(Методика выполнения измерений

«СОГЛАСОВАНО»
Заместитель директора по науке
БелГИМ
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор РУП «БелнипиЭнергопром»
_____________________Т.А. Коломиец
____________________ А.Н. Рыков
«____»_________________ 2012 г.
«____»_________________ 2012 г.
м. п.
м. п.
Изменение № 1
Методика выполнения измерений концентраций и выбросов
загрязняющих веществ, скорости газов, температуры,
влажности, давления электронными переносными
приборами
МВИ.МН 1003-2007
(Вводится взамен МВИ 1003-2004)
Разработчик
РУП «БелнипиЭнергопром»
Минск 2012
Дата выпуска
г.
ИЛ
ИЗВЕЩЕНИЕ
об изменении № 1
20.03.2008
Срок
изменения
Май 2012 года
ОБОЗНАЧЕНИЕ ДОКУМЕНТА
МВИ.МН 1003-2007
Лист Листов
2
ПРИЧИНА
КОД
Практический опыт по применению МВИ МВИ. МН
1003-2007
в
лабораториях,
осуществляющих
аналитический
контроль
в
области
охраны
окружающей
среды,
свидетельствует
о
необходимости разъяснения некоторых позиций
действующей методики.
Требуются уточнения в части контроля выбросов
диоксида
азота,
особенностей
приведения
измеренной концентрации загрязняющих веществ к
сопоставимым условиям по избытку воздуха, а также
необходима детализация отдельных позиций, в
соответствии с ТКП 17.08-01-2006(02120) Охрана
окружающей
среды
и
природопользование.
Атмосфера. Выбросы загрязняющих веществ в
атмосферный
воздух.
Порядок
определения
выбросов
при
сжигании
топлива
в
котлах
теплопроизводительностью до 25 МВТ.
Внесенные
изменения
не
повлияют
на
метрологические характеристики методики.
УКАЗАНИЕ
О
ЗАДЕЛЕ
УКАЗАНИЕ О
ВНЕДРЕНИИ
МВИ.МН 1003 - 2007 внесена 15.05.2008 в Реестр МВИ, допущенных к
применению в области охраны окружающей среды
ПРИМЕНЯЕМОСТЬ
РАЗОСЛАТЬ
Лаборатории, осуществляющие испытания в области охраны
окружающей среды, и аккредитованные в Национальной системе
аккредитации
БелГИМ, Минприроды
ПРИЛОЖЕНИЕ
На 5 страницах в 3 экземплярах
ИЗМ. № 1
CОДЕРЖАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ
Изменения внесены в пункты:
4.4 (стр. 6),
5 (стр. 7-10)
и 9.2 (стр. 15)
по изданию МВИ.МН 1003-2007 «Минск, «Бел НИЦ «Экология», 2008»
Изменения выделены цветом
Составил
Согласовал
Проверил
Н. контроль
Изменение внес
2
4.4 Выполнение измерений
4.4.1 Перед выполнением измерений необходимо вывести оборудование на
технологический режим работы, соответствующий задачам, которые ставятся при
проведении измерений. При государственном, ведомственном и производственном
контроле за выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух измерения
проводят при фактической нагрузке, о чем делается запись в таблице регистрации
результатов измерений. Длительность измерений должна быть около 20 минут. При
циклических процессах 20-минутный интервал измерений должен охватывать «пик»
нагрузки.
4.4.2 Для выполнения измерений зонд газоанализатора необходимо вставить в
штуцер, установленный в стенке газохода, и включить насос. После стабилизации
показаний дать выдержку в течение 1-2 мин. и выключить насос. Длительность
измерения концентраций обычно составляет 2-5 мин. В течение 20 мин. следует
выполнить не менее 3 измерений и затем усреднить результаты. После каждого
измерения необходимо извлечь зонд из газохода и продуть систему чистым воздухом
до полной очистки ячеек, т.е. до момента, когда показания по кислороду достигнут
20%, а по остальным компонентам снизятся и будут на уровне погрешности прибора.
Полученное среднее значение концентрации измеряемого вещества можно
использовать для определения массовых выбросов (г/с) только в том случае, если
измеренные значения отличаются между собой в пределах погрешности прибора.
При разбросе результатов измерений, превышающем погрешность прибора,
делают вывод о нестабильности процесса и выполняют 6-7 измерений в течение 20
минут, а их статистическую обработку выполняют по типу А.
В циклическом процессе, при измерениях с целью контроля выбросов,
предварительно оценивают характер цикла, а затем выполняют измерения таким
образом, чтобы при 20-минутном осреднении были охвачены области максимальных
концентраций.
При измерениях с целью определения средних за цикл выбросов, концентрации
загрязняющих веществ и расходы дымовых газов измеряются одновременно на
протяжении всего цикла с заданным шагом по времени. Затем на основании этих
измерений определяются выбросы с их последующим осреднением.
В случае, если длительность процесса меньше 20 минут, приведение выброса к
20-минутному интервалу выполняется следующим образом: выполняются измерения
концентраций загрязняющих веществ и расходов дымовых газов с шагом 2-3 минуты,
на основании которых вычисляются мгновенные значения выбросов. Их значения
усредняются и пересчитываются на длительность 20 минут по выражению
М 20 
М i 
,
n 20
(4.1)
где: Мi – каждое из n значений выбросов, полученных умножением измеренных
концентраций на соответствующие расходы дымовых газов, г/с.
τ – продолжительность процесса, мин.
n – количество замеров
Если газоанализатор имеет функцию непрерывного измерения концентраций с
автоматическим усреднением концентраций, то измерения после установки зонда
осуществляются непрерывно в течение 20-30 минут и в качестве результата
принимается среднее значение (показания прибора).
При
определении
выбросов
азота
оксидов
газоанализаторами,
укомплектованными каналами измерения концентраций азота оксида и азота
диоксида, измеренные величины азота оксида пересчитываются в азота диоксид с
3
использованием плотности азота диоксида. К полученной величине добавляется
фактическая измеренная величина концентрации азота диоксида.
При
определении
выбросов
азота
оксидов
газоанализаторами,
укомплектованными только каналом измерения NO, измеренные величины в ppm
пересчитываются в азота диоксид с использованием плотности азота диоксида. В
случае, если измеренные величины NO индицированы в мг/м3, для пересчета в азота
диоксид их следует разделить на 1,34 и умножить на 2,05.
*
*
*
5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ. ПРИВЕДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
К СОПОСТАВИМЫМ УСЛОВИЯМ
Единство измерений обеспечивается соблюдением настоящей МВИ, а также
требований, приведенных в инструкциях по эксплуатации приборов.
Важным условием обеспечения единства измерений концентраций и выбросов
загрязняющих веществ является приведение результатов к сопоставимым
(одинаковым) условиям по температуре, давлению, влажности, степени разбавления
дымовых газов воздухом и т.д.
Приведение к нормальным условиям по температуре и давлению. Величины,
полученные при измерениях, например скорости газов или концентраций веществ
характерны только для тех условий по температуре и давлению, при которых они
получены.
Приведение к нормальным условиям (н.у.) – (0 С и 101,32 кПа) расхода газов
осуществляют по формуле
Vн  V
273 * Рг
(t г  273)101,32
(5.1)
где: V – рассчитанный по измеренной скорости и площади сечения газохода расход
дымовых газов в контрольном сечении при температуре t (С), давлении Рг (кПа)
и относительной влажности  (% ОВ), м3/с;
Рг – сумма статического давления в газоходе и атмосферного давления Рб кПа;
tг – температура газов в газоходе, С.
Приведение к сопоставимым условиям по избытку воздуха. Концентрации
загрязняющих веществ в дымовых газах зависят от избытка воздуха в измерительном
сечении.
Приведение к заданным (сопоставимым) условиям по избытку воздуха или
содержанию кислорода осуществляется в следующих случаях:
- если при расчете выбросов используются результаты измерения концентраций
загрязняющих веществ, а расход отходящих газов определяется расчетным методом
по расходу топлива и содержанию кислорода в отходящих газах;
- если необходимо сравнить (соизмерить) величины концентраций, измеренные
или рассчитанные на разных технологических установках, котлах, печах, в разных
местах одной и той же установки и т.д.;
- если норматив установлен с учетом требований по содержанию кислорода
(коэффициента избытка воздуха) в отходящих газах.
4
Коэффициент избытка воздуха рассчитывают по формуле

