工況密度和標況密度怎么換算？通常工況參數(shù)有哪些？

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(資料圖)

首先在這里祝大家

元旦快樂

近期有小伙伴跟我說想讓我做一個GB/T 16157-1996 《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》的在實際采樣過程中的運用，畢竟這個標準出寫得這么長這么多，理解不了或者看不懂很正常啦。所以接下來我按照自己的理解為大家剖析一下它在實際采樣過程中工況參數(shù)部分的講解。

問

網(wǎng)友：你先說一下那些是關鍵工況參數(shù)啊，不然我也是看不懂啊！啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦

答

小明：哈哈，好啊！走起~~~~~啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦

小明：補充一句，這次不光講解參數(shù)計算過程，還會說一些明顯數(shù)據(jù)異常的判斷，嘻嘻嘻嘻嘻嘻，你懂的喲

通常工況參數(shù)有哪些呢

大方向來說的話，有組織采樣的關鍵參數(shù)有：直徑(截面積)、流速、采樣體積、流量(標干)

全方位來說的話，有組織采樣的關鍵參數(shù)有：直徑(截面積)、含濕量、大氣壓、煙溫、全壓、動壓、靜壓、煙氣密度、流速、計壓、計溫、采樣體積、流量、以及含氧量

直徑—截面積

直徑看似是參數(shù)里面最簡單并且最容易獲取的，首先，一般大家常用的方式都是肉眼判斷、煙槍測量、卷尺測量，但是你稍微不注意就會搞錯，它會影響到的數(shù)據(jù)有：布點數(shù)量、采樣時間、截面積、煙氣流量。

異常判斷：假設排氣筒1.0m，采集時間為15分鐘，數(shù)據(jù)異常。

異常分析：1.0m直徑需布點6個，按照16157要求是濃度情況而定，但原則上每點不少于3min，至少采集18分鐘才對，所以有問題，樣品無效。

補充說明：采樣時間應為布點數(shù)量的倍數(shù)，能被整除。

含濕量Xsw

此處以大家最熟悉的干濕球法為例子：

標準原文5.3.2.4  

由于含濕量的計算現(xiàn)場無法直接獲取參數(shù)以及查表，所以在采樣時不需要關注。含濕量會影響參數(shù)：等速跟蹤流量、采樣體積、標干流量。

操作提醒：含濕量的測定必須在工況預測之前較好，(工況條含濕量數(shù)據(jù)僅僅體現(xiàn)進行采樣前的狀態(tài)并不能體現(xiàn)整個采樣全過程)所以一般測定時間不能少于3min或數(shù)據(jù)整體穩(wěn)定時間。

補充說明：日常監(jiān)測中含濕量對整體工況參數(shù)影響不是很大，基本可以忽略不計，但是在線比對的時候需要特別注意

煙氣密度ρ

標準原文：(計算順序為圖片順序)

1.  Ms氣體分子質(zhì)量：這個數(shù)據(jù)在設備里面為一個定值一般取值29或30，普遍設備里面會顯示煙氣密度1.34(嶗應3012H出廠就是1.34，此選項儀器內(nèi)可以更改)

數(shù)據(jù)來源：空氣中氮氣占比79.1%，氧氣20.9%，氮氣分子質(zhì)量28，氧氣分子質(zhì)量32，所以Ms=28x79.1%+32x20.9%=29或30

2.  煙氣密度ρ：所有的計算公式依托理想氣態(tài)方程PV=nRT及其變形公式

R為氣體常(8312J/K)：標況熱力學溫度273.15，101.325Kpa下  1mol理想氣體的體積約為22.4L，最終根據(jù)PV=nRT=>n=22.4 P/T 得到R=8.314J/(mol*K)=8314J/K(R值一般為定值)

所以最終得到ρ=M/22.4，最后在進行標況煙氣密度的換算即可得到

煙氣流速Vs

決定流速的參數(shù)有：大氣壓、動壓、氣體分子質(zhì)量、煙氣密度、煙溫、靜壓、皮托管系數(shù),其中直接影響最大的為動壓跟煙溫，其他參數(shù)之前已經(jīng)說過：全壓、靜壓、動壓的關系包含異常判斷分析。

