Руководство по регулированию выбросов в атмосферу

8 Измерение параметров выбросов от установок, вызывающих загрязнение воздуха

8.1 Введение
8.2 Перечень методов, рекомендованных ДАООС
8.2.1 Перечень рекомендованных методов, мониторинг параметров работы и периодический контроль
8.2.2 Перечень методов, рекомендованных Агентством по охране окружающей среды Дании
8.2.2.1 Мониторинг параметров работы и периодический контроль
8.2.3 Перечень методов, применяемых АИС
8.2.3.1 Измерение параметров установок
8.2.3.2 Требования, предъявляемые к оборудованию участка отбора проб
8.2.3.3 Оборудование места отбора проб
8.2.3.3.1 Измерение параметров частиц и объемного расхода
8.2.3.4 Требования, предъявляемые к оборудованию места отбора проб
8.2.3.5 Количество и конструкция патрубков для взятия проб
8.2.3.6 Количество точек взятия проб
8.2.3.7 Взятие проб газообразных загрязнителей воздуха
8.2.3.8 Каналы диаметром менее 300 мм
8.2.4 Мониторинг параметров работы и периодический контроль
8.2.4.1 Отчет о результатах измерений

8.1 Введение

В настоящей главе содержатся формулировки основных принципов, которыми следует руководствоваться при выполнении измерений параметров выбросов в атмосферу, описание методов отбора и анализа проб и основных требований к оборудованию мест для отбора проб, а также правил подготовки отчетов о результатах измерений.

8.2 Перечень методов, рекомендованных ДАООС

В конце 2000 г. Метрологической лабораторией ДАООС по измерению выбросов в атмосферу (именуемой в дальнейшем «метрологическая лаборатория») был опубликован перечень рекомендованных методов для проведения планового контроля параметров работы, контроля с использованием АИС и периодического контроля. В перечне, помимо прочего, содержатся методические описания стандартных процедур работы с некоторыми наиболее распространенными техническими показателями выбросов (веществ), а также методическая таблица для планирования и составления отчетов по измерениям выбросов.

Указанный перечень рекомендованных методов можно также найти на сайте метрологической лаборатории ДАООС в сети Интернет71.

8.2.1 Перечень рекомендованных методов, мониторинг параметров работы и периодический контроль

Методы, рекомендованные для мониторинга и периодического контроля, перечислены в Таблице 11. В особых случаях разрешается вносить изменения в эти методы или использовать методы измерения, отличающиеся от рекомендованных. При этом выбор метода подлежит обоснованию и утверждению органом надзора до выполнения измерения. В случае сомнений следует обращаться в метрологическую лабораторию.

8.2.2 Перечень методов, рекомендованных Агентством по охране окружающей среды Дании

8.2.2.1 Мониторинг параметров работы и периодический контроль

В Таблице 11 приведены рекомендованные методы измерения параметров72, основанные на существующих национальных и международных стандартах.

Таблица 11.
Рекомендованные методы для измерения параметров загрязнения воздуха предприятиями (выбросов): методы для мониторинга технических параметров и периодического контроля

Смотрите здесь  

8.2.3 Перечень методов, применяемых АИС

Методы измерения, перечисленные в Таблице 12 ниже, рекомендованы для автоматических измерительных систем. В особых случаях разрешается вносить изменения в эти методы или использовать методы измерения, отличающиеся от рекомендованных. При этом выбор метода подлежит обоснованию и утверждению органом надзора до выполнения измерения.

8.2.3.1 Измерение параметров установок

Как правило, приведённые ниже стандарты не содержат диапазонов измерений. Требования зависят от диапазона измерений и/или измеряемых концентраций.

Таблица 12.
Рекомендованные методы измерения загрязнения воздуха предприятиями (выбросы в атмосферу веществ-загрязнителей): методы для выполнения измерений на предприятиях с использованием автоматической измерительной системы (АИС)

Смотрите здесь  

8.2.3.2 Требования, предъявляемые к оборудованию участка отбора проб

В настоящем Руководстве под «участком отбора проб» понимаются площади, на которых размещается оборудование для отбора проб и на которых технический персонал может производить необходимые операции по работе с таким оборудованием.

Доступ к участкам отбора проб и нахождение на них должны быть полностью безопасными для жизни и здоровья в соответствии с действующими нормативами датских органов по охране труда.

В связи с существенными различиями между участками отбора проб на крупных объектах, где измерения выполняются регулярно, и такими участками на малых объектах, таких, например, как трубы выброса, где может быть предусмотрено лишь небольшое количество измерений, выдвижение общих требований для обоих видов участков представляется нецелесообразным. Ниже приводятся некоторые требования, предъявляемые к участкам отбора проб на крупных объектах и установках, где требуется проведение регулярных измерений на высоте свыше 6 м над поверхностью земли.