21
21  O 2
,
(5.2)
где: О2.– измеренное содержание кислорода в дымовых газах, об. доля, %.
Пересчет измеренной концентрации при избытке воздуха α1 на избыток воздуха α2
осуществляется по формуле
С 2  С1
1
2
(5.3)
Значения расхода дымовых газов и концентрации в них вредных веществ должны
подставляться в формулу (10.1) для расчета выбросов при одинаковом избытке
воздуха, для чего необходимы пересчеты по формуле (5.3).
В таблице П Б.2 приложения Б приводятся значения парциальных давлений
водяных паров на линии насыщения в наиболее часто встречающемся диапазоне
температур окружающего воздуха и дымовых газов.
При температурах окружающего воздуха ниже 5ºC или когда температура точки
росы поступающей в прибор газовой пробы ниже 5ºC, а также в случаях, когда
газоанализатор оснащен осушителем или холодильником для пробы газа остаточной
влажностью пробы можно пренебречь и выражение (5.6) приобретает вид
C iм,1, 4

C i1   1   i
1,4
, мг/нм3
(5.7)
Приведение расхода газа к сопоставимым условиям при двух вариантах
определения расхода – по измеренной скорости и по расходу топлива.
1 Определение расхода дымовых газов по измеренной скорости в газоходе
выполняется по формуле
V=F х W, м3/с
(5.8)
где: F – площадь сечения газохода, м2;
W – измеренная средняя по сечению скорость потока в газоходе, м/с. Порядок
измерения скорости приводится в разделе 6.
Приведение измеренного расхода газа к нормальным условиям и его пересчет на
сухие газы выполняется по формуле
2
Vсух

