База ГОСТовallgosts.ru » 13. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ЗАЩИТА ЧЕЛОВЕКА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. БЕЗОПАСНОСТЬ » 13.040. Качество воздуха

ГОСТ Р ИСО 13271-2016 Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц РМ с индексом 10/РМ с индексом 2,5 в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импакторов

Обозначение: ГОСТ Р ИСО 13271-2016
Наименование: Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц РМ с индексом 10/РМ с индексом 2,5 в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импакторов
Статус: Принят

Дата введения: 12/01/2017
Дата отмены: -
Заменен на: -
Код ОКС: 13.040.40
Скачать PDF: ГОСТ Р ИСО 13271-2016 Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц РМ с индексом 10/РМ с индексом 2,5 в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импакторов.pdf
Скачать Word:ГОСТ Р ИСО 13271-2016 Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц РМ с индексом 10/РМ с индексом 2,5 в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импакторов.doc


Текст ГОСТ Р ИСО 13271-2016 Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц РМ с индексом 10/РМ с индексом 2,5 в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импакторов



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГОСТР ИСО 13271— 2016

ВЫБРОСЫ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Определение массовой концентрации твердых частиц РМ10/РМ2 5 в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импакторов

(ISO 13271:2012, IDT)

Издание официальное

Москве

Стакдартимформ

2016

ГОСТ РИСО 13271—2016

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АО «НИЦ КД») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 457 «Качество воздуха»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 октября 2016 г. № 1514-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13271:2012 аВыбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц РМ,0/РМ2 5 в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импак-торов» (ISO 13271:2012 «Stationary source emissions — Determination of PM,0/PM2 Smass concentration in flue gas — Measurement at higher concentrations by use of virtual impactors». IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ТС 146/SC1.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему национальный стандарт, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения наспоящего стандарта установлены е статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ *О стандартизации е Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (ло состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — е ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также е информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

и

ГОСТ РИСО 13271—2016

Содержание

1    Область применения............................................................................................................................. 1

2    Нормативные ссылки....................................................................................... 1

3    Термины и определения.................................................................................. 1

4    Обозначения и сокращения............................................................................. 4

4.1    Обозначения......................................................................................... 4

4.2    Сокращения................................................................................................................................ 5

5    Основные принципы............................................................................................................................... 5

5.1    Общие положения...................................................................................................................... 5

5.2    Теория виртуальных импэкторов.............................................................................................. 5

6    Спецификация двухступенчатого виртуального импактора............................................................... 7

6.1    Общие понятия........................................................................................................................... 7

6.2    Кривые разделения ................................................................................................................... 7

6.3    Проверка кривых разделения..................................................................................................... 8

6.4    Условия эксплуатации................................................................................................................. 8

7    Отбор проб.............................................................................................................................................. 10

7.1    Установка для измерений.......................................................................................................... 10

7.2    Оборудование и рабочие материалы ....................................................................................... 11

8    Подготовка, процедура измерения и последующая обработка.......................................................... 12

8.1    Общие положения ..................................................................................................................... 12

8.2    Предварительная обработка...................................................................................................... 13

8.3    Процедура измерения................................................................................................................. 13

8.4    Процедуры взвешивания............................................................................................................ 14

8.5    Обработка взвешиваемых деталей после отбора................................................................... 15

9    Вычисление результатов...................................................................................................................... 15

10    Рабочие харамериыики..................................................................................................................... 15

10.1    Загрузка виртуального импактора........................................................................................... 15

10.2    Предел чувствительности......................................................................................................... 16

10.3    Неопределенность иэмеэения.................................................................................................. 16

10.4    Потери частиц........................................................................................................................... 16

11    Протокол испытаний ........................................................................................................................... 16

Приложение А (справочное) Физическая оценка характеристик для вычисления объемного расхода

пробы............................................................................................................................... 17

Приложение В (справочное) Ошибки, возникающие при отклонении от иэокинетического метода

отбора проб......................................................................................................................20

Приложение С (справочное) Пример двухступенчатого виртуального импактора .............................. 22

Приложение D (справочное) Влияние колебаний температуры и состава отходящего газа на число

Рейнольдса......................................................................................................................25

Приложение Е (справочное) Входное сопло............................................................................................27

Приложение F (справочное) Список оборудования................................................................................ 28

ГОСТ РИСО 13271—2016

Приложение G (справочное) Определение представительной точки отбора проб............................... 30

Приложение Н (справочное) Генерирование стандартного аэрозоля для калибровки виртуального

импактора........................................................................................................................ 31

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов

национальным ландартам............................................................................................. 32

Библиография........................................................................................................................................... 33

IV

ГОСТ РИСО 13271—2016

Введение

8 целях количественного определения величин РМ10 и РМ2 5 в выбросах стационарных источников или установления вклада источников РМ10 и РМ26 в атмосферном воздухе необходимо измерять тонко-дисперсные твердые частицы в отходящих газах промышленных источников.

Настоящий стандарт описывгет метод измерения массовой концентрации РМ10 и РМ26 в соответствии с кривыми разделения, которые были установлены в ИСО 7708 [1] для РМ10 и РМ2 5 в атмосферном воздухе. Метод основан на принципе разделения потока газа с использованием двухступенчатого виртуального импактора. Этот метод применяют к более высоким содержаниям пыли, чем содержание, при котором используют каскадные импакторы. оснащенные пластинами.

Метод измерения позволяет здновремеиное определение содержания РМ,0 и PM2Se выбросах. Метод предназначен для измерения внутри трубы стационарных источников выбросов с возможными реакционными газами и/или парами воды.

вклад в выбросы стационарных источников содержания РМ10 и РМ25 в атмосферном воздухе классифицируют как первичный и вторичный. Те выбросы, которые существуют в виде твердых частиц внутри трубы сотходящим газом и которые испускаются непосредственно в воздух, можно считать «первичными». Вторичные частицы состоят из тех выбросов, которые формируются в окружающем воздухе из-за химических реакций в атмосфере. Техника измерений в настоящем стандарте не позволяет измерить вклад выбросов дымовых газов в формирование вторичных твердых частиц в атмосферном воздухе.

V

ГОСТ Р ИСО 13271—2016

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЫБРОСЫ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Определение массовой концентэации твердых частиц РМ10/РМ2 5 в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импакторов

Stationary source emissions. Determination of PM^/PM^s mass concentration in flue gas.

Measurement at higher concentrations by use of virtual impactors

Дата введения — 2017—12—01

1    Область применения

Настоящий стандарт определяет стандартный референтный метод для определения массовой концентрации РМ10 и РМ2 5 в выбросах стационарных источников с использованием двухступенчатых виртуальных импакторов. Метод измерения подходит для измерений массовой концентрации частиц в трубе с отходящим газом. Метод та оке может быть использован для отходящего газа, который содержит высокореакционные соединения (например, серу, хлор, азотную кислоту) при высокой температуре или высокой влажности.

Настоящий стандарт применяют к высоким содержаниям пыли. Крупные частицы разделяют на сопле с эффектом незначительного отскока и захвата уловленных крупных частиц. По той же причине достаточно ограничены помехи, возникающие из-за высокого содержания в газах или выбросах.

Настоящий стандарт не применяют для определения общего массового содержания пыли.

2    Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий международный стандарт. Для недатированной ссылки применяют последнее издание ссылочного стандарта (включая его изменения).

ISO 12141. Stationary snurre Anisftinna — OnfArminAtinn of maas concentration of particulate mattAr(rlust) at low concentrations — Manual gravimetric method (Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц (пыли) при низких концентрациях. Ручной гравиметрический метод]

3    Термины и определения

8 настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

аэродинамический диаметр (aerodynamic diameter): Диаметр сферы плотностью 1 г/см3, обладающий одинаковой предельной скоростью за счет силы гравитации в условиях спокойного воздуха и при преобладающих значениях температуры, давления и относительной влажности.

