固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

1、 固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)編制說明固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范編制組2021年09月PAGE 18項(xiàng)目名稱：固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范。項(xiàng)目承擔(dān)單位：山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、淄博市生態(tài)環(huán)境服務(wù)質(zhì)量控制中心、山東大學(xué)。主要起草人：張淼、劉常永、李峰、崔琳、董勇、王增國、張茂利、張同星、張亮。目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc82592620 1.任務(wù)來源 PAGEREF _Toc82592620 h 3 HYPERLINK l _Toc82592621 2.工作過程 PAGEREF _Toc82592621 h 3 HY

2、PERLINK l _Toc82592622 2.1 成立編制組 PAGEREF _Toc82592622 h 3 HYPERLINK l _Toc82592623 2.2 查詢資料和初步調(diào)研 PAGEREF _Toc82592623 h 3 HYPERLINK l _Toc82592624 2.3 開題論證 PAGEREF _Toc82592624 h 3 HYPERLINK l _Toc82592625 2.4 編制技術(shù)規(guī)范征求意見稿和編制說明 PAGEREF _Toc82592625 h 4 HYPERLINK l _Toc82592626 3.標(biāo)準(zhǔn)編制的必要性 PAGEREF _Toc

3、82592626 h 4 HYPERLINK l _Toc82592627 3.1 落實(shí)兩辦意見提高監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量 PAGEREF _Toc82592627 h 4 HYPERLINK l _Toc82592628 3.2 滿足環(huán)境管理需求 PAGEREF _Toc82592628 h 4 HYPERLINK l _Toc82592629 3.3 完善煙氣自動監(jiān)測體系 PAGEREF _Toc82592629 h 4 HYPERLINK l _Toc82592630 4.國內(nèi)外煙氣流量監(jiān)測現(xiàn)狀及存在問題 PAGEREF _Toc82592630 h 5 HYPERLINK l _Toc82592

4、631 4.1 國外煙氣流量監(jiān)測現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc82592631 h 5 HYPERLINK l _Toc82592632 4.2 流速測量的相關(guān)方法/儀器原理 PAGEREF _Toc82592632 h 7 HYPERLINK l _Toc82592633 4.3 國內(nèi)煙氣流量監(jiān)測要求 PAGEREF _Toc82592633 h 8 HYPERLINK l _Toc82592634 4.4 我省煙氣流量監(jiān)測現(xiàn)狀及存在的問題 PAGEREF _Toc82592634 h 9 HYPERLINK l _Toc82592635 5.標(biāo)準(zhǔn)制修訂的基本原則和技術(shù)路線 PAGEREF

5、_Toc82592635 h 10 HYPERLINK l _Toc82592636 5.1 基本原則 PAGEREF _Toc82592636 h 10 HYPERLINK l _Toc82592637 5.2 編制依據(jù) PAGEREF _Toc82592637 h 10 HYPERLINK l _Toc82592638 5.3 技術(shù)路線 PAGEREF _Toc82592638 h 11 HYPERLINK l _Toc82592639 6.標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc82592639 h 12 HYPERLINK l _Toc82592640 6.1 標(biāo)準(zhǔn)名稱 PAGEREF

6、_Toc82592640 h 12 HYPERLINK l _Toc82592641 6.2 適用范圍 PAGEREF _Toc82592641 h 12 HYPERLINK l _Toc82592642 6.3 規(guī)范性引用文件 PAGEREF _Toc82592642 h 12 HYPERLINK l _Toc82592643 6.4 術(shù)語和定義 PAGEREF _Toc82592643 h 12 HYPERLINK l _Toc82592644 6.5 流量在線監(jiān)測技術(shù)要求 PAGEREF _Toc82592644 h 12 HYPERLINK l _Toc82592645 6.6 驗(yàn)收要

7、求 PAGEREF _Toc82592645 h 13 HYPERLINK l _Toc82592646 6.7 運(yùn)行維護(hù)要求 PAGEREF _Toc82592646 h 13 HYPERLINK l _Toc82592647 6.8 質(zhì)量控制 PAGEREF _Toc82592647 h 14 HYPERLINK l _Toc82592648 7.標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施建議 PAGEREF _Toc82592648 h 14 HYPERLINK l _Toc82592649 附件1：不同行業(yè)煙道煙氣流速均勻度的監(jiān)測數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc82592649 h 15 HYPERLINK l _Toc

8、82592650 附件2：監(jiān)測斷面流速分布相對均方根0.15的必要性說明 PAGEREF _Toc82592650 h 18固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范編制說明1.任務(wù)來源煙氣流量是固定污染源監(jiān)測的主要指標(biāo)，是排污許可證發(fā)放、排污稅核定征收、環(huán)境統(tǒng)計、總量減排、監(jiān)管執(zhí)法等環(huán)境管理的重要依據(jù)，其測量準(zhǔn)確性直接影響到環(huán)境管理決策，特別是中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法中規(guī)定在線監(jiān)測數(shù)據(jù)作為第一順序的計稅依據(jù)，因此規(guī)范、準(zhǔn)確監(jiān)測煙氣排放量十分重要。新的固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 75-2017)、固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求