Участок отбора проб должен отвечать следующим требованиям:
площадь 3-5 м2 (точный размер платформы для взятия проб зависит от типа используемого измерительного оборудования);
способность нести точечную нагрузку не менее 400 кг;
наличие перил с бортиком высотой около 0,25 м и двух поручней на высоте около 0,5 м и 1,2 м;
обеспечение беспрепятственного доступа к аппаратуре для взятия проб;
наличие ступеней и закрепленных лестниц, ведущих к участку отбора проб;
наличие разъема для подключения к источнику питания 230 В;
наличие блока или иного устройства для подъема оборудования;
наличие надлежащего освещения и вентиляции;
наличие защиты от неблагоприятных погодных условий;
наличие нескользкого покрытия пола.

Вопросы техники безопасности на участках отбора проб находятся в компетенции датских органов охраны труда. В связи с этим в разрешениях, выдаваемых природоохранными органами, требования по технике безопасности не излагаются.

8.2.3.3 Оборудование места отбора проб

В настоящем Руководстве под «местом отбора проб» понимается точка в канале выброса загрязнителя в атмосферу, в которой выполняется измерение параметров выброса. Доступ к местам отбора проб в трубах выброса и вентиляционных каналах обычно осуществляется через отверстия, в которые вводятся отсасывающие зонды.

Расположение мест отбора проб и количество патрубков для отбора проб в канале выброса оказывают существенное влияние на качество получаемых результатов измерения.

8.2.3.3.1 Измерение параметров частиц и объемного расхода

Так как скорость движения газа, концентрации частиц и распределение их размеров в разных точках поперечного сечения канала могут быть различными, а оборудование места для отбора проб должно обеспечивать получение репрезентативных проб, необходимо наличие возможности перемещения зонда по всей площади поперечного сечения канала, либо создание условий для перемешивания газа (т.е. предотвращения образования слоев) и формирования однородного потока по всему поперечному сечению.

8.2.3.4 Требования, предъявляемые к оборудованию места отбора проб
Поперечное сечение для выполнения измерения должно располагаться под прямым углом к потоку газа;
По возможности места отбора проб должны быть расположены на вертикальных каналах;
Горизонтальные каналы должны быть прямоугольными;
До места взятия проб должен располагаться прямой участок М1, наличие препятствий в котором недопустимо. Для каналов с круглым сечением длина М1 должна быть не менее 5D, а для каналов с прямоугольным сечением - не менее 2,5 (H + W). В существующих установках допустим более короткий прямой участок при условии увеличения количества точек взятия проб, см. 8.2.3.6;
D = внутренний диаметр круглой трубы;
H = внутренняя высота прямоугольного канала;
W = внутренняя ширина прямоугольного канала;
После места отбора проб должен располагаться прямой участок М2, наличие препятствий в котором недопустимо. Для каналов с круглым сечением длина М2 должна быть не менее D, а для каналов с прямоугольным сечением – не менее 0,5 (H + W). (В существующих установках допустим более короткий прямой участок при условии увеличения количества точек взятия проб, см. 8.2.3.6);
Между местом взятия пробы и выходным отверстием трубы должен иметься прямой участок М2 длиной не менее 5D или 2,5 (H + W);
В случае если поток газов в канале вращается, до начала прямого участка канала необходимо установить устройство, выравнивающее поток;
Размещение мест взятия проб не должно оказывать влияние на результаты измерений с помощью АИС или на эталонные измерения.

В случае если, по мнению техника-измерителя, место, предназначенное для взятия проб, не соответствует действующим нормативам, и этот факт вносит неопределенность в результаты измерений, информация об этом должна быть доведена до сведения соответствующих подразделений предприятия и органов надзора до начала выполнения работ.

8.2.3.5 Количество и конструкция патрубков для взятия проб

Общие указания:
Следует применять патрубки типа «BSP» с внутренней резьбой и номинальным диаметром 4 дюйма. Отклонения от диаметра 4" допустимы при условии, что они диктуются габаритными размерами канала или параметрами пыли. Такие отклонения подлежат обязательному согласованию с сертифицированной лабораторией.
Глубина патрубка должна быть в пределах от 30 до 70 мм.
Для обеспечения беспрепятственного введения и изъятия из канала пробоотборников (зондов и т. п.) перед каждым патрубком для взятия проб должно иметься не менее 1,5 м свободного пространства. Если диаметр канала (высота/ширина) больше 1 м, зона свободного пространства перед каждым патрубком для взятия проб должна быть увеличена до расстояния, равного диаметру канала + 0,5 м от каждого патрубка для взятия проб.
В случае необходимости выполнения измерений нескольких параметров одновременно, в частности, если производится измерение параметров твердых частиц или металлов, следует установить дополнительные патрубки для взятия проб.
Все патрубки для взятия проб оснащаются заглушками, которые должны удаляться без затруднений.
Каналы с толстыми стенками (например, с изоляцией) в месте размещения патрубков для взятия проб должны иметь специальное отверстие, выходящее за пределы самого канала. Такое отверстие должно быть прямоугольным, с внутренними габаритными размерами 100х500 мм, либо с другими размерами, согласованными с сертифицированной лабораторией.