Примечание — Адаптировано из ИСО 7708 (1]. статья 2.2.

3.2

фильтр тонкой очистки (backup finer): Плоский фильтр, используемый для улавливания фракции РМ„.

(ИСО 23210:2009 [7]. статья 3.2.3)

Издание официальное

1

ГОСТ РИСО 13271—2016

3.3    фильтр для улавливания (collection fitter): Плоский фильтр, используемый для улавливания крупных частиц.

3.4 _

коэффициент Каннингема (Cunningham factor). Поправочный коэффициент, принимающий во внимание изменение во взаимодействии между частицами и газовой фазой.

(ИСО 23210:2009 [7). статья 3.1.7)

Примечание — См. А.2.

Is

диаметр проскока (cut-off diameter): Аэродинамический диаметр, при котором эффективность разделения в импакгоре составляет 50 %.

(ИСО 23210:2009 [71. статья 3.1.2)_

Примечание — Разделение частиц в реальных им па «торах не идеально, и это отражается на кривых разделения, аналоги^мых кривым в примере, приведенном на рисунке 1.

А — эффективность разделении. dm — аэродинамический диаметр; f — идеальное разделение. 2 — реальное разделение

Рисунок 1 — Эффективность разделения импактора в зависимости от аэродинамического диаметра <2М (адаптирован из ИСО 23210:2009 рисунок 2. [7])

3.6 _

держатель фильтра (filter (bolder): Держатель подложки, предназначенный для поддержки фильтра, при этом анализу (взвешиванио) подлежит только осадок на фильтре.

(ИСО 15767:2009 [4). статья 2.4)

3.7

измерительная плоскость, плоскость отбора проб (measurement plane, sampling plane): Плоскость. перпендикулярная к оси газохода в месте отбора проб.

(ИСО 23210:2009 [7], статья 3.3.3)

3.8

измерительная секция (measurement section): Область в газоходе, включающая измерительную^) плоскость(и) и секции входного и выходного отверстий.

(ИСО 23210:2009 [7J. статья 3.3.2)

2

ГОСТ РИСО 13271—2016

3.9

место измерения, место пробоотбора (measurement site, sampling site): Место e газоходе e области измерительной(ых) плоскости(ей). включающее конструкционное и техническое оборудование.

Примечание — Место измерения состоит из. например, рабочих площадок, измерительных портов, систем обеспечения электропитания.

(ИСО 23210:2009 [71, 3.3.1)

3.10

РМ2 s (РМ2 5): Частицы, которые проходят через селективные по размеру сопла с 50%*ной эффективностью проскока при аэродинамическом диаметре 2.5 мкм.

Примечан и е — РМ25 соответствует «нормативу повышенного риска по респирабвльной фракции», как определено в ИСО 7708:1995 (1]. 7.1.

(ИСО 23210:2009 {7]. статья 3.1.4)

3.11

РМ1(| (РМ,0): Частицы, которые проходят через селективные по размеру сопла с 50%-ной эффективностью проскока при аэродинамическом диаметре 10 мкм.

Примечание — РМ,0 соответствует «нормативу по торакальной фракции», как определено в ИСО 7708:1995 [1]. разаел б.

3.12    число Рейнольдса, Re ;Reynolds number. Re):

где p — массовая плотность:

v — скорость газа в сопле ускорения частиц:

/— длина:

П — динамическая вязкость.

Примечания

1    Адаптировано из ИСО 80000-11:2008 [8]. 11-4.1.

2    «Безразмерный» параметр (параметр с размерностью 1). описывающий условия потока.

3.13 число Стокса. St (Stokes's number. SI):

Pop-dj-Cm-y Ы~ 9n Do '

где pop — массовая плотность. 1 г/см3: аэродинамический диаметр, м;

Cm— коэффициент Каннингема:

v — скорость газа в сопле ускорения частиц, м/с:

П — динамическая вязкость (аза. Па с;

О0 — диаметр ускорительного сопла частиц, м.

Примечания

1    Адаптировано из ИСО 23210:2309 [7]. В.2.

2    «Безразмерный» параметр длч определенного инструмента (параметр с размерностью 1). описывающий меры инерционного движения частицы в газовом потоке вблизи препятствия.

3.14    сопло ускорения частиц (particle acceleration nozzle): Ускорительное сопло, используемое для ускорения загруженного частицами газа перед разделением в сопле для улавливания частиц.

3.15    сопло для улавливания частиц (particle collection nozzle): Накопительное сопло, используемое для разделения крупных частиц.

3

ГОСТ РИСО 13271—2016

4 Обозначения и сокращения

4.1 Обозначения

А — эффективность разделения;

Ст — коэффициент Каннингема;

£>0 — диаметр сопла ускорения частиц;

О, — диаметр сопла для улавливания частиц; dM — аэродинамический диаметр; tftnrv — внутренний диаметр входного сопла; di0 — диаметр проскока;

i — номер серии 1.2.3.....т для идентификации фракции частиц (2,5 мкм. 10 мкм);

j — номер элемента серии 1,2,3.....п:

/0 — длина сопла импактора; тФто — масса частиц на филэтре тонкой очистки;

тФУ2 — масса частиц на филэтре для улавливания второй стадии разделения;

N — номер сопла импактора; п— номер сдвоенных измерений;

Punt, — атмосферное давление в месте измерений: рп — нормальное атмосферное давление:

ри — различие между статическим давлением в поперечном сечении и атмосферным давлением места измерения;

qv — объемный расход при рабочих условиях:

Яу„ — объемный расход при стандартных условиях и для сухого газа;

Ovn — объемный расход через сопло при рабочих условиях для общего потока: qv, — объемный расход через сопло при рабочих условиях для побочного потока: qv2 — объемный расход через сопло при рабочих условиях для основного потока;

Re — число Рейнольдса;

Sk,0 — число Стокса относительно среднего диаметра;

s — расстояние между концом сопла ускорения частиц и вершиной сопла для улавливания; Т— температура газа;

Гп — стандартная температура:

и(у) — стандартная неопределенность в сдвоенных измерениях; v — скорость газа в сопле ускорения частиц;

Уц —скорость отходящего газа;

V„ — объем пробы при стандартных условиях и для сухого газа;

YnM|r>. — массовая концентрация водяного пара при стандартных условиях и с сухим газом;

4

ГОСТ РИСО 13271—2016

у„и — содержание РМ2 5;

YPUio— содержание РМ,0;

у, ,— #-е значение содержания первой измерительной системы: y2i — ьв значение содержания второй измерительной системы;

О — динамическая вязкость газа; рп,н 0<v — плотность водяного пара при стандартных условиях: рО Р — плотность частиц (1 г/см3);

{ — отношение побочного потока на этапе использования импатора.

4.2 Сокращения

ФТО — фильтр тонкой очистки;

ФУ1 — фильтр для улавливания первой стадии разделения;

ФУ2 — фильтр для улавливания второй стадии разделения.

5 Основные принципы

5.1    Общие положения

При измерении частиц можно выделить три основных физических свойства:

•    массовую концентрацию (например, общую пыль. РМ10, РМ25) и распределение массовых фракций;

•    счетную концентрацию частиц и распределение частиц по размерам в ряды;

•    морфологию частиц (например, форму, цвет, оптические свойства).

Массовую концентрацию РМ,е и РМ2 8 определяют с помощью селективного по размеру разделения взвешенных частиц в отходящих газах с использованием различных инерционных параметров частиц.

Настоящий стандарт устанавливает метод измерения для определения высокой массовой концентрации РМ10 и РМ25 с использованием двухступенчатых виртуальных импакторов. основанных на принципе разделения газового потока без импакторных пластин и с эффектом незначительного отскока и захвата уловленных крупных частиц.