V   2  273  Pг
 1 (273  t г )  101,325
(1 
 Рн о (t г )
2
100
Рг
),
(5.9)
В случае, если при сжигании топлива с известными характеристиками,
отсутствует возможность измерения влажности дымовых газов, формула 5.9 может
быть преобразована к виду
5
2
Vсух

V   2  273  Pг
1 (273  t г ) 101,325
(1 
Vн2о
Vог  (1  1)Vо
)
(5.9-а)
или
2 .
Vсух

2
V   2  273  Pг
1 (273  tг ) 101,325
k »
(5.9-б),
где:
V – рассчитанный по измеренной скорости и площади сечения расход уходящих
дымовых газов в контрольном сечении при избытке воздуха α1, температуре tг
(С), давлении Рг (кПа) и относительной влажности  (%), м3/с;
1 – коэффициент избытка воздуха в дымовых газах;
2 – коэффициент избытка воздуха, к которому осуществляется приведение;
Рг – давление в газоходе, равное сумме статического давления в газоходе и
атмосферного давления Рб кПа;
101,325 –нормальное атмосферное давление, кПа;
tг – температура дымовых газов, С;
Vог – удельный объем дымовых газов, образующихся при сжигании i-го топлива
при избытке воздуха α=1, м3 при н.у./кг(м3 при н.у.) (теоретический объем
дымовых газов);
VН2О – удельный объем водяных паров, входящих в состав дымовых газов,
образующихся при сжигании i-го топлива, м3 при н.у./кг(м3 при н.у.);
Vо – удельный объем воздуха, необходимый для сжигания i-го топлива, м3 при
н.у./кг(м3 при н.у.) (теоретический объем воздуха);
k – отношение объема сухих и влажных продуктов сгорания, значения которого
для основных видов топлива приведены в таблицах А.1 и А.2 приложения А
ТКП 17.08-01-2006(02120) «Охрана окружающей среды и природопользование.
Выбросы загрязняющих веществ в воздух. Порядок определения выбросов при
сжигании топлива в котлах теплопроизводительностью до 25 МВт» или
ТКП 17.08-04-2006(02120).
Удельные объемы Vог, VН2О и Vо берутся по фактическим данным или, в
зависимости от вида топлива, по /7/ или по таблицам А1 и А2 приложения А
ТКП 17.08-01-2006(02120)
«Охрана окружающей среды и природопользование.
Выбросы загрязняющих веществ в воздух. Порядок определения выбросов при
сжигании топлива в котлах теплопроизводительностью до 25 МВт» или
ТКП 17.08-04-2006(02120).
Если нет необходимости пересчитывать измеренный расход отходящих газов на
иной избыток воздуха, величины 1 и 2 в формуле 5.9-б опускаются.
2 Расход сухих дымовых газов может определяться
удельным объемам дымовых газов по формуле


Vсух
 В V0сух  (  1)V0
по расходу топлива и
 , м при нормальных условиях/с
3
6
(5.10)
При приведении к избытку воздуха =1,4 формула приобретает вид

1, 4
Vсух
 В V0сух
г  0,4V0
, м при нормальных условиях/с
3
(5.10А)
где: В – расход топлива, кг/с, м3/с;
V0 – теоретический объем воздуха, необходимый для сжигания топлива, м3 при
н.у./кг(м3 при н.у.);
сух
V 0г – теоретический объем сухих дымовых газов, образующихся при сжигании
топлива, м3 при н.у./кг(м3 при н.у.).
сух
Величины V0 и V 0 г берутся по фактическим данным или, в зависимости от вида
топлива, по /7/ или по таблицам А1 и А2 приложения «А» ТКП 17.08-01-2006 (02120)
«Охрана окружающей среды и природопользование. Выбросы загрязняющих веществ
в воздух. Порядок определения выбросов при сжигании топлива в котлах
теплопроизводительностью до 25 МВт».
*
*
*
9.2 Выполнение измерений влажности при температуре выше 100°С
При температурах выше 100°С электронные приборы по определению
относительной влажности дают результат, сравнимый с погрешностью прибора,
поэтому они не применимы.
При температурах газов выше 100°С измерения влажности следует выполнять
согласно ГОСТ 17.2.4.08-90 .
В случаях измерения влажности дымовых газов, образующихся при сжигании
топлив в агрегатах с известным составом дымовых газов, парциальное давление
водяных паров в дымовом газе определяется по формуле
Pф.Н 2О  Рг
V H 2O
V0 г  (  1)V0 ,
(9.2)
где: Рг – давление в газоходе, Па;
VH2O – объем водяных паров, образующихся при сжигании топлива, м3 при
3
н.у./кг(м при н.у.);
V0 – теоретический объем воздуха, необходимый для сжигания топлива, м3
при н.у./кг(м3 при н.у.);
V 0г – теоретический объем дымовых газов, образующихся при сжигании
топлива, м3 при н.у./кг(м3 при н.у.);
α – коэффициент избытка воздуха в газоходе, определяется по формуле (5.2).
Относительная влажность подсчитывается по формуле 9.1
Состав дымовых газов наиболее распространенных топлив приводится в
ТКП 17.08-04-2006, Приложения А-1, А-2.
7