Требования, предъявляемые к каналам с круглым сечением:
Канал должен быть оснащен двумя патрубками для взятия проб, расположенными под углом 90° друг к другу.
Если сумма D + P (где D = внутренний диаметр, P = глубина отверстия) превышает 3 м, канал должен быть оснащен 4 патрубками для взятия проб, расположенными под углом 90° друг к другу.

См. также рис. 7.

Требования, предъявляемые к каналам с прямоугольным сечением:
Патрубки для взятия проб должны быть расположены на одной из вертикальных сторон канала таким образом, чтобы обеспечивалось равномерное распределение требуемого количества точек взятия проб по поперечному сечению.
Таким образом, количество патрубков для взятия проб зависит от количества точек взятия проб и габаритных размеров канала. Подробные сведения о количестве точек взятия проб см. в разделе 8.2.3.6.

См. также рис. 8.

8.2.3.6 Количество точек взятия проб

Необходимое количество точек взятия проб в поперечном сечении зависит от площади поперечного сечения, а также от длины прямых участков канала до и после мест взятия проб.

Требуемое количество точек отбора проб для каналов с круглыми и прямоугольными сечениями рассчитывается по следующей схеме:

Количество точек  отбора проб на поперечном сечении
Рис. 6
Количество точек отбора проб на поперечном сечении
   
D = внутренний диаметр в мм для каналов с круглым поперечным сечением
D = 0,5 (H+B) мм для каналов с прямоугольным поперечным сечением
H = внутренняя высота в мм
B = внутренняя ширина в мм
M1 = длина прямого участка канала без препятствий до места взятия проб
M2 = длина прямого участка канала без препятствий после места взятия проб

Количество точек отбора проб в каналах с круглым поперечным сечением должно быть кратным четырем. Точки отбора проб должны распределяться симметрично вдоль двух диаметров, находящихся под прямым углом друг к другу.

При коротких прямых участках канала количество точек отбора проб вычисляется как для M1, так и для M2, после чего выбирается наибольшее количество точек отбора.

Канал имеет круглое поперечное сечение диаметром D = 1000 мм. M1 больше или равно 5D, M2 больше или равно D. В соответствии со схемой, минимальное количество точек отбора проб должно быть равно 11. Однако, поскольку количество точек отбора должно быть кратным четырем, общее количество точек отбора должно быть равно 12.

Пример 1
  

Таблица 13.
Расположение точек отбора проб на поперечном сечении круглого канала

Точка отбора проб по диаметру

Количество точек по диаметру трубы

2

4

6

8

10

12

14

1

85

93

96

97

97

98

98

2

15

75

85

90

92

93

94

3

 

25

70

81

85

88

90

4

 

7

30

68

77

82

85

5

 

 

15

32

66

75

80

6

 

 

4

19

34

64

73

7

 

 

 

10

23

36

63

8

 

 

 

3

15

25

37

9

 

 

 

 

8

18

27

10

 

 

 

 

3

12

20

11

 

 

 

 

 

7

15

12

 

 

 

 

 

2

10

13

 

 

 

 

 

 

6

14

 

 

 

 

 

 

2


В приведенной таблице указано расположение точек отбора проб на поперечном сечении круглого канала. Расстояния от внутренней поверхности стенки канала до различных точек пробоотбора даются в процентах от диаметра канала D. Вертикальная графа – номер точки отбора, горизонтальная графа – количество точек отбора.

Рис. 7.
Пример расположения точек отбора в канале с круглым поперечным сечением

Размеры прямоугольного поперечного сечения канала существующей установки H = 1100 мм, W = 700 мм. Прямые участки без препятствий для потока короткие: M1 = 2,5D, M2 = 0,6D. Условный диаметр D = 0,5 x (1100 + 700) = 900. В соответствии с диаграммой количество точек пробоотбора должно быть равно 17. Согласно общему правилу для круглых и прямоугольных каналов полученные цифры должны округляться в большую сторону. Следовательно, должно быть выбрано общее количество точек отбора проб, равное 3 x 6 = 18.

Пример 2
   

Рис. 8
Пример распределения 12 точек отбора проб в прямоугольном поперечном сечении.

8.2.3.7 Взятие проб газообразных загрязнителей воздуха

Пробы газообразных загрязнителей воздуха должны браться в достаточном количестве точек поперечного сечения канала выброса для получения репрезентативного значения средней концентрации. При благоприятных условиях движения потока, т.е. при отсутствии изменения концентрации загрязнителя по слоям в поперечном сечении, взятие проб может производиться из одной точки.

