚集，能够最大限度避免在采样时出现管道堵塞和颗粒物浓度分布不均的情况，进而保证采样质量。

（4）要根据采样时管道的复杂程度和规模来调整采样点的数量。在一般的圆形废气烟道当中，采样点位置一般是选择在垂直烟道中，而与垂直烟道垂直交叉的另一条烟道也要进行布点，进而增加布点的数量。同时如果所选择的采样点位置与弯头或者是不规则管道距离比较接近，相应的也要增加采样点的数量。如果是在方形或者是矩形的废气烟道中，要以棋盘格的形式进行布点，确保采样密度，保证样品检测质量。

（5）为确保锅炉废气样品采集质量，还要做好采样过程中气流速度的控制。在进行废气采样时，对进入采样嘴的气流速度和废气流速如果不能保持大致相等，就会影响样品采集的质量。因此采样时应当遵循等速原则，保证进入采样嘴的气流速度和烟道中废气的大致相等，误差范围不能超过10%。为此在进行采样前需要对采样点周边的温度、湿度以及压强等进行精准的测量，确保烟气流动速度的精准计算。在完成采样后，还需要再进行一次温度、湿度等数值的测量并进行流速计算，如果采样前后烟气流动速度差值过大，那么则需要重新进行采样。

（6）在进行锅炉废气样品采集的过程中还有可能存在烟道内负压强度大于15 kPa的问题，这时采样泵在进行工作时时既需要克服自身的阻力，同时还需要克服烟道内负压强度，这就很容易会影响样品采集的质量。

为此，在负压强度过高的管段，必须要采取有针对性的质量控制措施，具体包括：首先根据所计算的烟气流速大小，选择与采样泵相适应的采样嘴，根据动力学原理，烟气流速偏低时应当选择大采样嘴，确保采样流量与采样体积；烟气流速较高时则应当选择小采样嘴，避免采样泵负荷过大影响采样工作的顺利进行。需要注意的就是流速与采样嘴大小成反比。其次，为了尽可能减少采样泵受到来自自身采样系统的阻力，采样系统中要选择干燥性较好的硅胶，并且要及时去除粉末状且直径偏小的胶粒，同时增加干燥器的透气性，以此来尽可能降低采样系统的阻力。最后，要注意采样时的一些顺序问题，像在开关采样泵时应当先启动抽气泵；而在移动采样时则应当按照由远至近的方向进行移动；采样结束时采样枪拔出的方向要与气流方向相反，避免尘粒被烟道反吸，影响样品质量。

（7）对于一些间断排放的锅炉，在进行废气样品采集的过程中，要注意把控好采集的时间和样品的数量。如果锅炉废气排放时间为间隔一段时间进行一小时的集中排放，那么在一小时的集中排放时段内应当进行连续采样，样品数量不低于4个。如果间隔一段时间后集中排放的时间超过一小时，那么也可以在排放时段内采用等时间间隔的方式进行采样，样品数量同样不低于4个。

4 样品标准化处理中的质量控制

在完成采样后，需要对样品进行标准化处理。这一环节的质量控制要点一是在对采样滤筒进行烘烤时，要注意控制好烘烤箱的温度，烘烤温度最佳是在100～105 ℃之间，同时把控好烘烤的时长，不要超过一小时。二是在完成烘烤后，要立即将其置于干燥器中，并进行冷却，冷却至室温。三是在称重时所使用的天平秤精度必须要保持在0.1 mg，具体方法是用滤筒采样后的重量减去采样前的重量，得出所采集的烟尘的重量，就是废气质量。

5 样品运输与保存中的质量控制

在完成锅炉废气样本的标准化处理后，就要对样品进行封装保存并送至实验室检验。在样品封装保存和运输环节，一旦出现密封不到位或者是运输环境控制不达标等的情况，都会影响最终的废气检测质量。为此，必须要更加重视样品运输与保存环节的质量控制工作，首先有关单位必须要组建专门的运输管理小组，由专门人员负责进行过程控制。其次要根据不同样品的性质，制定运输和保存方案，比如针对颗粒状且理化性质较为稳定的样品，重点在于做好密封、防渗和减震工作，一定要避免容器倒置和容器破损，避免样本污染。针对一类气体样品，在保存和运输过程中要根据样品的理化性质做好避光、控温及控湿等的工作，比如二氧化硫气体在运输中就要避免受太阳直射或者是受热，环境温度不能超过40 ℃，因此要避开夏季高温天气运输。

6 结语

综上，锅炉废气检测是大气环境质量管理中的重要一环，同时也是一项复杂且专业的工作，要确保锅炉废气检测质量，有关检测单位及人员就要把握好废气检测中关键环节的质量控制要点和一些操作细节，尽可能避免人为因素所导致的质量问题，切实保障锅炉废气检测工作的顺利进行。