工况密度和标况密度怎么换算？通常工况参数有哪些？

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(资料图)

首先在这里祝大家

元旦快乐

近期有小伙伴跟我说想让我做一个GB/T 16157-1996 《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》的在实际采样过程中的运用，毕竟这个标准出写得这么长这么多，理解不了或者看不懂很正常啦。所以接下来我按照自己的理解为大家剖析一下它在实际采样过程中工况参数部分的讲解。

问

网友：你先说一下那些是关键工况参数啊，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：补充一句，这次不光讲解参数计算过程，还会说一些明显数据异常的判断，嘻嘻嘻嘻嘻嘻，你懂的哟

通常工况参数有哪些呢

大方向来说的话，有组织采样的关键参数有：直径(截面积)、流速、采样体积、流量(标干)

全方位来说的话，有组织采样的关键参数有：直径(截面积)、含湿量、大气压、烟温、全压、动压、静压、烟气密度、流速、计压、计温、采样体积、流量、以及含氧量

直径—截面积

直径看似是参数里面最简单并且最容易获取的，首先，一般大家常用的方式都是肉眼判断、烟枪测量、卷尺测量，但是你稍微不注意就会搞错，它会影响到的数据有：布点数量、采样时间、截面积、烟气流量。

异常判断：假设排气筒1.0m，采集时间为15分钟，数据异常。

异常分析：1.0m直径需布点6个，按照16157要求是浓度情况而定，但原则上每点不少于3min，至少采集18分钟才对，所以有问题，样品无效。

补充说明：采样时间应为布点数量的倍数，能被整除。

含湿量Xsw

此处以大家最熟悉的干湿球法为例子：

标准原文5.3.2.4  

由于含湿量的计算现场无法直接获取参数以及查表，所以在采样时不需要关注。含湿量会影响参数：等速跟踪流量、采样体积、标干流量。

操作提醒：含湿量的测定必须在工况预测之前较好，(工况条含湿量数据仅仅体现进行采样前的状态并不能体现整个采样全过程)所以一般测定时间不能少于3min或数据整体稳定时间。

补充说明：日常监测中含湿量对整体工况参数影响不是很大，基本可以忽略不计，但是在线比对的时候需要特别注意

烟气密度ρ

标准原文：(计算顺序为图片顺序)

1.  Ms气体分子质量：这个数据在设备里面为一个定值一般取值29或30，普遍设备里面会显示烟气密度1.34(崂应3012H出厂就是1.34，此选项仪器内可以更改)

数据来源：空气中氮气占比79.1%，氧气20.9%，氮气分子质量28，氧气分子质量32，所以Ms=28x79.1%+32x20.9%=29或30

2.  烟气密度ρ：所有的计算公式依托理想气态方程PV=nRT及其变形公式

R为气体常(8312J/K)：标况热力学温度273.15，101.325Kpa下  1mol理想气体的体积约为22.4L，最终根据PV=nRT=>n=22.4 P/T 得到R=8.314J/(mol*K)=8314J/K(R值一般为定值)

所以最终得到ρ=M/22.4，最后在进行标况烟气密度的换算即可得到

烟气流速Vs

决定流速的参数有：大气压、动压、气体分子质量、烟气密度、烟温、静压、皮托管系数,其中直接影响最大的为动压跟烟温，其他参数之前已经说过：全压、静压、动压的关系包含异常判断分析。

标准原文：

皮托管系数Kp:目前大家常用的是S型皮托管，系数一般取值0.84±0.01

崂应3012则采用了前面的简易算法，跟后面的衍生算法相差不大，误差范围内可接受

烟气流量Qsn

标准原文：

此处并没有太多需要注意的，计算步骤清楚明了，前者为未扣除含湿量的烟气流量(标湿流量，一般只有油烟采样的时候的时候才会用到)，后者为标干流量(通常大家说的最后需要的流量就是它，用来计算排放速率，还可以通过它的数据变化看出工况是否稳定)

采样流量—采样体积

有组织采样体积分为两种：一种是崂应3012H 颗粒物等速跟踪的采样体积，另一种是崂应3072废气恒流采样；如，吸收瓶，吸附管的采样体积；二者的原理都是一样，都是流量x时间=采样体积，但是又有微微的小区别。

主要区别：3012流量为等速，属于变量；流量大小根据测定的排气筒流速等变化不一

3072为标准给定流量范围属于定量，标准会明确给出一个采样流量数值或范围，必须严格按照标准要求执行

标准原文：此处为预测工况部分的隐藏计算关系崂应3012H的算法：

小明提醒：因为16157为老版标准，等速流量计算为转子流量计，目前大多数都是电子流量计，所以崂应对算法进行简化优化，但是结果并没有太大变化(崂应烟尘采样模式出厂默认烟温静压，可以勾选计温计压模式)

小明提醒：此处计算公式在管道内部流速小于5m/s时，需要恒定流采样需要按照此公式进行实际流量计算之后输入仪器；流速在2.5~5m/s之间按实际流速计算采样流量进行恒流采样；流速＜2.5m/s，取2.5进行采样流量计算恒流采样)

注意：此处计算包含量了含湿量，所以开始提醒大家要先测含湿量再做工况预测，否则工况预测会套用上次的含湿量数据进行计算，简单来说预测工况就是为了选择合适的采样嘴

1.  烟气计温tr：

排气筒内部烟气出来经过采样枪——橡胶管——烟尘进口——通过流量计的温度，(未使用烟气预处理枪的情况下：一般来说，夏天来说计温会跟烟温差不多或者高一些；冬天来说计温会比烟温低)

2.烟气计压Pr：

计前压力烟气通过流量计的指示压力，无论是烟尘烟气测试仪，还是大气采样仪， 计压永远不会出现正压，计压通常来说就是采样泵的受到的阻力，由管道内部，采样枪，采样管，采样介质，仪器本身提供就算采集出口管道内部为正压，计压也只会比进口略微显小，不可能出现正压，除非你直接往仪器进口充气，这样会造成仪器损坏小明提醒：不同的类型采样器有不同的计压范围，通常来讲有组织采样器的抗负压会更强更大一些(仪器负压过大可将出口接管放入采样口形成回路减小仪器负载跟采样流量的波动)，采样过程中尽量管路短，且捋直捋顺减小计压。

标准原文：次处为等速跟踪采样体积

标准原文：此处为恒流采样体积

K为流量计修正系数，已经淘汰、(V2-V1)=设定流量 x 采样时间

综上所述：需要注意的地方，有组织等速跟踪体积标况换算采用烟温+静压(更加贴近跟符合管道内部的情况)，有组织废气恒流采样体积标况换算采用计温+计压，无组织大气采样采样体积换算采样(气温 ≈计温)+计压

由于计压跟静压对计算结果影响不是很大最后就简化为大家经常看见的这个公式；

另外参比体积=Vn x 1.0916，   1.0916=298/273

异常数据判断：不同的采样介质、不同的连接方式、不同的吸收液液面会提供不同的计压(阻力)，核对数据的时候一定要注意观察计压大小是否符合实际情况，否则漏气样品作废无效

end

今日互动话题 

你觉得原始记录表的采样依据如何表述才是对的？

一、GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法

二、GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法及其修改单

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