9、及檢測方法(HJ 76-2017)等國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)對流量的測量提出了更為明確的要求。但仍存在檢測方法單一、技術(shù)應(yīng)用受限等問題，監(jiān)測點(diǎn)位不符合技術(shù)規(guī)范要求、煙氣流動不均勻、流速波動大、流速過低等異常情況也影響了流量監(jiān)測的準(zhǔn)確性，部分固定污染源煙氣流量監(jiān)測結(jié)果時常不能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況。因此，制訂系統(tǒng)的固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，指導(dǎo)固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測迫在眉睫。基于此種情況，省生態(tài)環(huán)境廳將固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范列入2019年山東省地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目名單，由山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心承擔(dān)本規(guī)范的制訂任務(wù)。2.工作過程2.1 成立編制組2019年10月，技術(shù)規(guī)范制訂任務(wù)下達(dá)后，

10、成立了技術(shù)規(guī)范編制組(以下簡稱“編制組”)。編制組由山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東大學(xué)，淄博市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量控制服務(wù)中心等單位中長期從事固定污染源研究、監(jiān)測的專業(yè)技術(shù)人員組成，同時明確了編制組各成員的分工和職責(zé)。2.2 查詢資料和初步調(diào)研2019年10月至2020年2月，編制組根據(jù)山東省環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作管理辦法的相關(guān)規(guī)定，開展現(xiàn)行管理規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、文獻(xiàn)等相關(guān)資料和情況的查詢、收集、整理等工作，主要包括國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)及研究成果，相關(guān)儀器設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展情況。同時，編制組向全省各市發(fā)出調(diào)研函，有針對性的對技術(shù)規(guī)范中涉及的設(shè)備測量原理、種類、安裝位置、煙道規(guī)范情況、行業(yè)等信息資料

11、進(jìn)行了收集，同時針對煙氣流速均勻分布、數(shù)據(jù)審核處理、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)、故障處置等內(nèi)容開展現(xiàn)場調(diào)研，并征求有關(guān)專家意見。2.3 開題論證在初步研究、廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前國家及我省對污染源自動監(jiān)測運(yùn)行維護(hù)工作的管理要求和技術(shù)規(guī)定，初步確定了規(guī)范中的主要技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)路線，編寫了開題論證報告和草案。2020年4月，編制組組織召開了技術(shù)規(guī)范的開題論證會，與會專家聽取了編制組開題論證報告和草案的內(nèi)容介紹，經(jīng)過質(zhì)詢、討論，形成論證意見。根據(jù)專家論證意見，編制組完善了技術(shù)路線和工作方案，為規(guī)范編制打下基礎(chǔ)。2.4 編制技術(shù)規(guī)范征求意見稿和編制說明根據(jù)工作方案，結(jié)合專家論證意見，編制組有序開展工作，深入多個

12、現(xiàn)場開展現(xiàn)場測試，獲取流場均勻分布等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的第一手資料，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過Fluent模擬軟件開展流場分布模擬分析，摸清煙道內(nèi)煙氣分布特征，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際探索提出煙氣流量合理性判斷的輔助手段，并多方征求意見和建議。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步修改完善了技術(shù)規(guī)范內(nèi)容，最終完成了技術(shù)規(guī)范征求意見稿和編制說明。3.標(biāo)準(zhǔn)編制的必要性3.1 落實(shí)兩辦意見提高監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量2017年9月，中共中央辦公廳和國務(wù)院辦公廳下發(fā)關(guān)于深化環(huán)境監(jiān)測改革提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的意見(廳字201735號)，明確了污染源自動監(jiān)測要求，定期檢定或校準(zhǔn)，保證正常運(yùn)行，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完整有效。黨中央、國務(wù)院對環(huán)境監(jiān)測工作提出了明確的工作目標(biāo)。3.

13、2 滿足環(huán)境管理需求新修訂的環(huán)保法規(guī)定，重點(diǎn)排污單位應(yīng)當(dāng)按照國家有關(guān)規(guī)定和監(jiān)測規(guī)范安裝使用監(jiān)測設(shè)備，保證監(jiān)測設(shè)備正常運(yùn)行，保存原始監(jiān)測記錄。新大氣污染防治法規(guī)定，重點(diǎn)排污單位應(yīng)當(dāng)對自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)。中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法規(guī)定，應(yīng)稅大氣污染物排放量，首先按照污染物自動監(jiān)測數(shù)據(jù)計算。可以看出國家頒布的多項(xiàng)法律法規(guī)均對監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求。按照相關(guān)法律法規(guī)要求，各重點(diǎn)排污單位安裝了流量在線監(jiān)測設(shè)備，但是，如何保障煙氣流量在線監(jiān)測設(shè)備能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，保證煙氣流量監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映污染物排放總量及實(shí)時變化情況，尚沒有獨(dú)立的、完整的技術(shù)規(guī)定。3.3 完善煙氣自動監(jiān)測體系