5.2    Теория виртуальных импакторов

Разделение по размеру на этапе использования виртуального импактора основано на инерционных параметрах ускоренных и замедленных частиц в потоке газа. Принцип действия, стадии разделения и основные параметры, определяющие проведение разделения, приведены на рисунке 2.

Стадия разделения состоит, в своей базовой схеме, из ускорительного сопла коаксиал ьно ориентированного к частицам и сопла для улавливания, диаметры которых обозначены как D0 и О, соответственно (см. рисунок 2). Газ. содержащий частицы, входит в сопла и ускоряется в зависимости от D0 и общего расхода, при этом часть готока направляется в сопло для улавливания частиц. Расход, через сопло для улавливания частиц. который называется побочным расходом, составляет приблизительно 10 % от общего потока. Основная фракция или основной поток перенаправляется и отводится от сопла для улавливания частиц. Следовательно, частицы, имеющие диаметр выше определенного аэродинамического размера (размер проскока), определяются в побочном потоке, полученном соплами для улавливания частиц, и собираются на фильтре. Тонкодисперсные частицы размером менее размера проскока остаются в основном потоке и направляются на следующую стадию разделения.

5

ГОСТ РИСО 13271—2016

1 — сопло ускорения частиц. 2 — «пло для улавливания частиц: 3 — траектории иэыеряемых ывлкодисперсных частиц.

4 — траектории крупных частиц. S — направление потока, Ов — диаметр сопла ускорения частиц. О, — диаметр сопла для улавливания частиц: ^ — длина сопла нмпактора: s — расстояние мехду выходным отверстием сопла ускорения частиц и входным отверстием сопла для улавливания частиц:    ~ общий расход:    — побочный расход:    — основной расход

Рисуно< 2 — Принцип устройства виртуального импакгора

Проведение стадии разделения характеризуются с кривыми разделения, ввиду определенных характеристик процесса разделения всегда присутствуют остаточные частицы размером больше и меньше размера проскока побочного потока.

Стадию разделения определяют с диаметром проскока dM. Для частиц с этим аэродинамическим диаметром эффективность разделения на этапе использования импактора составляет 50 %. Диаметр проскока d50 вычисляют по формуле

упг*мПи?

dso"4p0P■    <1>

где Sf50 — число Стокса по отношению диаметру проскока tfso для определенного инструмента;

П — динамическая вязкость газа;

Дю — общий объемный расход через сопло при рабочих условиях;

О0 — диаметр ускорительного сопла частиц;

р— плотность частиц. 1 (Тем3 (инерционный диаметр проскока приведен с точки зрения аэродинамического диаметра);

Ст — коэффициент Каннингема.

К построению и применению формулы (1) относятся следующие условия;

a)    при планировании стадий разделения значение St^ должно составлять [10] 0.4 < StM < 0.5;

b)    отношение расстояния между концом ускорительного сопла частиц и началом сопла для улавливания частиц s к диаметру укорительного сопла Оа должно быть 0.8 < а/ц>< 2;

c)    отношение длины сопла ускорения частиц /0 к диаметру D0 должно быть /0 / О0 < 2.5;

d)    отношение диаметра сопла для улавливания частиц D, к диаметру сопла ускорения частиц Oq должно быть £>,/Ц>*1.33;

e)    число Рейнольдса Re для потока газа в сопле ускорения частиц должно быть в области ламинарного потока 100 < Re < 3000

6

ГОСТ РИСО 13271—2016

б Спецификация двухступенчатого виртуального импактора

6.1    Общие понятия

Настоящий стандарт определяет двухступенчатый виртуальный импактор для определения мао совой концентрации РМ10 и РМ2 $ [10].

Принцип действия двухступенчатого виртуального импактора включает в себя проведение двух стедий разделения. На первой стадии отделяются самые большие частицы с использованием сопла для улавливания частиц. Крупные частицы улавливаются на плоскости фильтра. Частицы меньшего размера направляются на следующую стадию.

Двухступенчатый виртуальный импактор разделяет частицы на следующие три фракции:

a)    частицы с аэродинамическими диаметрами более 10 мкм (первая стадия разделения):

b)    частицы с аэродинамическими диаметрами от 10 до 2.5 мкм (вторая стадия разделения):

c)    частицы с аэродинамическими диаметрами менее 2.5 мкм (фильтр тонкой очистки).

Масса РМ2» соответствует фракции с), масса РМ,4 соответствует сумме фракций Ь) и с). Фракция с аэродинамическими диаметрами более 10 мкм. не используют для оценки данных по РМ,0 и РМ2 5.

6.2    Кривые разделения

Кривые разделения РМ,0 и РМ2 5 при измерении выбросов должны соответствовать кривым разделения РМ]0 и РМ2 5. приведенным вИСО 7708 [1] для соответствующих диаметров частиц (см. рисунок 3). Стадии разделения виртуального импактора для РМ)0 и РМ25 должны быть разработаны таким способом. чтобы кривые РМю и РМ25 отвечали требованиям эффективности разделения, установленным в таблице 1. Допустимые отклонения, установленные в таблице 1. представляют собой абсолютные проценты относительной эффектизкости разделения, установленной в ИСО 7708 [1].

Л — степень разделения:    — арроцинамичвскии диаметр: ) — норматив повышенного риска по респнрабепьной

фракции (РМ); ? — норматив ло торакальной фракции (PM,<J

Рисунок 3 — Кривые разделения РМю и РМц. определенные в ИСО 7708 [1]

Таблица 1 — Эффективность разделения для стадий виртуального импактора с допустимым отклонением

Диаыетр частиц

Стадия РМ,0

Стадия РМ2>

Больше 3 мкм

Допустимое отклонение ± 10 %

Меньше 3 мкм

Допустимое отклонение 15 %

Больше 1.5 мкм

Допустимое отклонение ± 10 %

Меньше 1.5 мкм

Допустимое отклонение 120 %

7

ГОСТ РИСО 13271—2016

6.3    Проверка кривых разделения

Характеристики разделения на виртуальном импакторе должны быть оценены производителем для каждой стадии, для подтверждения соответствия критериям эффективности, определенным в 6.2. Проверка правильности должна быть выполнена испытательной лабораторией с общепринятой системой управления качеством.

Примечание — Требования к испытательным лабораториям определены, например, в ИСО/МЭК17025 [5].

Степень разделения в виртуальном импакторе должна быть определена путем проведения экспериментов с монодислерсным аэрозолем для каждой стадии, например олеиновой кислотой, поли-альфа-олефином или диокгилфталатом [10] — [12]. полистирольным латексом [13] или стеклянными сферами [14] различных диаметров в диапазоне от 1 до 20 мкм. Генерирование аэрозоля должно быть выполнено с использованием механических или электрических методов с усилителем (см. приложение Н).

Для стадии отделения РЦ s должны быть проведены испытания, по крайней мере, с частицами шести различных диаметров от 1 до 10 мкм. Для стадии отделения РМ10 должны быть проведены испытания. по крайней мере, с частицами шести различных диаметров от 2 до 20 мкм. В обоих случаях диаметры частиц должны быть распределены по всему диапазону диаметра проскока. Один из этих диаметров частиц должен быть близким к диаметру проскока настолько, насколько это возможно.

Значения числа Стокса Sfw для стадий разделения в импакторе частиц диаметрами 2.5 и 10 мкм при испытании для определения диаметра проскока должны быть вычислены на основе экслеримен-тальных данных и формулы (1).

Эффективность разделения и определенные значения числа Стокса следует задокументировать.

6.4    Условия эксплуатации

6.4.1    Общий подход

Для соответствия заданному пределу в отношении диаметров частиц 2.5 и 10 мкм импактор должен работать с постоянной величиной объемного расхода, определенной заранее. Для виртуального импактора величина объемного расхода зависит только от условий отходящего газа и его вычисляют, как указано в 6.4.2 и 6.4.3.

