Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6192:2000 qui định qui trình và thiết bị, trong những giới hạn nhất định, sẽ cho phép lấy mẫu đại diện để xác định tự động nồng độ khí của các luồng khí thải. áp dụng phương pháp này chỉ giới hạn để xác định oxi (O2), cacbon dioxit (CO2), cacbon monoxit (CO), lưu huỳnh dioxit (SO2), nitơ monoxit (NO) và nitơ dioxit (NO2).
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6192 : 2000 ISO 10396 : 1993 SỰ PHÁT THẢI NGUỒN TĨNH - LẤY MẪU ĐỂ ĐO TỰ ĐỘNG CÁC NỒNG ĐỘ KHÍ Stationary source emissions - Sampling for the automated determination of gas concentrations Lời nói đầu TCVN 6192 : 2000 thay cho tiêu chuẩn TCVN 6192 : 1996 TCVN 6192 : 2000 hoàn toàn tương đương với ISO10396 : 1993 TCVN 6192 : 2000 Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC 146 Chất lượng khơng khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường ban hành SỰ PHÁT THẢI CỦA NGUỒN TĨNH Ư LẤY MẪU ĐỂ XÁC ĐỊNH TỰ ĐỘNG NỒNG ĐỘ KHÍ Stationary source emissions – Sampling for the automated determination of gas concentrations Phạm vi áp dụng 1.1 Qui định chung Tiêu chuẩn qui định qui trình thiết bị, giới hạn định, cho phép lấy mẫu đại diện để xác định tự động nồng độ khí luồng khí thải áp dụng phương pháp giới hạn để xác định oxi (O2), cacbon dioxit (CO2), cacbon monoxit (CO), lưu huỳnh dioxit (SO2), nitơ monoxit (NO) nitơ dioxit (NO2) Mặc dù chúng đề cập ngắn gọn tiêu chuẩn này, yêu cầu cần phải có phép đo vận tốc chi tiết để xác định lưu lượng khí theo khối lượng 1.2 Sự hạn chế Trong thực tế có số q trình trạng thái đốt hạn chế khả áp dụng tiêu chuẩn nơi tồn điều kiện vậy, cần thận trọng xử lý kỹ thuật thành thạo, đặc biệt gặp trường hợp sau: a) thành phần có tính ăn mòn phản ứng mạnh; b) dòng khí có chân khơng cao, áp suất cao nhiệt độ cao; c) khí ống khói ẩm; d) biến động bất thường vận tốc, nhiệt độ, nồng độ biến đổi khơng kiểm sốt q trình; e) phân tầng khí khơng hồ trộn dòng khí; f) phép đo tiến hành có sử dụng thiết bị kiểm sốt mơi trường; g) nồng độ khí mức thấp Tiêu chuẩn trích dẫn TCVN 5975:1995 (ISO 7934:1989) Sự phát thải nguồn tĩnh Xác định nồng độ khối lượng lưu huỳnh dioxit Phương pháp hidro peroxit/bari perclorat/thorin TCVN 5977:1995 (ISO 9096:1992) Sự phát thải nguồn tĩnh Xác định nồng độ khối lượng lưu lượng bụi ống dẫn khí Phương pháp khối lượng thủ cơng Định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, định nghĩa sau áp dụng: 3.1 chất ngưng tụ được: Hơi ẩm bị đọng lại thiết bị ổn định mẫu 3.2 tính ăn mòn: Xu hướng luồng khí bị bao quanh tác động vào phận thiết bị lấy mẫu bề mặt tiếp xúc khác điều kiện lấy mẫu 3.3 nồng độ khí: Khối lượng chất khí đơn vị thể tích khí khơ luồng khí bị bao quanh, trừ có qui định khác Nếu biểu thị theo thể tích, nồng độ cần tiêu chuẩn hoá sử dụng mức dư khí so sánh (ví dụ : 3% oxi) 3.4 nguồn dễ phản ứng: Một luồng khí bị bao quanh có chứa thành phần không bền vững thiết bị dùng để loại bỏ chất nhiễm bẩn môi trường mà chúng phản ứng để tạo thành thành phần hoá học khác điều kiện thay đổi Các thành