工業(yè)儀表與工程測(cè)試：第8章 粉塵濃度測(cè)量

1、第八章粉塵濃度的測(cè)量8.1 概述粉塵濃度測(cè)量的意義環(huán)境保護(hù)減少材料浪費(fèi)文明生產(chǎn)空氣流中粉塵濃度表示：粉塵濃度定義：空氣流中單位體積所含固體顆粒的量. 粉塵濃度單位：g/m3； g/Nm3； mg/m3測(cè)量粉塵濃度的方法：取樣稱(chēng)重法和在線測(cè)量法，以取樣稱(chēng)重法為主。光散射法是一種具有良好前景的在線測(cè)量法，有Lambert-beer消光法和Mie散射法。8.2 取樣管法測(cè)定粉塵濃度8.2.1 粉塵濃度測(cè)定裝置（1）取樣管三根管子組成。取樣管： 中間粗銅管；靜壓管： 二邊二根小銅管。 一根通至取樣管前端取樣嘴的圓錐套管內(nèi)；另一根通至取樣嘴的圓柱套管中部，以反映取樣管外部（管道）的氣體靜壓。（2）收塵器

2、1）旋風(fēng)收塵器（管道外濾塵） 主要組成部分：帶彎管的蓋子、帶進(jìn)氣管的錐形下灰斗、圓盤(pán)形擋灰盤(pán)。 蓋子和下灰斗用鐵卡子夾緊，為防止漏氣，中間加橡皮墊層。 使用時(shí)，在擋灰盤(pán)和蓋子間墊有絨布或玻璃棉， 注意： a. 濾筒含有少量有機(jī)粘合劑，在高溫氣體中使用時(shí)質(zhì)量會(huì)減輕，所以，取樣環(huán)境溫度200時(shí)，使用前須于300烘箱中熱處理1h，除去其中大部分有機(jī)物質(zhì)。2）濾筒（管道內(nèi)濾塵時(shí)用）有機(jī)粘合劑與玻璃纖維膠合而成的微孔筒。氣體通過(guò)時(shí)，所含塵粒被過(guò)濾下來(lái)，根據(jù)濾筒過(guò)濾前后的質(zhì)量差，即可確定氣體的含塵量。1-取樣嘴；2-鎖緊蓋；3-壓環(huán)；4-濾筒；5-濾塵罐；6-濾塵管b. 這種濾筒僅用于400 以下氣體含塵

3、量的測(cè)定，若氣體溫度高于400 ，應(yīng)采用氧化鋁陶瓷質(zhì)濾筒，其作用溫度可達(dá)800以上。 3）氣體流量計(jì)：孔板、濕式、轉(zhuǎn)子流量計(jì) 4）抽氣設(shè)備：真空泵 進(jìn)真空泵的氣體須經(jīng)凈化和去濕。噴射器：壓縮空氣吹入噴射器，噴射器出口處高速氣流造成負(fù)壓產(chǎn)生吸力，從吸氣管中抽取氣體，然后在混合擴(kuò)散管中混合后排出。8.2.2 測(cè)定原理及操作方法旋風(fēng)除塵器:當(dāng)取樣管二靜壓管所反映的靜壓相等時(shí)，取樣管內(nèi)與管道內(nèi)氣體流速相等。測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確。若管內(nèi)氣流速度高于管道內(nèi)氣流速度，較粗顆粒因慣性作用沿原運(yùn)動(dòng)方向向前流動(dòng)不進(jìn)入取樣嘴，細(xì)顆粒則隨氣流被吸入，含塵濃度測(cè)定值低于實(shí)際濃度；若管內(nèi)氣流速度低于管道內(nèi)氣流速度，部分細(xì)顆粒在

4、取樣嘴處改變方向不進(jìn)入取樣管，氣流中的粗顆粒因慣性作用進(jìn)入取樣嘴內(nèi)，進(jìn)入取樣嘴內(nèi)的粉塵并不隨進(jìn)入的氣體量按比例減小，含塵濃度測(cè)定值高于實(shí)際情況。 此外，取樣嘴應(yīng)對(duì)準(zhǔn)氣流，否則也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。（mm）抽氣量m3/min注意：若氣體中水分較大，收塵器應(yīng)置入保溫箱中以防止水氣在收塵器內(nèi)凝結(jié)、灰塵堵塞管道。 取樣嘴直徑確定： 濾筒：取樣時(shí)，濾筒置入一特制濾筒夾內(nèi)。 濾筒夾鎖緊蓋前端有一900短彎管，管一端有內(nèi)螺紋，根據(jù)取樣點(diǎn)風(fēng)速配不同直徑的取樣嘴。 濾筒不需保溫或加熱裝置。開(kāi)始時(shí)使采樣嘴背對(duì)氣流方向，用煙氣加熱5min后，即可按規(guī)程進(jìn)行取樣。旋風(fēng)除塵器原理： 管道中含塵氣體受?chē)娚淦鞯某榱ψ饔眠M(jìn)入取樣