6.4.2    Переменные для вычисления объемного расхода пробы импактора

Для вычисления объемного расхода пробы необходимы следующие переменные:

a)    состав газа;

b)    параметры газа;

c)    скорость газа.

6.4.3    Объемный расход пробы и линии всасывания

Требуемый общий объемный расход каждой стадии qv, в условиях эксплуатации вычисляют по формуле

а*-8

9п-Оо/ 'ЗДоу*П*М> ^so.i’^nw'Po.p

(2)

где /— идентификация фракции частиц = 2.5.10 мкм);

D0J— диаметр сопла импактора (константа);

Sf50 — число Стокса (константа); г| — вязкость газа;

N, — количество сопл импактора (константа); ds0J — диаметр проскока частиц (50%-ное значение разделения на сопле; константа);

Ст, — коэффициент Каннингема для фракции частиц к р9 р — плотность частиц. 1 г/см3.

Объемный расход для обеих стадий вычисляют отдельно. Объемный расход пробы qv в двухступенчатом виртуальном импактоэе имеет следующее соотношение

Qv S Qv .10 ии> •    (3)

Изменение объемного расхода всасывающей линии в двухступенчатом виртуальном импакторе показано на рисунке 4 и может быть упрощено по формулам (4) — (6).

8

ГОСТ РИСО 13271—2016

- I

ахадшмй поток

очвмПМп

ВсюшиомыЙ поток

• Оу1,юмш*10шк=

м<

стэдмЯИад

*жад*м"Оц<т> Т

В£К£а>Мймый поток ™    * ^М.Ммм^З!

4m*V.«fn

Заксы мвиь* поток

Рисунок 4 — Схематичное представление объемного расхода в двухступенчатом виртуальном импакторе

Qv. ФУ1 ~ 5lO wkw • Qv .10 нш " Qv .10 н*н “ Qv 2.5 мам *    (4)

Qv 42 s ^2 S нки • Qv .2.5 ыаи •    (5)

Qv. его ~ (1-^25 ШЫ )Qv 2 S wku '    (6)

где qv — объемный расход прсбы;

Qv .2 5 нам — входящий объемный расход на стадии РМ2 5;

Qv.«vi — всасываемый объемный расход на стадии РМ10;

Qv «у2 — всасываемый объемный расход на стадии РМ2 4;

Qv. фто — всасываемый объемный расход фильтра тонкой очистки;

Qv« .10 ыкн — побочный поток через сопло на стадии РМ10;

^юнкн — номер сопла импактоэа на стадии РМ,е;

Qvi з. 5 иан — побочный поток через сопло на стадии РМ2 5;

W25iIKM — номер сопла импактоэа на стадии РМ25;

Qv? .2.5 ман — основной расход через сопло на стадии РМ2 5;

^io нам — отношение побочного потока на стадии РМ10;

<2 s мки — отношение побочного потока на стадии PM2S.

Приблизительно 10 %общвгс всасываемого потока на каждой стадии уходит. Поэтому £ютн*0,1 И $2.5нац*0.1.

Объемный расход пробы при нормальных условиях и для сухого газа Qyn вычисляют по формуле

Qv„ = Qv

T„<P*rt+ Р«)

(7)

где Г — температура газа в условиях эксплуатации;

7*п— стандартная температура, равная 273.15 К;

Р»вл *“ атмосферное давление на месте измерения: рп — нормальное давление, равное 1 013,25 гПа;

ptl — различие между статичес<им давлением в поперечном сечении при измерении и атмосферным давлением на месте измерения (атмосферное давление);

— массовая концентрация паров воды при нормальных условиях и с сухим газом;

Рп.н,о.у — плотность паров воды при нормальных условиях, равная 0.8038 кг/м3.

9

ГОСТ РИСО 13271—2016

Для вычисления объемною расхода согласно формуле (2) должны быть рассчитаны следующие параметры:

•    динамическая вязкость г|(Г) газовой смеси в условиях эксплуатации:

•    коэффициент Каннингема Ст > фракции частиц /.

Формулы для вычисления этих параметров приведены в приложении А.

6.4.4 Диаметр входного сопла

Диаметр ofefttfy входного сопла вычисляют из требуемого объемного расхода пробы qy и скорости отходящего газа v,9 в месте отбора проб по формуле

-2-1 п /

%

S1.3.

(8)

Наиболее предпочтителен сверхизокинетический метод отбора проб воздуха, т. к. ошибка в эффективности разделения в этом методе меньше, чем при изокинетическом отборе проб (см. приложение В).

6.4.5 Применимые условия эксплуатации

Метод измерения, определенный в настоящем стандарте, применим для режимов работы, установленных в таблице 2. Составы газа колеблются от воздуха до отходящих газов с углекислым газом объемной долей 30 %.

Таблица 2 — Типичные рабочие условия для метода измерения

Наименование параметра

Среднее значение

Минимальное значение

Максимальное значение

Концентрация пыли, мг/м3

40

1

200

Температура. °С

135

20

250

Давление. гПа

1000

850

1100

Содержание водяного пара, мг/м3'

30

0

100

4 Точка росы должна быть ниже температуры отходящего газа.

Если эти рабочие условия не соблюдены, особенно при высоком содержании паров воды или высоких температурах отходящего газа, то измерения должны быть проведены таким способом, чтобы число Рейнольдса каждой стадии разделения составляло от 100 до 3000. В таком случае выполняется уилиьие нццобин в cuoibuiuihhh с тыоуией Мирила и Лю (15]. Число Рейнольдса потока дли каждой стадии может быть определено в соответствии с приложением D.

6.4.6 Компоненты

В структуру двухступенчатого виртуального импактора должны входить следующие компоненты:

> входная воронка в соответствии с требованиями ИСО 12141. при необходимости:

•    сопла ускорения частиц для стадии разделения РМ,0;

•    сопла для улавливания частиц, фильтр для улавливания и держатель фильтра для фракции частиц с диаметром более 10 мкм;

•    сопла ускорения частиц для стадии разделения РМ2 5;

•    сопла для улавливания частиц, фильтр для улавливания и держатель фильтра для фракции частиц диаметром от 10 до 2.5 мки:

•    фильтр тонкой очистки и держатель фильтра для фракции частиц с диаметром менее 2.5 мкм.

Пример каскадного виртуального импактора приведен в приложении С.

7 Отбор проб

7.1 Установка для измерений

На рисунке 5 приведен общий пример установки для измерения. Приборы для измерения объема газа необходимо использовать под давлением, измеряемым манометрами.

10

ГОСТ РИСО 13271—2016

I — входим солпо; 2 — двухступенчатый виртуальный импактор; 3 — опорная труба: 4 — колонки охлаждения и сушки:

S — клапаны, б — манометры. 7 — расходомеры. 9 — приборы для измерения объема таза с термометром; 9 — всасывающее устройство: J0 — приборы для измерентя температуры. И — трубки Пито с дифференциальным измерителем давления:

12 — направление потока отходящего таза.

Рисунок 5 — Пример конструкции системы отбора проб

При измерении допустимо использование трех устройств всасывания. В этом случае, требования к компонентам ниже по потоку от иипактора должны соответствовать ИСО 12141.

Системы отбора проб с прямым входным соплом могут применяться для измерений внутри дымовых труб. Измерения внутри трубы с s-образным соплом могут привести к более высоким потерям частиц. В процессе измерений необходим точный контроль внешней температуры импактора для получения точного диаметра проскока. Если выполняют измерения внутри трубы с s-образным соплом перед им лектором, то предварительно должны быть выполнены испытания по проверке, включающие количественный анализ потерь, связанных с крупными и мелкодисперсными частицами. Такие измерительные установки могут быть использованы, только если потери частиц в процессе отбора проб составляют менее 10 % общей массы мелкодисперсных частиц, уловленных на фильтре тонкой очистки.