phần tạo thành luồng khí bị bao quanh thiết bị lấy mẫu gây sai số cố hữu phân tích mẫu 3.5 khí ống khói ẩm: Một luồng khí điểm bão hồ chứa giọt nước nhỏ 3.6 điều kiện chuẩn: 101,3 kPa (áp suất) 273 K (nhiệt độ) 3.7 bảo tồn mẫu: Loại trừ rò rỉ phản ứng vật lý hoá học mẫu khí nằm họng vào đầu lấy mẫu thiết bị đo Nguyên tắc Lấy mẫu đại diện khí ống dẫn bao gồm phương pháp hút phương pháp trực tiếp (không hút) Khi lấy mẫu phương pháp hút, khí phải ổn định để loại bỏ sol khí, bụi chất cản trở khác trước chuyển vào thiết bị Khi lấy mẫu trực tiếp, phép đo tiến hành chỗ, ổn định mẫu ngoại trừ yêu cầu phải lọc mẫu 4.1 Lấy mẫu cách hút Lấy mẫu cách hút, bao gồm việc hút mẫu, loại chất cản trở trì nồng độ khí tồn hệ thống lấy mẫu để phân tích thiết bị thích hợp (xem hình 1) 4.2 Lấy mẫu trực tiếp Lấy mẫu trực tiếp khơng đòi hỏi phải lấy riêng mẫu ra, việc lấy mẫu giới hạn luồng khí đường ống (xem hình hình 3) Tính đại diện: Các yếu tố cần xem xét 5.1 Bản chất nguồn 5.1.1 Tính đại diện việc xác định nồng độ khí luồng khí bị bao quanh phụ thuộc vào số yếu tố: a) khơng đồng q trình tạo luồng, biến đổi nồng độ, nhiệt độ, tốc độ qua mặt cắt ống dẫn gây nên độ ẩm phân tầng khí; b) rò khí thâm nhập khơng khí phản ứng liên tục khí; c) sai số ngẫu nhiên chất giới hạn mẫu qui trình lấy mẫu chọn để thu mẫu đại diện 5.1.2 Tính đại diện khó đạt lý sau: - chất nguồn (thí dụ: chu kỳ, liên tục hay gián đoạn); - mức nồng độ khí cần xác định; - kích cỡ nguồn; - cấu hình hệ thống đường ống dẫn nơi mà mẫu hút nơi có khó khăn chất nguồn trình bầy 5.1.1, phải mơ tả sơ nồng độ cho điều kiện vận hành để xác định vị trí lấy mẫu tốt Một số nguồn biến đổi nhiều q trình (nghĩa biến đổi theo chu kỳ) đó, phép lấy mẫu theo thời gian khơng đủ đại diện cho nồng độ trung bình khơng lấy mẫu cho toàn chu kỳ biến đổi 5.1.3 Trước tiến hành phép đo nào, cần phải am hiểu đặc tính vận hành qui trình mà từ qui trình đó, phát thải lấy mẫu xác định Các đặc tính vận hành phải gồm có điểm sau, khơng thiết giới hạn điểm : a) kiểu vận hành qui trình ( chu kỳ, gián đoạn, liên tục); b) tốc độ nạp thành phần nguyên liệu đưa vào qui trình; c) tỷ lệ thành phần nhiên liệu; d) nhiệt độ áp suất khí vận hành bình thường; e) hiệu suất vận hành hiệu suất loại nước thiết bị kiểm sốt nhiễm; f) cấu hình đường ống nơi lấy mẫu khí liên quan tới phân tầng khí; g) lưu lượng khí theo thể tích; h) thành phần khí dự kiến chất gây cản trở Chú thích - Phải cẩn thận ống lấy mẫu điều kiện áp suất, chân không nhiệt độ cao 5.2 Vị trí 5.2.1 Các thơng số kiểm tra Phải tiến hành kiểm tra đặc trưng vật lý nơi thử để đánh giá yếu tố như: a) an toàn nhân viên; b) vị trí nhiễu loạn dòng ; c) khả tiếp cận nơi lấy mẫu; d) không gian để đặt thiết bị dụng cụ lấy mẫu yêu cầu bắc giàn giáo được; e) sẵn có nguồn điện ổn định / khí nén, nước, ; f) vị trí lỗ lấy mẫu Các ý an tồn Thiết bị điện dùng phải phù hợp với yêu cầu an tồn tải Những nơi khơng khí xung quanh bị nghi ngờ nổ nguy hại cần ý đặc biệt có biện pháp phòng ngừa để đảm bảo an tồn cho vận hành thiết bị 5.2.2 Vị trí