14、固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測主要依據(jù)固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 75-2017)，但在實(shí)際工作中，存在監(jiān)測點(diǎn)位不符合技術(shù)規(guī)范要求、煙氣流動不均勻、流速波動大、流速過低等復(fù)雜情況，現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范中點(diǎn)位布設(shè)、建設(shè)安裝、運(yùn)行維護(hù)等方面的內(nèi)容不能完全滿足現(xiàn)狀需求，部分固定污染源煙氣流量監(jiān)測結(jié)果與實(shí)際情況存在差異。因此，制訂系統(tǒng)的煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，完善我省固定污染源在線監(jiān)測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，指導(dǎo)固定污染源在線監(jiān)測工作勢在必行。4.國內(nèi)外煙氣流量監(jiān)測現(xiàn)狀及存在問題4.1 國外煙氣流量監(jiān)測現(xiàn)狀目前，各國之間關(guān)于煙氣流速的測量標(biāo)準(zhǔn)略有不同又相互聯(lián)系。(1)美國標(biāo)準(zhǔn)美國聯(lián)

15、邦法規(guī)40章第60款-附錄 A方法1-固定源采樣和測速斷面點(diǎn)位的選擇；美國試驗(yàn)與材料協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)管中平均速度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(皮托管法)，其編號為“ASTMD3154-2000(2006)”。(2)歐洲標(biāo)準(zhǔn)歐盟標(biāo)準(zhǔn)：固定源排放-低濃度粉塵測定-第1部分:人工重量分析法，其編號為“EN13284-1-2001”；德國：采用歐盟標(biāo)準(zhǔn)，其編號為“DIN EN13284-1-2001”(已經(jīng)升級為DIN EN13284-1-2018)。(3)國際標(biāo)準(zhǔn)固定源排放-管道氣流流速及流量測量“ISO 10780-1994”；固定源排放-低濃度時顆粒物(粉塵)質(zhì)量濃度的測定-人工重量分析法“ISO 12141-20

16、02”；固定源排放-顆粒物質(zhì)量濃度的手動測定“ISO 9096-2003”(已經(jīng)更新為ISO 9096-2017)。其中，各國煙氣流速測量標(biāo)準(zhǔn)之間的等效關(guān)系為：(1)國際標(biāo)準(zhǔn)“ISO 12141-2002”；德國標(biāo)準(zhǔn)“DIN EN13284-1-2001(已經(jīng)升級為DIN EN13284-1-2018)”；英國標(biāo)準(zhǔn)“BS ISO12141-2002”。(2)國際標(biāo)準(zhǔn)“ISO 9096-2003(已經(jīng)更新為ISO 9096-2017)”；英國標(biāo)準(zhǔn)“BS ISO9096-2003(已經(jīng)更新為BS ISO9096-2017)”，西班牙標(biāo)準(zhǔn)“UNE ISO9096-2005”，俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)“GOSTR

17、ISO9096-2006”。(3)歐盟標(biāo)準(zhǔn)“EN13284-1-2001”；德國“DIN EN13284-1-2001”(已經(jīng)升級為DIN EN13284-1-2018)。國外相關(guān)煙氣流速測量標(biāo)準(zhǔn)要求對比見表1。表1 國外相關(guān)煙氣流速測量標(biāo)準(zhǔn)要求對比標(biāo)準(zhǔn)號方法、儀器儀器使用特征采樣位置選擇ISO 10780-1994皮托管法、斜管壓力計測量范圍4m/s- 60m/s，準(zhǔn)確度為3.0%，抗塵好，若非耐高溫材料，溫度上限為400。采樣平面所在直煙道7倍直徑。根據(jù)直煙道部分的長度，將采樣平面放置在距離入口5倍直徑的位置。如果采樣平面臨近氣流出口，采樣平面必須距離煙道出口5倍直徑 ISO 9096-2

18、003采樣平面需選擇在形狀和橫截面積恒定的長直煙道上(最好為垂直煙道)。采樣平面上、下游避免擾動和改變氣流方向(如彎頭、鼓風(fēng)機(jī)或者污染治理設(shè)備的干擾)。當(dāng)采樣平面位于上游5倍直徑且下游2倍直徑(煙囪頂部5倍直徑)的直煙道時，采樣平面氣流符合規(guī)定要求，最大流速:最小流速3:1，氣流同煙道軸間的角度15范圍EN13284-1-2001美國聯(lián)邦法規(guī)40章60款-附錄A、ASTMD3154-2000(2006)皮托管法、數(shù)字壓力計測量范圍1.0m/s -60m/s，準(zhǔn)確度為1.0%，抗塵好，若非耐高溫材料，溫度上限為400。采樣位置應(yīng)選擇在距彎頭、煙道擴(kuò)大或縮小、可見火焰等流體擾動下游8倍直徑，上游2