В целом требования к схеме размещения точек взятия проб, изложенные в разделе 8.2.3.5, распространяются также на точки отбора проб газа. Однако в определенных ситуациях, например, при измерениях в круглых вентиляционных каналах, может быть достаточно наличия доступа к каналу через два 1-дюймовых патрубка «BSP», расположенных под углом 90°. Любые отклонения от выполнения требований к схеме расположения мест для взятия проб, изложенных в разделе 8.2.3.5, должны быть согласованы с органами надзора и сертифицированной лабораторией.

8.2.3.8 Каналы диаметром менее 300 мм

На каналы с круглым поперечным сечением диаметром менее 300 мм (для прямоугольных каналов, соответственно, 0,5 (H + W) < 300 мм) распространяются специальные правила измерения характеристик частиц и объёмного расхода. В случае выполнения требований в отношении расстояния, изложенных в разделе 8.2.3.6, измерения частиц могут выполняться изокинетически в одной точке посередине канала. При этом измерения объёмного расхода выполняются в обычном порядке, с поперечным передвижением. Измерения не должны, однако, выполняться в точках, расположенных на расстоянии менее 30 мм от стенок канала.

Для каналов небольших размеров может быть целесообразным выбор патрубков меньших размеров, однако любые отклонения от выполнения изложенных в разделе 8.2.3.5 требований к размерам патрубков должны быть согласованы с органами надзора и сертифицированной лабораторией.

8.2.4 Мониторинг параметров работы и периодический контроль

8.2.4.1 Отчет о результатах измерений

Результаты мониторинга параметров работы или периодического контроля должны фиксироваться в сертифицированном отчете о результатах произведенных измерений. В качестве минимального требования такой отчет должен соответствовать стандарту DS/EN 45001 или EN/ISO 17025, что указывается в каждом случае выполнения сертификации.

В отчете о результатах измерений должны содержаться следующие сведения:
наименование и адрес лаборатории, производящей исследование, участок выполнения проверки, фамилия лица или наименование предприятия, по требованию которых производится проверка;
точная идентификация отчета (например, посредством порядкового номера) и каждой страницы в нем, а также указание общего количества страниц;
описание и идентификация объекта исследования (труба выброса или ряд труб выброса);
дата и время взятия пробы;
идентификация спецификации пробы (ссылка) или описание метода или технологического процесса взятия пробы;
описание процедуры получения образцов;
сведения о любых отклонениях от спецификации, дополнениях или невыполнении каких-либо операций, указанных в спецификации на выполнение проверки, а также любая другая важная информация о каком-либо конкретном исследовании/образце;
описание любых используемых нестандартных методов исследования/получения пробы, в том числе отклонений от рекомендованных методов;
сведения о результатах измерений и осмотров, оформленные при необходимости в виде таблиц, диаграмм, чертежей и фотографий, а также в виде записей и отметок обо всех выявленных недостатках;
указание погрешностей измерений;
подпись и должность или иные сведения для идентификации лица (лиц), несущих техническую ответственность за отчет о проведенной проверке, а также дата составления отчета;
указание на то, что результаты проведенных исследований распространяются только на объекты, где были получены пробы;
предупреждение о запрещении копирования отдельных частей отчета без письменного разрешения выполнившей проверку лаборатории.

Поскольку все количественные результаты должны сопровождаться информацией о погрешности измерений, в отчете должны содержаться расчеты погрешностей или сведения о предполагаемой общей погрешности для каждого измерения. Помимо используемого метода измерений, на погрешность оказывают влияние другие факторы, в частности, конструкция мест для получения проб, технологический процесс выполнения измерений и состав газа.

Отчет о результатах произведенных измерений должен включать в себя описание (эскиз) конструкции соответствующего места взятия проб, в том числе информацию о габаритных размерах и ориентации канала, длине прямых участков до и после места отбора проб, количестве отверстий для взятия проб и их положении друг относительно друга. В отчете должны быть также описаны все факторы, могущие повлиять на погрешность измерений.

Отчет о результатах измерений должен содержать сведения о типе и характеристике производства за контрольный период, например, о типе и характеристиках используемого угля для производства энергии, или – для цеха покраски - о количестве окрашиваемых объектов, их поверхности и типе используемого покрытия. Для определенных типов производственных установок достаточно общей информации о нагрузке на установку («нормальный режим» или «максимальная нагрузка»).

71 http://www.dk-teknik.dk/ref-lab/ref-lab.asp Адрес: Gladsaxe Mollevej 15, DK-2860 Soborg. Тел. (+45) 39 55 59 99.
  
72 Метрологическая лаборатория в настоящее время работает над несколькими новыми методическими таблицами, в том числе методической таблицей для PCB.