nơi lấy mẫu Cần thiết phải đảm bảo nồng độ khí đo đại diện cho điều kiện trung bình bên đường ống ống khói Các yêu cầu đối việc lấy mẫu cách hút khơng nghiêm ngặt yêu cầu lấy mẫu bụi Điều quan trọng vị trí lấy mẫu phải loại trừ cản trở gây nhiễu loạn nghiêm trọng dòng khí đường ống ống khói Chất nhiễm biến động theo thiết diện đường ống Nồng độ điểm khác mặt cắt cần kiểm tra trước, nhằm đánh giá tính đồng dòng khí để phát thâm nhập khơng khí phân tầng khí Nếu phân tích sơ mẫu khí theo thiết diện đường ống nơi phép đo tiến hành, cho thấy có biến động nồng độ ± 15% khơng có vị trí lấy mẫu khác chấp nhận được, nên lấy mẫu nhiều điểm Việc đạt cách di chuyển đầu lấy mẫu từ điểm lấy mẫu sang điểm lấy mẫu khác dùng đầu lấy mẫu với nhiều cửa tiếp cận (xem TCVN 5977:1995) Thông thường nồng độ phân bố chất ô nhiễm thể khí theo thiết diên đường ống ống khói đồng có khuyếch tán chuyển động hỗn loạn Trong trường hơp này, cần lấy mẫu điểm bên ống khói ống dẫn để xác định nồng độ trung bình Mẫu khí phải hút gần tâm nơi lấy mẫu ống khói vị trí 1/3 nửa đường ống khói đường ống Khi dùng hệ thống lấy mẫu trực tiếp nồng độ thu đại diện tốt phải ý cẩn thận để đảm bảo vị trí đặt thiết bị đại diện 5.3 Sơ lược nồng độ, tốc độ nhiệt độ khí Trước lấy mẫu, cần xác định biến động nồng độ khí theo khơng gian thời gian tiến hành khảo sát sơ nồng độ, tốc độ nhiệt độ khí Đo nồng độ, tốc độ nhiệt độ khí điểm lấy mẫu vài lần để thu sơ lược nồng độ khí theo thời gian khơng gian Tiến hành khảo sát nhà máy vận hành điều kiện giống lúc thử, để xác định xem vị trí lấy mẫu có thích hợp khơng điều kiện đường ống có thoả mãn không (xem 5.1.2) 5.4 Các yếu tố khác Nguyên tắc vận hành phận hệ thống thiết bị ảnh hưởng đáng kể tới mức độ đại diện mẫu thu cho khí đo nguồn Thí dụ: hệ thống lấy mẫu cách hút đòi hỏi phải ý nhiều đến vị trí điểm lấy mẫu so với hệ thống lấy mẫu trực tiếp ống khói Hơn nữa, ống lấy mẫu khơng làm vật liệu có tính chất hấp phụ khí mà tính chất ảnh hưởng đến thời gian trả lời kết phận đo (xem bảng A.1) Phải ý bảo toàn nguyên vẹn mẫu lấy cách lựa chọn tốt thiết bị độ đốt nóng, làm khơ thích hợp kiểm tra rò rỉ Thêm vào đó, yếu tố khác như: ăn mòn, tác dụng hiệp đồng, phản ứng với thành phần, phân huỷ hấp phụ ảnh hưởng tới nguyên vẹn mẫu (xem điều 6) Thiết bị Vật liệu chế tạo kiến nghị phụ lục A 6.1 Các phận thiết bị lấy mẫu cách hút 6.1.1 Cái lọc sơ cấp Cái lọc phải làm hợp kim thích hợp (như hợp kim đúc thép khơng gỉ đặc biệt), thạch anh bosilicat, gốm sứ vật liệu thích hợp khác Nên dùng lọc giữ bụi hạt lớn 10 àm Cũng cần thêm lọc thứ cấp (xem 6.1.4) Phương tiện lọc đặt bên ngồi đường ống đầu mút đầu lấy mẫu (6.1.2) Nếu đặt đầu mút đầu lấy mẫu, lắp thêm hắt để ngăn bụi tích tụ mép trước lọc Việc làm đề phòng làm tắc lọc Cần cẩn thận để tránh nhiễm bẩn lọc bụi tích tụ lại phản ứng với khí làm sai kết 6.1.2 Đầu lấy mẫu 6.1.2.1 Đầu lấy mẫu kim loại Đầu lấy mẫu kim loại sử dụng rộng rãi để lấy mẫu khí Sự lựa chọn kim loại chủ yếu dựa vào tính chất lý học hoá học mẫu lấy chất khí xác định Thép mềm đối tượng