7.2 Оборудование и рабочие материалы

7.2.1    Оборудование для отбора проб

Виртуальный импактор должен быть изготовлен из коррозионно-устойчивого материала, например, титана или нержавеющей стали. Входное сопло должно быть изготовлено из того же самого материала, что и виртуальный импактор. Должен быть доступен ряд сопл с различными эффективными диаметрами, по крайней мере, от 3 до 18 мм (см. приложения С и Е).

7.2.2    Оборудование для экстракции и регулирования объемного расхода пробы

Используется следующее оборудование для экстракции и регулирования объемного расхода пробы:

•    гибкие трубки для газа достаточной длины для соединения частей пробоотборной линии ниже по потоку от всасывающей трубки;

•    крепление с закрепленной трубкой или стержнем для настройки виртуального импактора;

•    специальный нагреватель для регулирования температуры всего импактора. при необходимости;

•    сушильная колонка с влагопоглотителем для осушения пробы газа;

•    всасывающее устройство (например, коррозионно-устойчивый газонепроницаемый насос с защитным фильтром и минимальной подачей е 2 м3/ч при 0.04 МПа е области всасывания, предпочтительно с автоматическим регулятором потока);

11

ГОСТ РИСО 13271—2016

•    один прибор для измерения объема газа с номинальной мощностью 3 м3/ч и деа прибора для измерения объема газа с номинальной мощностью 1 м3/ч;

•    расходомер газа:

•    прибор для измерения температуры потока пробы газа:

-    прибор для измерения статического давления в трубопроводе или статического перепада давления между трубопроводом и атмосферным воздухом на месте измерения;

-    прибор для измерения времени;

•    прибор для измерения атмосферного давления на месте измерения;

•    выключатель и распределительные клапаны или другое устройство для регулирования потока пробы газа.

В зависимости от свойств газа может потребоваться уловитель конденсата, чтобы избежать его попадания в измеряемый фильтр. В случае необходимости, должно быть обеспечено нагревание или охлаждение уловителя конденсата.

Примечание — Требования по отношению к оборудованию для экстракции и регулирования объемного расхода пробы установлены, например, в ИСО 12141.

7.2.3    Оборудование для измерения скорости газа, его состава и стандартных величин

Используется следующее оборудование для измерения скорости и состава газа;

•    прибор для измерения оорости газа, например, трубка Пито с микроманометром;

•    газовые анализаторы для определения СО? и 03 в отходящем газе:

-    прибор для измерения температуры;

•    устройство для измерения содержания паров воды.

Примечание — Требования по отношению к оборудованию для измерения скорости газа и его состава установлены, например, в ИСО 12141.

7.2.4    Оборудование для предварительной и последующей обработки в лаборатории

Используется следующее оборудование для предварительной и последующей обработки фильтров для проб в лаборатории:

-    микровесы, например, диапазон измерений: 60 г, шкала: 0.1 мг;

•    сушильный шкаф:

•    емкость для транспортирования фильтров для отбора проб.

7.2.5    Рабочие материалы

Используются следующие рабочие материалы:

•    плоский фильтр из кварцзеого волокна;

-    осушитель, например, силикагель с цветовым индикатором.

Фильтр для улавливания частиц и фильтр тонкой очистки должны состоять из плоских фильтров из кварцевого волокна, и соответствовать следующим минимальным требованиям.

a)    Пропускная способность фильтра должна составлять более 99,5 % на испытательном аэрозоле со средним диаметром частиц 0.3 мкм при ожидаемом максимальном расходе или 99.9 % на испытательном аэрозоле с частицами небольшого диаметра 0.6 мкм. Такая пропускная способность должна быть подтверждена лоставщиксм фильтров:

b)    Материал фильтра не должен реагировать с компонентами, содержащимися в отбираемом газе, или адсорбировать их. должен быть термически устойчивым, учитывая ожидаемую максимальную температуру (кондиционирование, отбор проб и т. д.).

8 Подготовка, процедура измерения и последующая обработка

8.1 Общие положения

Измерительные порты должны соответствовать требованиям международных или национальных стандартов относительно местоположения, числа и конструкции.

Габариты измерительных портов должны позволять проводить прямое введение виртуального импактора в трубопровод отходящего газа без контакта с внутренними стенами трубопровода.

Измерительная секция должна соответствовать требованиям применяемого стандарта.

Примечание —Требоеанля к измерительной секции определены, например, в ИС012141 илиЕН 15259(9].

Условия отходящего газа должны быть постоянными во время отбора проб, чтобы гарантировать, что иэокинетичесжая скорость сохраняется в диапазоне между 90 % и 130 % от вычисленною значения (см. 8.3.4).

Виртуальный импактор следует использовать в трубопроводе с отходящим газом с входным соплом е направлении вверх по течению (см. рисунок 5).

12

ГОСТ РИСО 13271—2016

Отбор проб должен быть выполнен в точке отбора проб, являющейся представительной для скорости отходящего газа. Такая представительная точка отбора проб должна быть определена в соответствии с приложением G.

Необходимо соблюдать такие условия, в которых диаметр проскока не изменяется во время отбора проб. При постоянных условиях отходящего газа это может быть осуществлено путем поддержания постоянным потока пробы газа.

8.2 Предварительная обработка

8.2.1    Виртуальный импактор

Виртуальный импактор следует очищать в соответствии с инструкциями производителя через промежутки, установленные в плане измерения.

Примечание — Требования к плану измерений установлены, например, в ЕН 15259 [9].

Все внутренние поверхности зиртуального импактора должны быть очищены между измерениями на месте, например, с помощью ткани из микрофибры.

8.2.2    Фильтр для улавливания и фильтр тонкой очистки

Подготовка наборов фильтров должна быть выполнена в лаборатории.

Фильтры для улавливания частиц и фильтры тонкой очистки должны быть размещены в специально промаркированных держателях. Фильтры с держателями должны быть равномерно высушены, сбалансированы и взвешены в соответствии с ИСО 12141.

Фильтры для улавливания частиц и фильтры тонкой очистки должны храниться и транспортироваться в закрытых и специально промаркированных коробках.

8.3 Процедура измерения

8.3.1    Планирование измерения

При составлении плана измезений. как правило, следует включить следующие элементы:

a)    условия работы предприятия, включая описание топлива или исходного сырья, компонентов отходящего газа и стандартных величин (например, температура, давление, измеряемое содержание паров воды);

b)    дату и время отбора проб и место измерений;

c)    применяемые методы измерения;

d)    измерительные секции и места измерения;

e)    технический консультант и необходимый персонал для проведения измерений:

0 процедуры отчетности.

Примечание — Рекомендации для испытательных лабораторий установлены, например, в ИСО/МЭК 17025 [5].

Продолжительность отбора проб зависит от содержания пыли и ее фракционною состава в отходящем газе. Если эти параметры неизвестны, они должны быть определены путем предварительных измерений. Продолжительность отбора проб должна быть определена таким образом, чтобы избежать перегрузки фильтров для улавливания частиц и фильтров тонкой очистки, при этом отобрать достаточную массу пыли.

8.3.2    Данные об отходящем газе

Перед измерением должны быть определены следующие данные об отходящем газе:

a)    скорость отходящею газа;

b)    состав отходящего газа: 0;, С02. N2, пары воды;

c)    температура:

d)    статическое давление.

8.3.3    Определение уровня объемного расхода пробы газа

Объемный расход пробы газа в условиях эксплуатации должен быть определен в соответствии с 6.4.3.

Этот объемный расход должен быть преобразован в соответствии с условиями в измерительном приборе. Начальные величины для расчета измеренною значения определены в соответствии с 8.3.2.

Объемный расход пробы газа во время отбора проб следует контролировать и поддерживать постоянным в пределах ± 5 % номинального значения, чтобы гарантировать, что характеристики проскока обеих стадий разделения не изменяются.

8.3.4    Выбор входного сопла

Эффективный диаметр входного сопла должен быть рассчитан в соответствии с формулой (8).

13

ГОСТ РИСО 13271—2016

Отбор проб должен производиться при иэокинетической скорости в диапазоне между 90 % и 130 % вычисленного значения. Входное сопло должно быть выбрано соответственно. Пример выбора входного сопла приведен в С.2.

8.3.5    Проверка герметичности

Система отбора проб должна быть собрана и проверена на возможные утечки путем герметизации входного сопла и включения всасывающего устройства. Утечка должна составлять менее 2 % нормального расхода. Это может быть измерено, например, с помощью изменения давления после вакуумирования пробоотборной линии до наибольшего значения вакуумирования, достигаемого во время отбора проб. Во время отбора проб проверка герметичности может быть произведена при непрерывном измерении содержания соответствующего <омпонента газа (С02. Ог и т. д.) непосредственно в трубе и ниже по течению пробоотборной линии. Любое фиксируемое различие между этими содержаниями указывает на утечку в частях пробоотборного оборудования, расположенных за пределами газохода с отходящим газом. В таком случае утечку следует изучить и устранить.

8.3.6    Измерение

Виртуальный импактор, оборудованный соответствующим входным соплом, до начала измерений должен находиться при температуре отходящего газа. Если температура отходящего газа близка к точке росы паров воды, то весь виртуальный импактор должен быть нагрет до температуры отходящего газа за пределами трубы.

Примечание — Большая масса виртуального импакгора может привести к его длительному нагреванию.

Во время установки пробоотборная линия должна быть вставлена в газоход с отходящим газом таким образом, чтобы избежать любою контакта между входным соплом и газоходом. Измерительные порты должны быть герметизированы, чтобы минимизировать поступление кислорода в газоход или отходящий газ за его пределами.

Угол между центральной осью входного сопла и направлением потока должен быть менее 10 ®. Три клапана выключателя должны быть открыты, всасывающее устройство должно быть включено и установлено значение объемного расхсда. рассчитанное в 6.4.3.

Объемный расход следует проверять и регистрировать, по крайней мере, каждые 5 мин во время отбора проб и регулировать в случае отклонения от расчетного значения.

Динамическое давление следует непрерывно проверять, трубкой Пито или другим подходящим измерительным прибором, установленным в фиксированном месте или в пробоотборной линии, и регистрировать. по крайней мере, каждые 5 мин.

Пробоотборная линия должна быть удалена из газохода с отходящим газом после отбора проб. Виртуальный импактор должен быть удален, когда статическое давление становится отрицательным, прежде чем всасывающее устройство будет остановлено.

Объем пробы для измерения должен быть определен и зарегистрирован. Каждый объем пробы в ipex всасывающих уыройсгьах дилжен бьпь аарыиоририван и вычислен общий ибьем пробы.

8.3.7    Замена фильтра

Держатель фильтра тонксй очистки и держатель фильтра для улавливания частиц должны быть отделены от виртуального импааора и перенесены в емкости для транспортирования. Следует избегать любого загрязнения фильтров.

8.4 Процедуры взвешивания

8.4.1    Общие положения

Фильтр тонкой очистки и оильтр для улавливания частиц второй стадии должны быть взвешены. При этом они должны быть взвешены вместе с держателями и без них. Рекомендуют взвешивать фильтр с держателем.

Примечание — В качестве проверки достоверности фильтр для улавливания частиц пергой стадии также может быть взвешен.

8.4.2    Предварительная обработка взвешиваемых деталей

Взвешенные детали должны сушиться в сушильном шкафу, по крайней мере. 1 ч при температуре, по крайней мере, на 20 °С превышающей максимальную температуру, достигаемую во время отбора проб.

После высыхания фильтры и/или держатели фильтров должны быть помещены в эксикатор, расположенный в комнате, где проводилось взвешивание, по крайней мере, на 8 часов.

8.4.3    Взвешивание

Взвешивают фильтр на подходящих электронных весах с точностью ±0,1 мг. Настоятельно рекомендуют. чтобы были испольэовань одни и те же весы для предварительного и последующего взвешивания. 14

ГОСТ РИСО 13271—2016

Перед выполнением любой серии взвешиваний необходимо:

a)    откалибровать весы с эталонными массами:

b)    выполнить дополнительные проверки путем взвешивания деталей для контроля, которые идентичны деталям, используемым в измерении, и предварительно обработаны при той же температуре и влажности и защищены от загрязнения;

c)    записывают равновесную относительную влажность и температуру в комнате.

Увеличение или уменьшение результата взвешивания может произойти вследствие следующих причин:

1)    электростатические изменчив, которые приводят к неустойчивым показаниям и которые должны быть устранены заземлением или нейтрализованы.

2)    гигроскопичные характеристики материала фильтра и/или пыли, взвешивание должно быть выполнено в течение 1 мин после изъятия из эксикатора. Снимают два дополнительных показания в интервале 5 с после начального показания. Если наблюдают значительное увеличение или уменьшение в показаниях весов в зависимости от времени из-за природы материала, то проводят специальные процедуры, такие как экстраполирование показаний к начальным условиям.

3)    небольшие различия в температуре между температурами взвешиваемой детали и окружающей среды могут нарушить равновесие.

8.5 Обработка взвешиваемых деталей после отбора

Для оценки данных используют фильтр тонкой очистки и фильтр для сбора на второй стадии.

Взвешиваемые детали должны быть высушены в сушильном шкафу в течение, по крайней мере, одного часа при температуре от 100 *С до 120 ®С. приведены к комнатной температуре и взвешены в соответствии с 8.4.2 и 8.4.3.

9 Вычисление результатов

Концентрацию РМ2 5 у(РМг $) в отходящем газе вычисляют по формуле

V(PM2,5) = -^-

где тФР — масса частиц на фильтзе тонкой очистки;

V„ — объем пробы при нормальных условиях и для сухого газа.

Концентрацию РМ,0 у(РМ10) в отходящем газе вычисляют по формуле

Y(PMin)

Я)»р + ГТ>Фу2

(9)

(Ю)

где тФР — масса частиц на фильтэе тонкой очистки: т«у2 — масса частиц на фильтэе для сбора на второй стадии разделения:

V„ — объем пробы при нормальных условиях и для сухого газа.

Объем пробы V„ при нормальных условиях для сухого газа должен быть вычислен из объема пробы при условиях, преобладающих в приборе для измерения объема газа.

Фильтр для сбора на первой стадии разделения не должен быть использован для определения общего содержания пыли.

Примечание — Виртуальные импахторы всегда показывают потери частиц. Эти потери частиц в соответствии с нормативом относят к крупным частицам. Если фракции РМг 6 и РМ,0 в общем содержании пыли требуют определения, необходимо провести дслолнитвльное параллельное измерение общего содержания пыли.

10 Рабочие характеристики

10.1 Загрузка виртуального импактора

Загрузка фильтра тонкой очистки и фильтров для улавливания частиц на стадиях разделения не должна превышать предельно допустимую загрузку, установленную производителем.

Период отбора проб зависит от содержания пыли и фракционного состава отходящего газа. Оба значения могут быть определены в предварительных измерениях для выбора периода отбора проб, которые не позволяют перегружать фильтры для улавливания частиц и тонкой очистки.

15

ГОСТ РИСО 13271—2016

10.2    Предел чувствительности

Предел чувствительности виртуального импактора должен быть оценен на основе общей обнаруживаемой массы на фильтре и номинального объема пробы.

Предел чувствительности РМ10 зависит от двух независимых взвешиваний (фильтра тонкой очистки и фильтр для улавливания частлц на второй стадии). Поэтому для него значение предела чувствительности выше, чем для РМ2 ь.