19、倍直徑；平面上采樣速度需分布均勻，同時煙道氣流應(yīng)與采樣平面呈直角，在10范圍內(nèi)。各國煙氣流速測量的采樣位置都須在一定長度的直煙道中，以使采樣斷面氣流均勻分布。一些標(biāo)準(zhǔn)還對采樣斷面氣流做出了具體要求，如ISO 9096-2003和EN 13284-1-2001規(guī)定所有采樣點(diǎn)開始測量前需證明采樣斷面氣流符合相關(guān)要求，例如氣流同煙道軸間的角度5Pa)，最大流速與最小流速的比值小于3等。ASTMD3154-2000(2006)要求采樣斷面上速度須分布均勻，例如測量流速中須有80%至90%測量數(shù)據(jù)大于最大速度的10%，如果少于75%的測量數(shù)據(jù)大于最大速度的10%需改變采樣位置，同時煙道氣流應(yīng)與采樣平面呈

20、直角，在10范圍內(nèi)。各標(biāo)準(zhǔn)還對采樣點(diǎn)位置和采樣點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行了規(guī)定。在矩形煙道條件下，通過與煙道壁的平行線將矩形煙道分成等面積小塊，采樣點(diǎn)位于每小塊中心，ISO 10780-1994ISO 9096-2003及EN 13284-1-2001有更為嚴(yán)格規(guī)定，長邊劃分的數(shù)目多于短邊，且每小塊的長邊的長度不超過短邊的兩倍。對于采樣點(diǎn)的位置，ISO 10780-1994規(guī)定不能設(shè)置在距煙道壁2cm的范圍內(nèi)；ISO 9096-2003規(guī)定當(dāng)煙道長度大于1.5m時，采樣點(diǎn)不能放置在距煙道內(nèi)壁采樣線長度3%內(nèi)，當(dāng)煙道長度小于1.5m時，采樣點(diǎn)不能設(shè)置在距煙道內(nèi)壁5cm內(nèi)；EN 13284-1-2001規(guī)定采樣點(diǎn)

21、位置距內(nèi)壁位置大于采樣線長度3%內(nèi)或距煙道內(nèi)壁5cm，操作時取其兩者中的較大者；方法1中提及避免采樣點(diǎn)接近煙道內(nèi)壁。對于采樣點(diǎn)數(shù)目，通常隨截面積的增加而增加，但根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各標(biāo)準(zhǔn)間存在一個共識，當(dāng)面積超過一定程度時，采樣點(diǎn)數(shù)目不超過20個。各國標(biāo)準(zhǔn)對采樣點(diǎn)位置的規(guī)定如下表所示：ISO 10780-1994對橫截面積0.07m的矩形煙道最少采樣點(diǎn)數(shù)采樣面積A/m側(cè)邊最少點(diǎn)數(shù)n/個側(cè)邊最少采樣點(diǎn)數(shù)n/個0.07-0.38240.38-1.5391.5416ISO 9096-2003規(guī)定矩形煙道最少采樣點(diǎn)采樣面積A/m側(cè)邊最少點(diǎn)數(shù)n/個側(cè)邊最少采樣點(diǎn)數(shù)n/個0.0910.09-0.38240.38

22、-1.50391.5416EN 13284-1-2001規(guī)定矩形煙道最少采樣點(diǎn)采樣面積A/m側(cè)邊最少點(diǎn)數(shù)n/個側(cè)邊最少采樣點(diǎn)數(shù)n/個0.110.1-1.0241.1-2.0392.04最少12每平方米4個ASTMD3154-2000(2006)規(guī)定矩形煙道最少測量點(diǎn)數(shù)采樣面積A/m側(cè)邊最少點(diǎn)數(shù)n/個0.240.2-2.312大于2.320根據(jù)各國技術(shù)規(guī)范資料的查閱、收集和整理發(fā)現(xiàn)，煙氣流速均勻分布對于準(zhǔn)確監(jiān)測流速起到了至關(guān)重要的作用，另一方面，各國出臺的技術(shù)規(guī)范主要是規(guī)范人工監(jiān)測方面，對于自動監(jiān)測方面相對缺乏。4.2 流速測量的相關(guān)方法/儀器原理流速測量方法主要包括差壓法(如皮托管差壓流速計)

23、、超聲波法(如超聲波流速計)、熱平衡法(包括熱線/熱球式風(fēng)速計及熱膜風(fēng)速計)、翼形風(fēng)速計、光閃爍法(如光閃爍氣體流速計)等。主要儀器原理為：皮托管差壓流速計：氣體流速與氣體動壓的平方根成正比。皮托管法根據(jù)測得的動壓、靜壓和溫度等參數(shù)，計算煙氣流速。其儀器由標(biāo)準(zhǔn)皮托管或S型皮托管和壓力計組成。S型皮托管的測壓孔開口較大，不易被塵粒堵塞，且便于在厚壁煙道中使用。但受測量儀器的影響，低速時測量不確定度增大，測量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。超聲波流速計：由超聲換能器和信號處理單元構(gòu)成，利用聲波在流體中傳播時會因?yàn)榱黧w的流動方向不同而傳播速度不同，測量超聲波在流體中逆流傳播時間和順流傳播時間，從而計算出流體流動的速度