ăn mòn khí oxi hố xốp hydro Vì vậy, ưu tiên dùng thép khơng gỉ thép crom loại chịu tới 1175 K Các thép đặc biệt khác hợp kim dùng nhiệt độ Đầu lấy mẫu phải đốt nóng có ngưng tụ xẩy bên nó; cần làm mát đầu lấy mẫu khí nước bao bên ngồi lấy mẫu khí nóng Chú thích - Khi sử dụng khơng khí dễ nổ, đầu lấy mẫu kim loại phải nối đất cẩn thận 6.1.2.2 Đầu lấy mẫu chịu nhiệt (xem phụ lục A) Đầu lấy mẫu chịu nhiệt thường chế tạo thủy tinh oxyt silic, sứ, nhôm oxit trộn kết tinh lại Chúng dễ vỡ biến dạng nhiệt độ cao trừ silic oxit , chúng nứt nhiệt độ thay đổi đột ngột Đầu lấy mẫu thuỷ tinh bosilicat chịu tới nhiệt độ 775 K đầu lấy mẫu silic oxit chịu tới nhiệt độ 1300 K Các đầu lấy mẫu chịu nhiệt khác làm vật liệu gốm chịu nhiệt độ cao nhiều 6.1.3 ống lấy mẫu nung nóng nối với loại ẩm ống lấy mẫu chế tạo thép khơng gỉ polytetrafluoroetylen (PTFE) Đường kính ống phải thích hợp để tạo lưu lượng đủ cấp đủ cho máy, phải lưu ý đến chiều dài đường ống lấy mẫu đặc tính áp suất bơm lấy mẫu dùng (6.1.5) ống lấy mẫu phải bảo quản nhiệt độ 15 K nhiệt độ điểm sương axit nước khí lấy mẫu Nhiệt độ phải giám sát Để giảm thời gian lưu lại đường ống lấy mẫu nguy biến đổi tính chất lý hố mẫu, dòng khí lấy mẫu phải lớn dòng khí u cầu máy phân tích phần khí lấy mẫu thừa phải xả qua van tràn (xem hình 1) Nếu cần làm nóng đường ống vận chuyển mẫu khí để tránh ngưng tụ 6.1.4 Cái lọc thứ cấp Có thể cần đến lọc thứ cấp nhằm loại bụi hạt lại để bảo vệ bơm (6.1.5) máy phân tích Cái lọc phải ghép theo đường ống dẫn mẫu (6.1.3) sau đầu lấy mẫu Nên dùng lọc giữ bụi có kích thước lơn àm Các vật liệu chấp nhận để chế tạo lọc PTFE thạch anh bosilicat Kích thước lọc phải xác định dựa dòng mẫu yêu cầu liệu hãng sản xuất lưu lượng đơn vị diện tích Cái lọc phải đốt nóng tới nhiệt độ không 15K nhiệt độ điểm sương nước axit khí lấy mẫu Cái lọc thứ cấp loại khơng đốt nóng Trong trường hợp này, lắp sau thiết bị loại nước (bộ phận làm lạnh) 6.1.5 Bơm lấy mẫu Bơm kín khí dùng để hút mẫu liên tục từ đường ống qua hệ thống Bơm bơm có màng ngăn, bơm hộp xếp kim loại bơm khác Bơm phải chế tạo vật liệu chống ăn mòn Dung lượng bơm phải cung cấp đủ cho tất máy phân tích với dòng u cầu thêm 10% phụ trội dự phòng Một van xả khí thừa đặt ngang qua bơm để điều chỉnh tốc độ dòng Van kéo dài tuổi thọ bơm thường xuyên sử dụng lưu lượng thấp Cần lưu ý số cấu kiện điều hồ bán sẵn thị trường lắp đặt trước bơm, máy sấy khơ làm lạnh / hay thẩm thấu Trong trường hợp vậy, dòng mẫu có tính axit độ ẩm cao, bơm phải vận hành nhiệt độ 15K nhiệt độ điểm sương axit Thêm vào đó, điều kiện cần tăng cường bảo dưỡng bơm 6.1.6 Loại bỏ nước Nếu sử dụng qui trình loại nước, phải dùng phương pháp làm khơ ngưng tụ / làm lạnh làm khô thẩm thấu, hay kết hợp hai phương pháp Có thể cho phép sử dụng chất hút ẩm khơng ảnh hưởng đến nồng độ khí CO Mỗi phương pháp có ưu điểm riêng điểm cần lưu ý: a) Khi phương pháp ngưng tụ / làm lạnh dùng, việc loại bỏ nước cần tiến hành bên hộp tạo nhiệt; b) Khi phương pháp làm khô thẩm thấu dùng, nửa ống máy sấy khơ (đầu ẩm) cần sấy nóng