10.3    Неопределенность измерения

Неопределенность измерения импактором должка быть определена на месте измерения путем парных измерений с двумя идентичными измерительными системами. Проба должна быть взята в одной и той же точке измерений в поперечном сечении измерительной секции. Стандартную неопределенность i/(у) в соответствии с ИСО 20983 [6) вычисляют по формуле

где ytJ — /*е значение содержания первой измерительной системы; у2, — /*е значение содержания второй измерительной системы;

п — число парных измеренных значений.

Определяют неопределенность измерения виртуального импактора, по крайней мере, в рабочих условиях на предприятии и в условиях отходящего газа, которые являются представительными для будущего применения виртуального импактора. Испытания должны быть выполнены лабораторией, работающей с общепризнанной системой управления качеством.

Примечание — Требования для испытательных лабораторий установлены, например, в ИСО/ МЭК 17025 (5).

10.4 Потери частиц

Потери частиц, при использовании импакторое. происходят во время отбора проб. Согласно теории [17]. часть частиц не разделяется на стадиях разделения в импакторе на фильтрах для улавливания частиц и фильтрах тонкой очиски. а оседает на стенках. Эти частицы не учитывают при определении массы условных фракций. Вследствие этого сумма масс на фильтре для улавливания частиц и фильтре тонкой очистки, не отражает общего массового содержания пыли в отходящем газе.

Всесторонние исследовашя (см. [18], [19]) показали, что потери возрастают с увеличением размера частиц.

Примоидиия

1    Если условно принято одинаковое распределение потерь частиц, го при отнесении отдельных фракций (РМ,и РМ2 $) к общей измеренной массе пыли, вычисленное распределение сдвигается к частицам меньшего размера.

2    Если потери связывают тогько с крупными частицами, при отнесении отдельных фракций (РМю и PM^s) к общей измеренной массе гыли. вычисленное распределение сдвигается кчасгицам большего размере. Это предположение наиболее близко к действительности, т. к. известно, что потери частиц связаны с фракцией крупных частиц.

11 Протокол испытаний

Протокол испытаний должен содержать, по крайней мере, следующую информацию:

a)    результаты измерений выбросов, включая неопределенность измерения:

b)    подробную информацию о предприятии и обо всех элементах, важных для планирования измерения (см. 8.3.1);

c)    все измеренные и расчетные значения и результаты.

(И)

16

Приложение А

(справочное)

ГОСТ РИСО 13271—2016

Физическая оценка характеристик для вычисления объемного расхода пробы

А.1 Зависящая от температуры динамическая вязкость газа

Для вычисления динамической вязкости при рабочих условиях должны быть определены объемные доли различных компонентов газа. На основании количественного состава рассчитывают динамическую вязкость компонентов. Вязкость газовой смеси рассчитывают по вязкостям компонентов.

Динамическая вязкость отдельного компонента таза пробы при рабочих условиях вычисляют по формуле

П,СП-Пю

(А.1)

где } — идентифицирует отдельный компонент пробы газа (; — С02. 02, N2. воздух, пары воды); Qt(T) — динамическая вязкость компонента/ при условиях эксплуатации: jjn.! — динамическая вязкость компонента j при стандартной температуре Гп (константа);

Т — температура таза;

Гп— стандартная температура (равная 273.15 К);

Sy— константа Сазерленда компонента /.

Соответствующие объемные доли ф, во влажном отходящем газе вычисляют по формулам: •для; — С02. 02. N2 и воздуха:

• для; —лары воды:

<P, = 4V,

J_

7«HjOr

Р|\Н,0*

<Рн,о =

Уп^Ол

Рм.Н,©*

1

(А-2)

(А.З)

где <ft — объемная доля компонента / в сухом газе;

Vn.HjO.v — массовое содержание паров воды при нормальных условиях и с сухим газом: р„ Н)0у — плотность паров воды при нормальных условиях (константа).

Зависящую от температуры динамическую вязкость газа г) (Л при рабочих условиях вы-мсляют по формуле

Ч(Л*

(А.4)

где фу — объемная доля компонента; в сухом газе:

1сп)— критическая температура компонента ; (константа):

М, — молекулярная масса компонента j (константа).

А.2 Коэффициент Каннингема

Для вычисления коэффициента Каннингема необходимо определение длины среднего свободного пробега и средней молярной массы газа. Длину среднего свободного пробега А вычисляют по формуле

17

ГОСТ РИСО 13271—2016

„2Л1П

р

тт-ЯГ

8 Та

где jj(7) — зависящая от температ/ры вязкость газа: р — абсолютное давление газа;

М — средняя молярная масса газовой смеси; R — газовая постоянная.

Среднюю молярную массу М пробы газа вычисляют по формуле

ЛТ=]Г Ч>,Ц-

Коэффициент Каннингема Сл/ фракции частиц / вычисляют по формуле

(А.5)

(А.6)

(А»7)

где г— идентифицирует фракции частиц (/ ■ 2.5. Юмкм): А — длина среднего свободного пробега;

— отрезок диаметра фракции частиц >.

А.З Плотность газа

Плотность ррп влажного газе при рабочих условиях вычисляют по формуле

(Ратв+ Р*|) Г(1 (Pft ♦ Vn.HjO.v)

Ррт/=-

Tn.HjO.v

Vi.HjO.» .

Плотность рп смеси сухого газа вычисляют по формуле

Ph = Z Ч^Р*.

(А.8)

(Л9)

где    — объемная доля компонет-та j в сухом газе;

Тй— стопдорпчоя температурь, равная 273.15 К:

Рзггъ — атмосферное давление ьа месте измерения: рп — нормальное давление, равное 1 013.25 гПа:

ри — различие между стзтичвсхим давлением в поперечном сечении и атмосферным давлением на месте измерения (атмосферное давление);

Vn.KjO.» — массовое содержание паров воды при нормальных условиях и с сухим газом.

А. 4 Константы

Таблица А. 1 — Константы необходимые для расчетов

Константа

Сип оол

Значение

Единица намерения

Газовая постоянная

R

8.31451

Дж/(моль - К)

Стандартная температура

273.15

К

Нормальное давление

ft,

1013.25

гПа

Плотность С02 при нормальных условиях

Ра, COj

1.977

кг/м3

Плотность Ог при нормальных условиях

Рл.

1.429

кг/м3

ГОСТ РИСО 13271—2016

Окончание таблицы А. 1

Константа

Символ

Значение

Единица измерения

Плотность N2 при нормальных условиях

Рл

1,251

кг/м3

Плотность сухого воздуха при нормальных условиях

Pn.BOtt

1,293

КГ/М3

Плотность паров воды при нормальных условиях

Pft.HjO.v

0.604

КГ/М3

Плотность частиц

Ро.р

1000

кг/м3

Динамическая вязкость СО2

Лл. со,

1.370-10**

кг/м

Динамическая вязкость Oj

ПлО,

1.028-10**

кг/м

Динамическая вязкость N2

Пп.М,

1.652-10**

кг/м

Динамическая вязкость воздуха

Пг» лам

1.717-10**

кг/м

Динамическая вязкость паров воды

П n.H,Ov

8.660-10*8

кг/м

Молярная масса С02

И\ cot

44.01

г/моль

Молярная масса 02

Wn , О,

32.00

г/моль

Молярная масса N2

28.02

г/моль

Средняя молярная масса сухого воздуха

28.97

г/моль

Молярная масса паров воды

^HjO.v

18.02

г/моль

Константа Сазерленда С02

Sco,

273

к

Константа Сазерленда 02

So,

125

к

Константа Сазерленда N2

104

к

Константа Сазерленда воздуха

113

к

Константа Сазерленда паров воды

ShjO.v

650

к

л/^со, ^cmco,

115.7

tJi • миль'1 • К

^Oj TortLO,

70.4

д[г- моль*1 • К

59.5

-\|г- моль"1 • К

•\|

61.9

•^г- моль"1- К

■\/^H,0 TcfHHfl

107.9

д[г- моль*1 К

19

ГОСТ РИСО 13271—2016

Приложение В

(справочное)

Ошибки, возникающие при отклонении от изокинетического метода отбора проб

В дополнение к неопределенности измерения, определенной с помощью многократных определений в условиях повторяемости или воспрошводимости. дальнейшие вклады неопределенностей обусловлены отбором проб только в одной измерительной точке или отклонениями от изокинетического метода отбора проб воздуха.