5、嘴并沿取樣管進(jìn)入旋風(fēng)收塵器中進(jìn)行分離，粗顆粒落入集灰瓶中，細(xì)顆粒則被收集在絨布或玻璃棉上。收塵后的氣體流過(guò)孔板時(shí)產(chǎn)生壓差，由微壓計(jì)讀出壓差后可計(jì)算出氣體流量。抽取氣體的速度由噴射器管上的閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)，以使微壓計(jì)讀數(shù)在零點(diǎn)，達(dá)到等速取樣。 該測(cè)量系統(tǒng)適用于管道內(nèi)氣流較穩(wěn)定情形。如果管道內(nèi)氣流速度變化較大，則難以保證等速取樣。8.2.3 計(jì)算方法(1) 通過(guò)孔板流量計(jì)的流量（2）換算成標(biāo)況流量(m3/h)Pa孔板流量系數(shù)，通過(guò)孔板流量計(jì)的煙氣密度，kg/m3通過(guò)孔板流量計(jì)的煙氣溫度（3）工況下管道內(nèi)氣體流量管道內(nèi)氣體溫度， （4）時(shí)間(min)內(nèi)抽取的氣體量或(m3)（5）氣體含塵量(mn3)(g/

6、mn3)(g/m3)或總收塵量（g）影響因素：（1）取樣嘴位置和方向：平均風(fēng)速點(diǎn)上；與氣流方向完全相對(duì)：（2）儀器設(shè)備和連接管道漏氣、收塵器收塵效率（3）氣流穩(wěn)定性（4）取樣嘴靜壓差：保持管內(nèi)負(fù)壓稍大于管外負(fù)壓 （ 50Pa）8.2.4 不穩(wěn)定氣流中含塵濃度的測(cè)定測(cè)量系統(tǒng)：（1）測(cè)量原理： 含塵氣體受抽力進(jìn)入取樣嘴，經(jīng)收塵器收塵后，潔凈氣體通入盛水冷凝器中，水汽被冷凝留在瓶中，干氣體則進(jìn)入濕式流量計(jì)測(cè)出流量。 氣體壓力及溫度分別由流量計(jì)上的U形管壓力計(jì)和溫度計(jì)顯示。 為使水汽得到充分冷凝，使冷卻水保持流動(dòng)狀態(tài)。（2）計(jì)算方法 1）將流量計(jì)顯示的氣體體積換算為標(biāo)況氣體體積：（mn3）大氣壓力，P

7、a通過(guò)流量計(jì)的氣體壓力若系統(tǒng)有漏風(fēng)，被抽干氣體量為2）將水汽體積換算為干氣體體積：（mn3）氣體濕含量（kg水氣/kg 干氣）漏風(fēng)系數(shù)，%（ma3）3）含塵濃度計(jì)算：（g/mn3）（g/m3）（3）操作注意事項(xiàng)： 1）測(cè)定前先調(diào)好濕式流量計(jì)的水平位置及瓶?jī)?nèi)部水面高度； 2）每隔35min記錄一次負(fù)壓和溫度值，以便正確計(jì)算氣體量； 3）測(cè)定開(kāi)始時(shí)，抽氣閥門(mén)慢慢開(kāi)大，以免U型管中水銀倒吸入流量計(jì)中； 4）計(jì)算冷凝后廢氣的濕含量時(shí)，近似利用空氣的1-x圖，同時(shí)近似利用空氣密度計(jì)算其質(zhì)量并求得V水氣，誤差不大。8.3 煙塵濃度測(cè)定儀1、2、3組成取樣器4、5、6、7組成煙氣流量測(cè)定儀測(cè)量時(shí)，取樣器與煙

8、氣流量?jī)x配用D-2型抽風(fēng)機(jī)，以橡膠管連接。煙氣由取樣頭進(jìn)入取樣管和濾塵管，粉塵顆粒留于其中，4去掉水分，5變成非飽和干燥氣體，7測(cè)量流量，8排出。組成：取樣頭、取樣管、水氣分離器、溫度計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì) 取樣頭、取樣管和濾塵器組合成一套取樣器。濾塵罐內(nèi)裝有濾塵器。汽水分離器、電加熱器與溫度計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)組合安裝于一個(gè)箱體內(nèi)，構(gòu)成煙氣流量測(cè)定儀。測(cè)定步驟： (1) 取樣器與煙氣流量測(cè)定儀配用抽風(fēng)機(jī)以橡膠管連接。 (2) 根據(jù)氣體流速、溫度，按等速取樣原則選擇取樣頭尺寸，抽氣量。 (3) 含塵氣體由取樣頭經(jīng)取樣管進(jìn)入濾塵罐，粉塵顆粒沉積于取樣管和濾塵罐中。凈化后的氣體經(jīng)橡皮管進(jìn)入水氣分離器，凝結(jié)水被分離于瓶中。飽和狀態(tài)氣體再進(jìn)入加熱器升溫，變成非飽和的干燥氣體，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)由抽風(fēng)機(jī)熱電排出。 (4) 將取樣管及濾塵罐內(nèi)粉塵收集后取出，準(zhǔn)確稱(chēng)量。 (5) 計(jì)算含塵濃度。 計(jì)算方法： 流量計(jì)前不設(shè)干燥器時(shí)濕氣體量計(jì)算：式中，d取樣嘴直徑, mm； w 管道中氣流速度，m/s； t計(jì)流量計(jì)溫度， ； t管管道中氣體溫度， ； pa 大氣壓力，Pa； p管管道內(nèi)靜壓，P