nhiệt độ 15 K điểm sương khí Khi axit có mặt mẫu, cần xem xét điểm sương axit Phải tuân theo khuyến nghị hãng sản suất lượng khí sục qua c) Có thể pha loãng để giảm hàm lượng nước tới mức việc loại nước khơng cần thiết Vì thị trường có bán nhiều hệ thống điều hồ, nên khơng có lời khun cụ thể cho việc lắp đặt hệ thống tiêu chuẩn 6.1.7 ống lấy mẫu cho máy phân tích Phần đường ống lấy mẫu nối với máy phân tích cần chế tạo vật liệu thích hợp có kích thước đủ để đảm bảo với yêu cầu thiết bị Tuỳ theo kỹ thuật làm khơ hay pha lỗng sử dụng, cần theo dõi nhiệt điều khiển cấp khí ẩm; trường hợp khác, cần theo dõi nhiệt để tránh ngưng tụ trước phận làm ngưng, nơi hệ thống hút khí nóng Nếu sử dụng sục ngược để làm lọc đặt ống khói, phải đặt van điều hoà áp suất trước điều hoà để bảo vệ thiết bị khỏi bị hỏng khơng khí có áp suất cao 6.1.8 Bộ phận phân phối khí Bộ phận phân phối khí cần chế tạo vật liệu thích hợp có đầu riêng cho máy phân tích Nó cần có kích thước đủ lớn để cấp u cầu dòng khí tồn thiết bị, đủ nhỏ để đảm bảo thời gian lưu lại tối thiểu khí Khí xả phải thổi cách an toàn 6.1.9 Đồng hồ đo chân không Đồng hồ đo chân không từ 0-100 kPa lắp đường hút bơm lấy mẫu (6.1.5) biết bơm hoạt động tốt có tắc nghẽn hay rò khí cần phải thay làm lọc Thay cho đồng hồ đo chân khơng, sử dụng lưu lượng kế có phận cảnh báo lắp đường ống dẫn khí đo, phía trước máy phân tích, Chú thích - Cần đảm bảo áp suất khí hiệu chuẩn phù hợp dùng để cung cấp lưu lượng đủ cho toàn thiết bị Dòng khí hiệu chuẩn phải tương tự dòng khí dùng q trình phân tích mẫu liên tục Cần ý tránh áp suất cao máy phân tích Các khí dư xả từ phận phân phối khí thiết bị phải thổi khỏi khu vực làm việc 6.1.10 Sự pha loãng Kỹ thuật pha loãng lựa chọn để giám sát khí nóng để sấy khơ khí mẫu Pha lỗng mẫu kỹ thuật dùng cho mục đích sau (xem hình 4): - giảm nồng độ thành phần khí đo xuống tới mức phù hợp với phạm vi máy phân tích; - giảm điểm sương ″nước″ cách pha lỗng mẫu với khí mang khơ giảm nguy ngưng tụ dòng khí; - giảm thiểu cản trở vài hợp chất có mặt mẫu, mà việc loại bỏ chất đặc biệt khó khăn, cách giảm biến động tương đối nồng độ chúng (thí dụ, pha lỗng khơng khí khơ thay đổi hàm lượng ôxi mẫu làm sai lệch phép đo thành phần khác); - làm chậm biến đổi tính chất lý hố mẫu tốc độ phản ứng giảm nồng độ thấp nhiệt độ thấp Cần lựa chọn tỷ lệ pha loãng tuỳ theo đối tượng phép đo Tỉ lệ cần phải giữ khơng đổi, tần số hiệu chuẩn máy đo phụ thuộc vào nhiều yếu tố, có độ ổn định tỷ lệ pha loãng Chú thích 4- Trong trường hợp lấy mẫu cách hút mà nước bị loại, nồng độ khí đo dựa theo khí khơ Có nhiều loại thiết bị thích hợp để sử dụng như: - lỗ chuẩn hố (mao quản, vòi âm, van kim ); -máy đo lưu lượng tính theo thể tích khối lượng; - điều chỉnh áp suất / chỉnh dòng; - thiết bị dùng vào mục đích điều chỉnh ảnh hưởng tính chất lý học mẫu lên tỷ lệ pha lỗng Bản chất độ tinh khiết khí pha loãng cần lựa chọn tùy theo chức ứng dụng Điều quan trọng khí xác định khơng có mặt khí pha lỗng khí pha lỗng khơng phản ứng với thành phần khí phân tích Hơn nữa, tỷ lệ pha lỗng lớn dẫn tới nồng độ thành phần cần xác định thấp, hậu việc tượng hấp phụ xẩy dẫn tới sai số đáng kể phép đo Trong trường hợp đó, phải lựa chọn vật liệu thích hợp để loại trừ tượng 6.2 Các phận thiết bị lấy mẫu trực tiếp 6.2.1 Máy kiểm tra điểm Máy kiểm tra điểm lấy mẫu trực tiếp dòng khí ống dẫn đầu mút đầu đo (6.2.1.2) Khí giám sát điểm quãng ngắn (dưới 10 cm), phụ thuộc vào nguyên lý phép đo (xem hình 2) Máy kiểm tra điểm kết hợp với phận mô tả 6.2.1.1 đến 6.2.1.7 6.2.1.1 Bộ truyền tín hiệu Một phận thiết bị cảm nhận tín hiệu tế bào đo (6.2.1.3) tạo tín hiệu điện tương ứng với nồng độ khí đo 6.2.1.2 Đầu đo Một thành phần hỗ trợ cho đo, nối từ truyền tín hiệu (6.2.1.1) Các đầu đo máy kiểm tra điểm trực tiếp phải đáp ứng yêu cầu kỹ thuật 6.1.2.1 6.2.1.3 Bộ đo Một ngăn nhỏ hay khoang nhỏ tiếp xúc với luồng khí, có mục đích tạo tín hiệu (đáp tuyến) quang điện hay hố học nồng độ khí đỉnh đầu đo (6.2.1.2) 6.2.1.4 Cái lọc đầu đo Một ống gốm xốp ống kim loại đục lỗ, hay màng nhằm giảm thiểu ảnh hưởng bụi tới phép đo khí 6.2.1.5 Giá đỡ đầu đo Một gờ lắp đặt lỗ lấy mẫu, dùng để đỡ truyền tín hiệu (6.2.1.1) đầu đo (6.2.1.2) 6.2.1.6 ống hiệu chuẩn khí Một ống dùng để bơm khí hiệu chuẩn, khí so sánh hay khí "khơng" vào đo (6.2.1.3) nhằm hiệu chuẩn thiết bị 6.2.1.7 Chụp bảo vệ (tuỳ chọn) Một vỏ để bảo vệ truyền tín hiệu khỏi bị ảnh hưởng môi trường xung quanh 6.2.2 Máy kiểm tra đường Máy kiểm tra đường lấy mẫu luồng khí trực tiếp bên ống dẫn khí, đường cắt ngang qua phần đường kính đường ống vị trí lấy mẫu (xem hình 3) Máy kiểm tra đường phải kết hợp với phận mô tả từ 6.2.2.1 đến 6.2.2.7 6.2.2.1 Bộ phát Một phận hệ thống kiểm tra có đặt nguồn phát sáng nối với quang điện Bộ phát chiếu ánh sáng xun qua khí ống khói tới thu (6.2.2.2) nằm phía đối diện đường ống 6.2.2.2 Bộ thu Bộ phận hệ thống thiết bị, chứa detector nối với quang điện Detector nhận tia xạ phóng từ phát (6.2.2.1) sinh tín hiệu tương ứng với nồng độ thành phần khí gíam sát Trong thiết bị kiểu khác, thu thay phản xạ lùi Hệ thống chiếu chùm tia quay ngược trở lại máy thu, detector cho tín hiệu đáp trả ánh sáng phản xạ 6.2.2.3 Cửa sổ bảo vệ Cửa sổ thấu kính bề mặt ngăn cách khí ống khói quang điện, dùng để ngăn khí ống khói không vào quang điện 6.2.2.4 Thiết bị thổi khơng khí Một thiết bị thổi khơng khí qua cửa sổ bảo vệ để giảm tối thiểu tích bụi 6.2.2.5 ống hiệu chuẩn (tuỳ chọn) ống dùng để đỡ và/hoặc để hiệu chuẩn Nếu hệ thống kiểm tra chế độ hiệu chuẩn ống phun khơng khí đóng lại để ngăn khí ống khói vào 6.2.2.6 Hệ thống chống rung (tùy chọn, không minh hoạ hình 3) Hệ thống cách ly phát (6.2.2.1) thu (6.2.2.2) khỏi rung đường ống 6.2.2.7 Ngăn hiệu chuẩn khí bên (hấp phụ) Một ngăn nhỏ thiết kế để nhận khí vào nhằm mục đích hiệu chuẩn thiết bị Chú thích - Một số hệ thống khơng lấy mẫu tồn mặt cắt đường ống lúc phải ý để đảm bảo tính đại diện, ví dụ phương pháp lấy mẫu cách hút Vận hành hệ thống 7.1 Kiểm tra rò rỉ Việc kiểm tra rò rỉ cần tiến hành cách tháo đường ống lấy mẫu vị trí lối đầu đo, nút đường ống lẫy mẫu