24、和流量。通過提高測試時間時鐘的頻率可以減小測量誤差，選擇合適的修正系數(shù)也可以提高測量精度，其在低流速時也能保持良好的測量精度，但價格較高。熱線(熱球)式風(fēng)速計：把加熱到一定程度的熱絲或熱敏電阻放在氣流中時，將產(chǎn)生冷卻效應(yīng)，其散熱量和電阻變化與氣流速度存在一定關(guān)系，因此通過測量散熱量或電阻值變化可推算氣體的流速。熱膜風(fēng)速計：測量原理與熱線(熱球)式風(fēng)速計大體一致，熱膜風(fēng)速計的熱敏元件涂有石英或陶瓷的防護(hù)膜，從而大大提高了熱敏元件的強(qiáng)度，延長了使用壽命。但熱線(熱球)式風(fēng)速計和熱膜風(fēng)速計更適合在常溫下較清潔的空氣中使用。翼形風(fēng)速計：根據(jù)葉輪旋轉(zhuǎn)速度求出流速。儀器由測量頭和指示儀表兩部分組成，其轉(zhuǎn)速

25、用傳感器線圈的電訊號方式檢測，再轉(zhuǎn)換成脈沖訊號傳送出。其抗塵良好，溫度范圍有限，在小煙道探頭占空間位置會干擾測定。光閃爍氣體流速計：基于光閃爍理論和時間相關(guān)性，通過記錄流體流動標(biāo)識點(diǎn)經(jīng)過兩個在流動方向上相距一定距離的觀測者所用的渡越時間來計算流速。該過程無需參考聲速、光速或壓力等其他物理量，不受介質(zhì)成分、溫度、壓力、相對濕度等因素影響，測量精度較高，但價格高。綜上，適用于固定污染源煙氣流速測量的儀器主要是皮托管差壓流速計、超聲波流量計、光閃爍流速計等。其中，皮托管差壓流速計雖然受流速等使用條件的限制，但其依然是目前應(yīng)用最為廣泛的煙氣流速測量儀器，因此，需要在使用條件滿足的前提下應(yīng)優(yōu)先選用皮托管

26、差壓法測量煙氣流速；超聲波流速計測量精度更高且使用條件更為廣泛，但其價格較高且目前應(yīng)用相對較少，可在不滿足皮托管差壓法測量的條件下選用。4.3 國內(nèi)煙氣流量監(jiān)測要求我國先后發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)包括固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法(GB/T 16157-1996)固定污染源監(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范(試行)(HJ/T 373-2007)固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ/T 397-2007)，以及2017年新修訂的固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 75-2017)等，我省也先后制定過固定污染源廢氣監(jiān)測點(diǎn)位設(shè)置技術(shù)規(guī)范(DB37/T 3535-2019)固定污

27、染源煙氣流速在線監(jiān)測 超聲波法(DB37/T 3462-2018)等規(guī)范。與國外一樣，在流速測量方面應(yīng)用最為廣泛的方法是皮托管法，此外，超聲波時差法流量計也獲得了少量應(yīng)用。新修訂的標(biāo)準(zhǔn)中，下游直煙道的長度已經(jīng)與國外標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，雖然上游直煙道的長度比國外要求低，但與ISO 9096-2003EN 13284-1-2001和ASTMD3154-2000(2006)類似，新修訂的標(biāo)準(zhǔn)中還增加了對測量截面煙氣分布均勻度的要求?；趪鴥?nèi)外煙氣流量測量現(xiàn)狀分析，相對成熟且應(yīng)用廣泛的測量方法主要是皮托管差壓法，因此，在本規(guī)范的制定過程中，確定了進(jìn)一步規(guī)范皮托管差壓測量方法為主、拓展采用新測量方法為輔的路線。針

28、對國內(nèi)外對不同測量方法(特別是皮托管測量方法)流速測量下限要求不明確、對測量面流場分布要求不清晰、對測量方法選用條件不具體等問題，本規(guī)范進(jìn)行了系統(tǒng)補(bǔ)充與說明。4.4 我省煙氣流量監(jiān)測現(xiàn)狀及存在的問題2019年底編制組在全省范圍共調(diào)研了3600個自動監(jiān)測點(diǎn)位的現(xiàn)狀和運(yùn)行情況。調(diào)研結(jié)果表明，一是調(diào)研的點(diǎn)位均安裝了流量在線監(jiān)測設(shè)備，主要采用皮托管差壓法，占比超過98%，其他的多為超聲波法，占比低于2%；二是安裝在煙囪上的占比接近90%，安裝在水平煙道上的占比不足11%，其中有個別點(diǎn)位安裝了整流裝置；三是出現(xiàn)過流速低于5米/秒情況的點(diǎn)位占比約45%；四是絕大部分點(diǎn)位沒有開展過流場分布均勻度分析。結(jié)合有