標準原文：

皮托管系數(shù)Kp:目前大家常用的是S型皮托管，系數(shù)一般取值0.84±0.01

嶗應3012則采用了前面的簡易算法，跟后面的衍生算法相差不大，誤差范圍內(nèi)可接受

煙氣流量Qsn

標準原文：

此處并沒有太多需要注意的，計算步驟清楚明了，前者為未扣除含濕量的煙氣流量(標濕流量，一般只有油煙采樣的時候的時候才會用到)，后者為標干流量(通常大家說的最后需要的流量就是它，用來計算排放速率，還可以通過它的數(shù)據(jù)變化看出工況是否穩(wěn)定)

采樣流量—采樣體積

有組織采樣體積分為兩種：一種是嶗應3012H 顆粒物等速跟蹤的采樣體積，另一種是嶗應3072廢氣恒流采樣；如，吸收瓶，吸附管的采樣體積；二者的原理都是一樣，都是流量x時間=采樣體積，但是又有微微的小區(qū)別。

主要區(qū)別：3012流量為等速，屬于變量；流量大小根據(jù)測定的排氣筒流速等變化不一

3072為標準給定流量范圍屬于定量，標準會明確給出一個采樣流量數(shù)值或范圍，必須嚴格按照標準要求執(zhí)行

標準原文：此處為預測工況部分的隱藏計算關系嶗應3012H的算法：

小明提醒：因為16157為老版標準，等速流量計算為轉(zhuǎn)子流量計，目前大多數(shù)都是電子流量計，所以嶗應對算法進行簡化優(yōu)化，但是結(jié)果并沒有太大變化(嶗應煙塵采樣模式出廠默認煙溫靜壓，可以勾選計溫計壓模式)

小明提醒：此處計算公式在管道內(nèi)部流速小于5m/s時，需要恒定流采樣需要按照此公式進行實際流量計算之后輸入儀器；流速在2.5~5m/s之間按實際流速計算采樣流量進行恒流采樣；流速＜2.5m/s，取2.5進行采樣流量計算恒流采樣)

注意：此處計算包含量了含濕量，所以開始提醒大家要先測含濕量再做工況預測，否則工況預測會套用上次的含濕量數(shù)據(jù)進行計算，簡單來說預測工況就是為了選擇合適的采樣嘴

1.  煙氣計溫tr：

排氣筒內(nèi)部煙氣出來經(jīng)過采樣槍——橡膠管——煙塵進口——通過流量計的溫度，(未使用煙氣預處理槍的情況下：一般來說，夏天來說計溫會跟煙溫差不多或者高一些；冬天來說計溫會比煙溫低)

2.煙氣計壓Pr：

計前壓力煙氣通過流量計的指示壓力，無論是煙塵煙氣測試儀，還是大氣采樣儀， 計壓永遠不會出現(xiàn)正壓，計壓通常來說就是采樣泵的受到的阻力，由管道內(nèi)部，采樣槍，采樣管，采樣介質(zhì)，儀器本身提供就算采集出口管道內(nèi)部為正壓，計壓也只會比進口略微顯小，不可能出現(xiàn)正壓，除非你直接往儀器進口充氣，這樣會造成儀器損壞小明提醒：不同的類型采樣器有不同的計壓范圍，通常來講有組織采樣器的抗負壓會更強更大一些(儀器負壓過大可將出口接管放入采樣口形成回路減小儀器負載跟采樣流量的波動)，采樣過程中盡量管路短，且捋直捋順減小計壓。

標準原文：次處為等速跟蹤采樣體積

標準原文：此處為恒流采樣體積

K為流量計修正系數(shù)，已經(jīng)淘汰、(V2-V1)=設定流量 x 采樣時間

綜上所述：需要注意的地方，有組織等速跟蹤體積標況換算采用煙溫+靜壓(更加貼近跟符合管道內(nèi)部的情況)，有組織廢氣恒流采樣體積標況換算采用計溫+計壓，無組織大氣采樣采樣體積換算采樣(氣溫 ≈計溫)+計壓

由于計壓跟靜壓對計算結(jié)果影響不是很大最后就簡化為大家經(jīng)常看見的這個公式；

另外參比體積=Vn x 1.0916，   1.0916=298/273

異常數(shù)據(jù)判斷：不同的采樣介質(zhì)、不同的連接方式、不同的吸收液液面會提供不同的計壓(阻力)，核對數(shù)據(jù)的時候一定要注意觀察計壓大小是否符合實際情況，否則漏氣樣品作廢無效

end

今日互動話題 

你覺得原始記錄表的采樣依據(jù)如何表述才是對的？

一、GB/T 16157-1996 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法

二、GB/T 16157-1996 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法及其修改單

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