lại điều chỉnh chân không đến 50 kPa cách dùng van tràn; phải khơng có dò khí Khi có mặt chất lỏng sol khí, phải kiểm tra hàng ngày cách dùng khí so sánh phun vào đỉnh đầu đo lối vào thiết bị 7.2 Hiệu chuẩn, hàm hiệu chuẩn đặt thông số máy Việc hiệu chuẩn hệ thống lẫy mẫu hút cần thiết cho việc lắp đặt thiết bị đường ống lấy mẫu Trong trường hợp cần có cửa thích hợp để đưa khí hiệu chuẩn vào Thường cần hai điểm bơm khí cho việc hiệu chuẩn, điểm bơm khí gần điểm lấy mẫu tốt, điểm bơm khí khác lối vào thiết bị (xem hình 1) Hệ thống lấy mẫu trực tiếp phải chuẩn hố khí hiệu chuẩn Ngăn hiệu chuẩn cần máy kiểm tra đường Mặc dù giá thành vận hành cao, có khả hiệu chuẩn cho hệ thống hút mẫu không hút mẫu (trực tiếp) dựa vào phương pháp tiêu chuẩn hút thủ cơng (phương pháp hố học ướt) tuỳ theo người dùng Khí "khơng" khí hiệu chuẩn đưa vào gần tốt với điểm mà mẫu lấy khơng có áp suất dư Nitơ dùng làm khí "khơng" Để đặt thơng số cho máy phân tích, khí "khơng" khí hiệu chuẩn (với nồng độ khoảng 70 % 80 % toàn thang đo) đưa vào Nếu cần, thao tác lặp lại hai lần Để kiểm tra toàn thang đo, thiết bị đo có hàm hiệu chuẩn tuyến tính, nồng độ khí hiệu chuẩn phân bố đồng (xấp xỉ 20 %, 40 %, 60 % 80 % toàn thang đo) Khí hiệu chuẩn dùng cho mục đích đặt thơng số máy pha lỗng Trong trường hợp hàm hiệu chuẩn khơng tuyến tính, u cầu 10 điểm đo Hàm hiệu chuẩn máy phân tích kiểm tra cách đưa khí chuẩn trực tiếp vào thiết bị Việc đặt thơng số máy phân tích phải kiểm tra thường kỳ, thí dụ: hàng tuần (thời kỳ vận hành khơng có người theo dõi) Hàm hiệu chuẩn phải kiểm tra khoảng thời gian dài (thí dụ hàng năm) sau lần sửa chữa máy phân tích 7.3 Tính tồn vẹn mẫu Phải ý bảo tồn tình trạng tồn vẹn mẫu lấy cách lựa chọn tốt trang thiết bị cách đốt nóng, sấy khơ, thử nghiệm thích hợp.v.v Thêm vào đó, yếu tố khác ăn mòn, tác dụng hiệp đồng, phản ứng với thành phần, phân huỷ, hấp thụ / hấp phụ ảnh hưởng tới tính tồn vẹn mẫu 7.4 Bảo dưỡng hệ thống lấy mẫu Bảo dưỡng hệ thống lấy mẫu thường bao gồm việc thực công đoạn sau: - kiểm tra xác nhận tuân thủ qui định an toàn; - kiểm tra xác nhận hoạt động thiết bị an toàn; - thay phận tiêu hao phận xử lý (cái lọc, chất hút ẩm v.v.); - điều chỉnh thông số vận hành; - kiểm tra nguyên vật liệu dùng (nước, điện, khí chuẩn ); Phải thường xuyên bảo dưỡng đường ống lấy mẫu Tấm chắn 13 Bộ tạo nhiệt Cái lọc bên ống khói 14 Thiết bị làm lạnh ống chữ T 15 Thải nước Đầu lấy mẫu 16 Đồng hồ đo chân không Cửa lấy mẫu 17 Van xả tràn Nắp đậy 18 Bơm Đồng hồ đo áp suất 19 Đường ống lấy mẫu (tuỳ chọn nhiệt độ đốt nóng lấy mẫu) Nối với khí "khơng" khí Đường ống lấy mẫu có vỏ đốt nóng 10 Bộ kiểm sốt nhiệt độ (đường ống) 11 Bộ kiểm soát nhiệt độ (hộp) 12 Cái lọc 20 Bộ phân phối khí 21 Nối với máy phân tích 22 Lưu 23 Xả khí lấy mẫu dư Hình Thí dụ hệ thống điều hoà lấy mẫu phương pháp hút Ngăn đo Máy ghi liệu Cái lọc đo Chụp bảo vệ Đầu đo Bộ truyền tín hiệu Đường ống ống khói Giá đỡ đầu đo Đường hiệu chuẩn khí Hình - Thí dụ máy kiểm tra điểm trực tiếp Bóng đèn Cấu kiện điện tử Bộ phát sáng Bộ ghi