29、關(guān)要求，梳理我省煙氣流量自動監(jiān)測目前存在以下幾方面的問題：(1)設(shè)計規(guī)劃受建設(shè)項(xiàng)目場地限制、多次提標(biāo)改造等因素影響，部分現(xiàn)場煙道、煙囪在規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)時，未充分考慮流量在線監(jiān)測問題，導(dǎo)致后期點(diǎn)位選擇、設(shè)備安裝時無法滿足監(jiān)測要求。(2)點(diǎn)位布設(shè)固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 75-2017)中規(guī)定了“測量位置應(yīng)避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位，對于圓形煙道，應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向4倍煙道直徑，以及距上述部件上游方向2倍煙道直徑，且不宜安在煙氣流速5m/s的位置”和“煙氣分布均勻度滿足相對均方根0.15”的要求。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，一是實(shí)際安裝過程中，通

30、過理論計算、科學(xué)論證尋找合適點(diǎn)位的現(xiàn)場很少，更多的是采用目測、估算等方式，在煙道、煙囪上較隨意的選擇在線監(jiān)測設(shè)備安裝位置，選擇的點(diǎn)位缺乏科學(xué)性和代表性。二是部分現(xiàn)場存在多臺鍋爐共用一根排氣筒，水平煙道距離短無法安裝的情況，安裝在煙囪上既無法準(zhǔn)確分辨哪臺鍋爐排污情況又容易產(chǎn)生煙氣流速不均勻，流速低于5m/s的情況，監(jiān)測點(diǎn)位選擇難度較大。三是多數(shù)現(xiàn)有流速參比監(jiān)測點(diǎn)位均未嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，參比監(jiān)測孔數(shù)量一般只設(shè)置了1個，無法滿足參比監(jiān)測要求。(3)儀器方法固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 75-2017)要求，流速CMS不宜安裝在流速小于5m/s的位置。但是目前

31、固定污染源經(jīng)常出現(xiàn)低負(fù)荷運(yùn)行的情況，根據(jù)調(diào)研，存在煙氣流速低于5m/s情況的占比高達(dá)45%。HJ 75所述流速CMS應(yīng)為皮托管差壓法，在流速低于5m/s時測量誤差增大，無法準(zhǔn)確反映真實(shí)流量。雖然我省發(fā)布了超聲波時差法的煙氣流速在線監(jiān)測方法，但是由于未明確應(yīng)用條件，實(shí)際安裝應(yīng)用較少。(4)速度場系數(shù)固定污染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 75-2017)規(guī)定，參比方法與流速CMS同步測量煙氣流速時，誤差超過指標(biāo)要求時，可根據(jù)參比方法測量的煙氣平均流速與同時間區(qū)間相同狀態(tài)的流速CMS測量的煙氣平均流速的比值即速度場系數(shù)，進(jìn)行修正。現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，部分現(xiàn)場流場分布不均勻，生

32、產(chǎn)負(fù)荷的變化容易導(dǎo)致速度場系數(shù)不穩(wěn)定，使用皮托管差壓法的流速CMS以速度場系數(shù)(或相關(guān)性)來修正在線監(jiān)測流量，存在不能反映真實(shí)流量的情況。(5)運(yùn)行維護(hù)流量在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行維護(hù)沒有獨(dú)立的規(guī)定要求，加之流量監(jiān)測設(shè)備采樣管普遍較長，現(xiàn)場拆裝難度大，日常維護(hù)操作復(fù)雜，導(dǎo)致流速CMS的運(yùn)行維護(hù)較其他設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)差，不能有效保障流量監(jiān)測設(shè)備準(zhǔn)確運(yùn)行。5.標(biāo)準(zhǔn)制修訂的基本原則和技術(shù)路線5.1 基本原則科學(xué)性原則。技術(shù)規(guī)范的編制借鑒國內(nèi)外各類固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合山東省煙氣流量在線監(jiān)測現(xiàn)狀、存在問題，對現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)充完善，使之能夠滿足相關(guān)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的需求。實(shí)用性原則。技術(shù)規(guī)范

33、的相關(guān)要求要能夠滿足煙氣流量在線監(jiān)測工作的需求，要充分考慮實(shí)際工作中的便利性和可操作性。針對性原則。技術(shù)規(guī)范的制定以提高流量在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、有效性為目的，重點(diǎn)解決當(dāng)前存在的難題，指導(dǎo)煙氣流量在線監(jiān)測。5.2 編制依據(jù)(1)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法(2015年1月1日起施行)；(2)中華人民共和國大氣污染防治法(2016年1月1日起施行)；(3)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)稅法(2018年1月1日起施行)；(4)固定污染源自動監(jiān)控管理辦法(總局令第28號)；(5)固定污染源自動監(jiān)控設(shè)施現(xiàn)場監(jiān)督檢查辦法(環(huán)境保護(hù)部第19號令)；(6)標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則(GB/T 1.1-2020)；(7)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

