煙氣監(jiān)測中的部分概念辨析

1.DAS軟件中的速度場常數(shù)K_v

　　島津CEMS系統(tǒng)中的煙氣流速采用的是皮托管法，根據(jù)動壓測定流速原理可知，氣體的流速與其動壓的平方根成正比，即

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

式中： 為氣體流速，m/s；ΔP為氣體動壓，Pa； 為煙氣密度，㎏/m³； 為皮托管系數(shù)。

　　在通常污染源煙氣條件下，式（1）可簡化為：

　　　　　　　　　　　（2）

式中： 為煙氣溫度，℃。

根據(jù)式（2），如測出某點的煙氣動壓與煙氣溫度，便可計算出該點的煙氣流速。

　　設(shè)：采用多點手工方法測定的監(jiān)測截面的煙氣平均流速為，采用在線自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）測定的監(jiān)測截面某一點的煙氣流速為，則

　　　　　　　　　　　　　 （3）

式中： 為監(jiān)測截面平均動壓的平方根；為監(jiān)測截面某一點動壓的平方根。

　　由于兩種測定方法的測定位置接近，可認(rèn)為二者所處位置的煙氣溫度相同，即，則　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （4）

式中： 為皮托管系數(shù)之比。

　　若兩種方法的皮托管系數(shù)近似相等，則 （一般S型皮托管系數(shù)為0.84），則：

　　，這樣，兩種測定方法的流速之比即可轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的動壓的平方根之比。

　　經(jīng)分析，在ΔP2的測定點不變的條件下，于任一時刻，應(yīng)為一近似定值。這樣，即可用監(jiān)測系統(tǒng)測定的某一時刻固定點煙氣流速去確定整個監(jiān)測截面的煙氣平均流速。在這里，將 定義為速度場常數(shù)，指在相同時間區(qū)間，煙道或管道全截面煙氣平均流速與截面內(nèi)某一固定點的煙氣流速之比值。結(jié)論：位于煙道截面內(nèi)某一合適固定點放置一皮托 管探頭，測出該點的煙氣流速，利用該點的煙氣流速及速度場常數(shù)即可計算出煙道截面的煙氣平均流速，從而用于二氧化硫排放總量的計算。

2.干態(tài)煙氣與濕態(tài)煙氣

　　與大氣相比,煙氣中的水蒸氣含量較高,變化范圍較大,為便于比較,監(jiān)測方法規(guī)以除去水蒸氣后標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煙氣為基準(zhǔn)表示煙氣中有害物質(zhì)的測定 結(jié)果。含濕量的測定方法有重量法、冷凝法、干濕球法等。煙氣濕態(tài)體積就是煙氣的實際體積。干態(tài)體積是去掉煙氣中水蒸汽含量后的體積。

3.工況和標(biāo)況

　　依煙氣狀態(tài)不同，分為工況和標(biāo)況兩種，工況是依實際條件測定的煙氣量，標(biāo)況是工況換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣量Nm3/h是指通常狀態(tài)下的風(fēng)量，即20度，1個大氣壓下；
　 　因為氣體是可以壓縮的，流量與狀態(tài)有關(guān)。Nm3/h叫標(biāo)立方是就氣體而言的，是指換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，是1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下273K下的體積。Nm3 /h在環(huán)保中常用，許多環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)均有表述，是指換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量，標(biāo)態(tài)為溫度273K（0度）,壓力101325Pa.可按下式簡單換算：V標(biāo) 準(zhǔn)/V實際＝273/（273＋T實際），V-體積流量,T實際-實際氣溫

　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)standard condition
　　煙氣在溫度為273K，壓力為101325Pa時的狀態(tài)，簡稱“標(biāo)態(tài)”。
　　一般標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的大氣污染物排放濃度均指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣的數(shù)值。

　　大氣污染物排放登記表上面給出的污染源排放廢氣量采用的是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積。標(biāo)準(zhǔn)立方米指的是溫度273K，壓力為101325Pa時的干空氣所占體積。
　　在大氣環(huán)境模式計算里，使用的是工況狀態(tài)下的體積和煙氣實際排放速度，在不考慮氣體壓縮影響和濕度極小時，工況狀態(tài)煙氣體積可由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積換算出；
V=VN*PN*T/P*TN
式中： V-工況狀態(tài)下干空氣的體積；
VN-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干空氣的體積；
P-工況狀態(tài)下大氣壓，hPa；
PN-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下大氣壓，1013.25hPa；
T-工況狀態(tài)氣體溫度，K；
TN-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度；273.15K。
　　在大氣環(huán)境容量測算時，必須進行上面修正，否則煙氣抬升計算不正確，甚至?xí)霈F(xiàn)煙氣的虛假下洗，導(dǎo)致容量測算有誤。