liệu Tế bào chuẩn khí ống khói ống dẫn Bộ thu nhận ánh sáng 10 ống hiệu chuẩn Cửa sổ bảo vệ 11 Thiết bị thổi khí Detector 12 Đường ống dẫn khí hiệu chuẩn Hình - Thí dụ máy giám sát đường trực tiếp Hốc lõm đầu dò Mẫu pha lỗng (Q1+Q2) Khơng khí pha lỗng (Q1) Xả khơng khí khí hiệu chuẩn Tỷ lệ pha loãng = Q2 Q1 Q2 Nồng độ ban đầu nguồn = Q1 Q2 Q2 x Nồng độ đo Hình - Thí dụ đầu đo pha loãng PHỤ LỤC A (qui định) VẬT LIỆU CHẾ TẠO THIẾT BỊ A.1 Các phận lấy mẫu Việc lựa chọn vật liệu chế tạo thiết bị phần quan trọng việc thiết kế giao diện lấy mẫu Vật liệu chế tạo chấp nhận phải đáp ứng ba chuẩn sau: a) vật liệu phải có đủ độ bền hố học để chịu thành phần ăn mòn mẫu; b) vật liệu phải khơng tương tác cách q mức (phản ứng, hấp thụ, hấp phụ) với mẫu khí; c) vật liệu dùng bên gần ống khói phải bền nhiệt A.2 Độ bền hố học Các thành phần ăn mòn gặp phải nguồn quan trắc nitơ dioxit, lưu huỳnh dioxit, axit nitric loãng, axit sunfurơ loãng, axit sunfuric loãng hay đậm đặc [lưu huỳnh trioxit (SO3) ẩm mù axit] Độ bền hoá học vật liệu khác thành phần thu thập từ số tư liệu (8-12) tóm tắt bảng A.1 Tồn vật liệu đánh giá nhiệt độ phòng xem bền vững nhiệt độ cao Trong kim loại, thép không gỉ carpenter 20 SS bền vững nhất, 316 SS, 304 SS cuối nhôm Thủy tinh PTFE (Teflon1)) bền vững tất thành phần mẫu Polyvinylclorua (PVC) Tygon1) bền với tất thành phần trừ axit nitric đậm đặc, chất chưa thấy có bề mặt lấy mẫu PVC tygon bền vững với ăn mòn phản ứng với thành phần ăn mòn Để xác định nitơ dioxit lưu huỳnh dioxit nồng độ thấp mẫu ẩm, PTFE thuỷ tinh khuyên nên dùng Polyetylen polypropylen có tính chất chống ăn mòn chấp nhận để dùng, trừ nơi có axit nitric đặc (mù axit từ nhà máy sản xuất axit sunfuric) Nilon vật liệu dùng hệ thống lấy mẫu nguồn thông tin lại không thống tính bền viton thử nghiệm độ bền 1) Teflon Viton thí dụ sản phẩm thích hợp có sẵn thị trường Thông tin đưa để tiện cho người dùng tieu chuẩn xác nhận ISO sản phẩm Bảng A.1 - Độ bền hoá học số vật liệu Vật liệu SO2 NO2 HNO3 H2SO3 H2SO4 HNO3 H2SO4 khơ khơ lỗng lỗng lỗng đặc (1) đặc Thép khơng gỉ loại 304 SS S (có số vết rỗ) S S Q U S U Thép không gỉ loại 316 SS S S S (1,27) 0,508) 0,508) 1,27) U (> 1,27) Viton S đến U S S S S S = thoả mãn Q = nghi ngờ U = không thoả mãn Khuyên dùng teflon cho thành phần ăn mòn khí SO khô NO2 khô 1) Nồng độ HNO3 cao chưa thấy có bề mặt tiếp giáp lấy mẫu 2) Các số dấu ngoặc đơn cho biết tốc độ ăn mòn, tính milimét năm S đến U S đến U ... sau: - kiểm tra xác nhận tuân thủ qui định an toàn; - kiểm tra xác nhận hoạt động thiết bị an toàn; - thay phận tiêu hao phận xử lý (cái lọc, chất hút ẩm v.v.); - điều chỉnh thông số vận hành; -. .. thích 4- Trong trường hợp lấy mẫu cách hút mà nước bị loại, nồng độ khí đo dựa theo khí khơ Có nhiều loại thiết bị thích hợp để sử dụng như: - lỗ chuẩn hố (mao quản, vòi âm, van kim ); -máy đo... Hiệu chuẩn, hàm hiệu chuẩn đặt thông số máy Việc hiệu chuẩn hệ thống lẫy mẫu hút cần thiết cho việc lắp đặt thiết bị đường ống lấy mẫu Trong trường hợp cần có cửa thích hợp để đưa khí hiệu chuẩn