34、編制出版技術(shù)指南(HJ 565-2010)；(8)山東省生態(tài)環(huán)境廳生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作管理辦法(魯環(huán)函2021215號)；(9)固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法(GB/T 16157-1996)；(10)固定污染源在線監(jiān)測運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)范(DB37/T 4011-2020)；(11)固定污染源煙氣質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范(試行)(HJ 373-2007)；(12)固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 75-2017)；(13)固定污染源廢氣監(jiān)測點(diǎn)位設(shè)置技術(shù)規(guī)范(DB37/T 3535-2019)；(14)固定污染源煙氣流速在線監(jiān)測 超聲波法(DB

35、37/T 3462-2018)；5.3 技術(shù)路線(1)前期準(zhǔn)備階段：檢索、查詢和收集國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)資料，對有代表性的省市開展調(diào)研，分析我省固定污染源煙氣流量工作現(xiàn)狀和存在的主要問題。(2)開題論證階段：針對問題，結(jié)合我省需要和特點(diǎn)，提出規(guī)范編制的主要思路和規(guī)范的主要內(nèi)容，通過專家質(zhì)詢論證，確定編制工作方案。(3)研究編制階段：在開題論證的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步調(diào)查研究，編制完善規(guī)范內(nèi)容，最終形成技術(shù)規(guī)范文本和編制說明。本規(guī)范的制定技術(shù)路線見圖1。圖1 技術(shù)路線圖6.標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容本技術(shù)規(guī)范的整體框架主要包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、流量在線監(jiān)測技術(shù)要求、運(yùn)行維護(hù)要求、質(zhì)量控制、附錄，共7部

36、分。6.1 標(biāo)準(zhǔn)名稱固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測技術(shù)規(guī)范6.2 適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測斷面設(shè)置、方法選擇、點(diǎn)位布設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、質(zhì)量控制等技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于山東省固定污染源煙氣流量在線監(jiān)測。6.3 規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中參考了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等，并將其作為本標(biāo)準(zhǔn)的一部分納入到本標(biāo)準(zhǔn)中，與本標(biāo)準(zhǔn)具有同等的效力。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。6.4 術(shù)語和定義為更好理解本標(biāo)準(zhǔn)，對相關(guān)術(shù)語進(jìn)行了定義，其中術(shù)語連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)(CMS)、速度場系數(shù)等沿用了固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 75-2

37、017)和固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法(HJ 76-2017)的定義，另外對標(biāo)準(zhǔn)新增術(shù)語進(jìn)行了定義。監(jiān)測點(diǎn)位：為開展固定污染源煙氣監(jiān)測工作所設(shè)置的監(jiān)測或采樣位置及其配套設(shè)施。包括監(jiān)測斷面、監(jiān)測孔、監(jiān)測平臺及通往監(jiān)測平臺的保障性、輔助性設(shè)施等。監(jiān)測斷面：煙氣流量監(jiān)測或采樣位置所在的煙道(排氣筒)截面。參比監(jiān)測孔：用于抽檢煙氣流量在線監(jiān)測準(zhǔn)確度的手工監(jiān)測孔口。速度場系數(shù)：參比方法與流速CMS同步測量煙氣流速，參比方法測量的煙氣平均流速與同時間區(qū)間且相同狀態(tài)的流速CMS測量的煙氣平均流速的比值。點(diǎn)測量：選定監(jiān)測斷面中固定點(diǎn)位測量煙氣流速的方法，如皮托管差

38、壓法等。線測量：在監(jiān)測斷面中采用水平或傾斜對置方式布置，測量煙氣在對置線上流速的方法，如超聲波時差法。6.5 流量在線監(jiān)測技術(shù)要求(1)提出了新建項(xiàng)目、現(xiàn)有項(xiàng)目煙氣流量在線監(jiān)測總體要求。新建項(xiàng)目要按“三同時”要求，同步建設(shè)規(guī)范的排氣筒，預(yù)留規(guī)范的流量監(jiān)測斷面；現(xiàn)有項(xiàng)目不規(guī)范的，要按技術(shù)規(guī)范要求采取相應(yīng)措施符合要求。圖2 各類流量CMS監(jiān)測方法選擇路線圖(2)針對不同監(jiān)測斷面情況，給出了適用監(jiān)測方法指導(dǎo)，滿足“前4后2”流速分布均勻且流速5米/秒的監(jiān)測斷面可以使用單點(diǎn)皮托管測流速，一般負(fù)荷下，流速5米/秒的，要選擇超聲波時差法等線測量法；在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中我們選擇不同行業(yè)且監(jiān)測口符合“前4后2”