4.標(biāo)準(zhǔn)立方米

　　氣體流量測量單位采用標(biāo)準(zhǔn)立方米，看似體積單位，其實為質(zhì)量單位，它與使用地點的壓力，溫度沒有任何關(guān)系，如果氣體為天然氣，1標(biāo)準(zhǔn)立方米的質(zhì) 量還與天然氣的組分有關(guān)，在天然氣貿(mào)易結(jié)算計量時采用能量單位比較合理就因為同樣的天然氣質(zhì)量，如其組分不同，則其發(fā)熱量亦不同。

　　例：空氣1標(biāo)準(zhǔn)立方米=1.2041千克 （標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為101.325 kPa, 20°C）

　　　流量 100 m3/h （標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）=120.41 kg/h

　　　　天然氣 設(shè)天然氣相對密度 d=0.6, 則

　　　1標(biāo)準(zhǔn)立方米=1.2041×0.6=0.7225 kg

　　　流量 100 m3/h （標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）=72.25 kg/h

　　標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中壓力無論國內(nèi)外都是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即101.325 kPa， 但是溫度就不盡相同，我過有二種溫度標(biāo)準(zhǔn)，20°C，0°C。

　　天然氣用20°C，煤氣用0°C或20°C，這是歷史原因造成的。在貿(mào)易結(jié)算中合同雙方可協(xié)商用任何一個溫度，稱為合同溫度。

　　國際上則采用15.6°C（60°F）或15°C（59°F）。

　　流量計測量出工況體積流量，需經(jīng)壓力，溫度換算（用流量演算器）而得。

5.標(biāo)干流量

　　標(biāo)干流量是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干排氣流量。是由工況下濕排氣流量換算得來的。單位表示量都是為m3/h。

　　濕排氣流量QS=3600×F×VS
　　式中：F--在排氣筒內(nèi)測定斷面面積，m2。
　　VS--測定斷面的濕排氣平均流速，m/s。

　　由此換算為標(biāo)干流量。所需測定排氣筒內(nèi)的參數(shù)有溫度、含濕量、壓力、流速及換算方法詳見GB/T16157-1996測定標(biāo)準(zhǔn)，或國家環(huán)保總局編制的《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版）相關(guān)章節(jié)。

　　常溫常壓條件下，通風(fēng)管道中的空氣流量可按下式計算：

　　Qa=3600×F×Va

6.標(biāo)干態(tài)廢氣量英語翻譯

　　標(biāo)干態(tài)廢氣量”實際上指的是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣的排氣流量,可以翻譯成dry flue gas flow rate under standard condition 分析:這是《固定污染源排氣顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》里的一個術(shù)語,而國家對氣態(tài)污染物的定義是"以氣體狀態(tài)分散在煙氣中的各種污染物",且一般 標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的大氣污染物排放濃度均指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣的數(shù)值。所以“標(biāo)干態(tài)廢氣量”中的"廢氣"應(yīng)該是指煙氣(flue gas)."標(biāo)"在這里是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),即溫度273K，壓力101325Pa.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)可以用stadard state,也可以用standard condition."干"在這里是指煙氣中不含水汽.《甘肅省固定污染源排放煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收技術(shù)規(guī)定》里有這么一句話:標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煙氣是指在 溫度273K，壓力為101325Pa條件下不含水汽的煙氣。"量"在這里是指排氣流量,因為m3/h是流量單位.

7.從mg/m3 轉(zhuǎn)化到ppm

　　ppm = (mg/m3)(273.15 + °C) / (12.187)(MW)

　　這里，ppm指體積；MW指分子量；°C指溫度，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下。

　　例子：將20 mg/m3 NOx 于 25 °C轉(zhuǎn)化為ppm:
　　　ppm = (20)(273.15 + 25) / (12.187)(46.01) = 10.6

　　由上公式可知，從ppm轉(zhuǎn)化到mg/m3時，mg/m3 = (ppm)(12.187)(MW) / (273.15 + °C)

　　這里，ppm指體積；MW指分子量；°C指溫度，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下。

　　以NOx為例，20ppmNOx轉(zhuǎn)化為mg/m3 =(20)(12.187)(46.01) / (273.15 + 25) = 37.6