鍋爐排放煙塵的測量不確定度評定

1監測方法
1.1方法依據
依據GB/T 5468—1991《鍋爐煙塵測試方法》和GB/T 16157—1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》對鍋爐排放煙塵的測量不確定度進行評定。
1.2設備信息
（1）德國益康便攜式煙塵直讀儀，經檢定合格。
（2）梅特勒天平，型號MS304S，經檢定合格。由說明書查得，在0g≤m≤50g 時，最大允差為±0.5mg，分辨力為0.1mg。
1.3測量原理
按等速原則從煙道中抽取一定體積的含顆粒物煙氣，通過已知重量的濾筒，煙氣中的塵粒被捕集，根據濾筒在采樣前后的重量和采氣體積，計算顆粒物排放濃度。
1.4操作步驟
首先將濾筒編號，于烘箱中105～110℃條件下烘1h，冷卻至室溫后稱重，復烘干至恒重。在工況負荷達到要求后，在現場記錄濾筒號，進行儀器檢漏，測定管道尺寸、溫度、含濕量、壓力和采樣的流速，選取采樣口后等速采樣，每個排氣筒采3個平行樣品。回實驗室將濾筒按采樣前條件于烘箱烘1h，冷卻至室溫后稱重，復烘干至恒重。采樣前后濾筒重量之差即為樣品重量，根據采樣體積計算出樣品的質量濃度。
2數學模型
3不確定度來源分析
由檢測方法和數學模型分析可知，鍋爐煙塵排放濃度測量，其不確定度的來源主要有以下幾個方面。
（1）采樣體積測量引入的不確定度。
（2）測量氧量引入 的不確定度。
（3）測量樣品引入的不確定度：稱量樣品引入的不確定度；樣品捕集效率引入的不確定度；濾筒失重引入的不確定度。
4不確定度分量的評定
4.1采樣體積測量引入的不確定度
采樣體積的不確定度來源于等速采樣時等速吸引流速的不穩定性和儀器采樣流速的誤差。
儀器使用說明書給出的等速吸引流速（5～45）m/s，誤差<±5%，用B 類方法評定，按均勻分布考慮，包含因子k=3，則引入的相對標準不確定度為：
urel（V1）=5%/3=0.029（5）
儀器使用說明書給出的技術指標，采樣流量的最大允許誤差≤±2.5%，用B 類方法評定，按均勻分布考慮，包含因子k=3，則引入的相對標準不確定度為：
urel（V2）=2.5%/3= 0.014（6）
上述兩項合成得到體積測量的相對標準不確定度為：
urel（V）=0.0292+0.0142=0.032（7）
4.2測量氧量引入的不確定度
按鍋爐煙塵測試方法的規定，測定結果應經過合理過量空氣系數折算的煙塵排放濃度表示并報出。所以，測量過量空氣系數也會產生一個不確定度分量。
儀器使用說明書給出的氧測量范圍為0%～25%，在測量范圍內示值的最大允許誤差≤±5%，用B 類方法評定，按均勻分布考慮，包含因子k=3，則引入的相對標準不確定度為：
urel（xo）=5%/3=0.029（8）
2015年2月綠色科技第2期
何雙：鍋爐排放煙塵的測量不確定度評定環境及保護
4.3測量樣品引入的不確定度
4.3.1稱量樣品引入的不確定度
稱量樣品引入的不確定度主要來自于以下方面。
（1）測量的重復性，可以通過多次獨立重復測量，采用A類方法評定求出。利用煙塵自動采樣儀測試1臺10蒸t/h鍋爐為例，該鍋爐滿負荷運行，排氣管直徑為1.0m，以動壓等速平行采樣方式按標準要求進行測試9次，測試結果見表1。
7結語
本實驗室按照國家標準分析方法測定鍋爐排放煙塵，測量結果的擴展不確定度為4.6mg/m3（k=2）。
在鍋爐排放煙塵測定過程中體積引入的不確定度分量在各不確定度分量中貢獻最大，是影響不確定度的主要因素。在煙塵排放濃度測量過程中，嚴格控制掌握鍋爐工況，照標準測試方法控制各項實驗環節，盡可能地減少抽氣體積的不確定度。此外，氧量和測量重復性引入的不確定度分量也不容忽視，因此，煙塵測試儀應按國家規定進行年檢，平時加強對儀器的維護和保養，適時對儀器性能進行期間核查。