39、的點(diǎn)位對流場分布進(jìn)行了調(diào)研，采用皮托管法進(jìn)行了人工監(jiān)測，各排放筒內(nèi)不同測點(diǎn)測得的流速流場基本是均勻穩(wěn)定的，可以找到具有代表性的流速CMS安裝點(diǎn)位，詳情見附件1。(3)對于不能滿足“前4后2”要求的監(jiān)測斷面，要求進(jìn)行整流確保流速分布均勻，并提供證明監(jiān)測斷面流速均勻度符合要求的材料，監(jiān)測斷面流速分布相對均方根0.15的必要性說明見附件2。(4)明確使用皮托管法時，所在監(jiān)測斷面要選擇在污染源額定生產(chǎn)負(fù)荷30%以上時，流速要5米/秒的位置。對于多個污染源共用一個排氣管道的，按照以每個污染源的實(shí)際負(fù)荷相加，除以額定總負(fù)荷，來計算負(fù)荷百分比。(5)給出監(jiān)測斷面截面尺寸確定方法，既可以根據(jù)項(xiàng)目施工圖紙確定，

40、也可通過實(shí)際測量確定，明確由主體責(zé)任方排污單位核定實(shí)際尺寸，提出使用激光測距儀測量時的注意事項(xiàng)。(6)針對點(diǎn)(線)測量方法，給出點(diǎn)位布設(shè)指導(dǎo)。強(qiáng)調(diào)參比監(jiān)測孔應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照GB/T16157設(shè)置，以滿足規(guī)范開展參比監(jiān)測要求。6.6 驗(yàn)收要求提出監(jiān)測點(diǎn)位規(guī)范性自查、調(diào)試檢測、技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)收等要求，明確排污單位責(zé)任。6.7 運(yùn)行維護(hù)要求對于監(jiān)測點(diǎn)位及平臺維護(hù)需要按照DB37/T 3535標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行；針對流速CMS、皮托管差壓法、超聲波時差法系統(tǒng)輔助設(shè)備提供了針對性運(yùn)維內(nèi)容和頻次指導(dǎo)。6.8 質(zhì)量控制完善質(zhì)控措施，要求定期開展校準(zhǔn)、校驗(yàn)，超聲波時差法流速CMS可采用聲速檢驗(yàn)替代，進(jìn)一步提高流量監(jiān)測質(zhì)量。

41、當(dāng)流速小于5米/秒時，超聲波時差法可依據(jù)DB37/T 3462中使用聲速檢驗(yàn)替代，GB/T 30500中公式適用于帶壓力的氣體。煙氣中成分說明：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(273K,101.325kPa)下，空氣是由21%的氧氣、78%氮?dú)狻?%的其他氣體組成，干燥空氣的分子量為28.959，其密度為1.2928 kg/m3。一般情況下，煙氣是由氧氣和碳?xì)浠衔锶紵蟮臍怏w產(chǎn)物。工業(yè)環(huán)境下，燃燒條件都是過氧燃燒。因此，煙氣中主要成分為氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、水蒸氣組成，其他成分可以忽略不計，較GB/T 30500中氣體成分要相對簡單。煙氣中主要成分見下表1表1 煙氣中主要成分表煙氣主要成分各氣體成分適用范圍體積比

42、分子量N2080%28O2020%32CO2020%44H2O020%18目前廢氣固定污染源排放煙氣均為常壓下狀態(tài)，其超聲波流速計理論聲速由監(jiān)測儀器廠家提供。7.標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施建議加強(qiáng)技術(shù)規(guī)范的宣傳與培訓(xùn)，落實(shí)排污單位主體責(zé)任，加強(qiáng)煙氣流量監(jiān)測規(guī)范性建設(shè)與運(yùn)行，各級生態(tài)環(huán)境部門加強(qiáng)監(jiān)管，及時跟蹤標(biāo)準(zhǔn)評價與新技術(shù)，適時對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改完善。附件1不同行業(yè)煙道煙氣流速均勻度的監(jiān)測數(shù)據(jù)我們選擇不同行業(yè)且監(jiān)測點(diǎn)位符合“前4后2”要求的煙道，對煙氣流速均勻度進(jìn)行了監(jiān)測 ，具體監(jiān)測數(shù)據(jù)見下表1-1-表1-6。表1-1采樣點(diǎn)位名稱某水泥1號窯尾煙道截面積8.55 m2采樣點(diǎn)位高度(m)40流速CMS采樣管長度(m)1.7排筒高度(m)105人工監(jiān)測采樣管探入深度(m)10.80.60.40.2流速(m/s)第1次13.11113.613.614.8第2次12.911.612.414.212.4第3次12.913.715.412.913.6均值12.9612.113.813.613.6測點(diǎn)平均值13.2備 注表1-2采樣點(diǎn)位名稱某焙燒西1號煙道截面積3.14 m2采樣點(diǎn)位高度(m)22流速CMS采樣管長度(m)1.5排筒高度(m)40人工監(jiān)測采樣管探入深度(m)10.80.60.40.2流速(m/s)第1次11.