Принято считать, что все измерения выполнены в точке отбора проб, которая соответствует условиям поперечного сечения места измерения. Поэтому этим вкладом е неопределенность нужно пренебречь.

Для изокинетического метода отбора проб мажет быть оценен только диаметр входного сопла, т. к. объемный расход через импактор, вычисляемый перед измерением, сохраняется постоянным во время всего отбора проб. Соответствующие вклады в неопределенность измерения могут быть оценены теоретически для разного размера частиц.

Эффективность разделения пробоотборной системы для частиц с различными аэродинамическими диаметрами должна быть вычислена по иэокинегической скорости (19]. На рисунке В.1 приведены примеры эффективности разделения различных фракций частиц как функции отношения скорости газа во входном сопле к скорости отходящего газе в газоходе. Вычисления основаны на атмосферном воздухе со скоростью газа 10 м/с и диаметром входного сопла 10 мм.

Примечание — Эффективность разделения является отношением содержания частиц в пробе, отобранной при определенном изокинетическом режиме, к содержанию частиц при изо кинетическом методе отбора проб с иэокинетической скоростью 1.0.

Чтобы соответствовать заданным пределам значений диаметра просхока частице 10 и 2,5 мкм. виртуальный импактор должен работать с по лоя иным объемным расходом пробы, который будет определен заранее. Объемный расход зависит только от условий отходящего газа которые могут быть предварительно вычислены. Иэокинети-ческий метод отбора проб воздуха должен быть установлен путем выбора сопла для отбора проб соответствующего диаметра. В противном случае отбор проб должен быть выполнен с иэокинетической скоростью от 90 % до 130 % вычисленного значения по формулам Дэвиса (В.1) и (В.2)(19]. как показано на рисунке В.1. (Иэокинетическая скорость — отношение скорости газа во входном сопле к скорости отходящего газа v^). Входное сопло должно быть выбрано соотаегстЕенно.

Е

tfee'Do.p 'Vt9 9п 'СЦ

(В.1)

(В.2)

аде у, Ya

Чм*

П

4rtry

Роя

Stgrtiy

содержание пыли, полученное изокинетическим методом отбора проб: содержание пыли, полученное анизокинетическим методом отбора проб: скорость отходящего газа: скорость газа ео входном сопле: вязкость газа:

внутренний диаметр соапа во входном отверстии: плотность частиц. 1 г/см3; число Стокса:

аэродинамический диаметр.

Примечание — Предпочтителен сверхизокинетичесхий метод отбора проб воздуха, поскольку ошибка в эффективности разделения для него меньше, чем для отбора проб ниже иэокинетической скорости, как показано на рисунке В.1.

20

ГОСТ РИСО 13271—2016

€ — ошибка в содержании пыли при аииэокииетическом методе отбора проб; у*,,, — скорость гам во входном сопле; — скорость отходящего гам. dm — аэродинамический диаметр 1 — 2.5 ыкы; 2 — 5.0 м«м, 2 — 8.0 мкм; 4 — 10.0 ыкы.

Рисунок В.1 — Теоретическая зависимость ошибки содержания пыли от отношения скорости газа во входном

сопле к скорости отходящего газа

Для частиц с аэродинамическим диаметром ат . равным 10 мкм (не следует путать с РМ,0). и для сверхизоки-нетичеосого метода отбора проб воздуха с коэффициентом 1.5 результаты уменьшаются приблизительно на 15 %. Такая ошибка снижается с уменьшением размера частим и должна быть пренебрежимо малой при <JM. равном 2.5 мкм.

Ошибка, вызванная отклонениями от изокинетического метода отбора проб, значительно меньше максимального значения, приведенного в предыдущих пунктах, которые были вычислены для частиц размером 10 мкм. поскольку у частиц обычно есть распределение по размерам в случаях, когда измерения выбросов проводят в очищенном отходящем газе.

21

ГОСТ РИСО 13271—2016

Приложение С

(справочное)

Пример двухступенчатого виртуального импактора

С.1 Конструкция и технические данные

НарисункеС.1 приведен пример двухступенчатого виртуального импактора без входного сопла (см.прилажвню Е). Технические данные виртуального импактора приведены в таблице С.1. Данный импактор является устройством с ламинарным потоком с общими внутренними потерями на стадию ниже 10 %.

> — сопло ускорения РМ19: 2 — сопло для улавливания частиц размером более 10 мхм. 3 — фильтр для улавливания частиц, резмером более 10 мхм. ФУТ: 4 — всасывающая трубка для крупных частиц: S — сопло ускорения РМг4. б — сопло для улав-лнвамия частиц размером от 2.5 до 10 мкм: 7 — фильтры для улавливания фракций частиц менее 0 мкм и более 2.6 мхм. ФУ2. б — всасывающая трубка. 9 — фильтр тонкой очистки для фракции частиц немее 2.5 ыкм. ФР; 10 — всасывающая трубка;

If — крепление сменною входного сопла [приложение Е); f2 — канал для кольцевого потока. Ov — диаметр. L — длина.

Рисунок С.1 — Базовая конструкция двухступенчатого виртуального импактора

Таблица С.1 — Технические дачные виртуального импактора

Параметр

Импактор

Стадия РМ10 (/» 10 мкм.} * 1)

Стадия РМ;з » 2.S ыкм./ » 2)

Длина с подсоединенным входным соплом, мм

*248

Диаметр, мм

*70

Объемный расход пробы qv. л'мин

12.5

22

ГОСТ РИСО 13271—2016

Окончание таблицы С. 1

Параметр

Иыпактор

Стадия РМ,0 </» Юмхм./я М

Стадия РМ2з {а ■ 2.5 икм.> > 2)

Число сопл /V;

6

6

Диаметр сопла ускорения частиц £>0 . мм

3.9

1.5

Диаметр сопла для улавливания «встиц D,. мм

5.1

2.0

Расстояние между концом сопла ускорения частиц и началом сопла для улавливания частиц s>. мм

3.5

2.5

Длина сопла ускорения частиц ^. мм

5.0

4.0

Число Стокса StM>

0.46

0.49

Общий расход на стадию. qv = Яю/' W,. л/мин

12.5

11.5

Побочный расход на стадию. 9v.«v:s 4vtj'K- л/мин

1.0

1.2

Скорость в соплах v,. м/с

2.9

18.1

Число Рейнольдса 8 соплах ускорения частиц (20 °С. атмосферный воздух)

750

1800

С.2 Выбор диаметра входного сопла

На основании формулы (8), в тгблице С.2 приведен пример отношения между скоростью отходящего газа и применяемым диаметром входного сопла виртуального импактора. показанных на рисунке С.1 и в таблице С.1.

Таблица С.2 — Отношение между скоростью отходящего газа и диаметром применяемого входного сопла (воздух в условиях окружающей среды)

Диаметр входного сопла, мы

Диатазом скорости отходящего газа, м/с

Диаметр входного сопла, мм

Диапазон скорости отходящего го»а.м/с

3

22.7—32.7

7

4.2—6.0

3.5

16,7—24.1

8

3.2—4.6

4

12.8—18,4

9

2.5—3.6

4.5

10.1—14.6

10

2,0—2,9

5

5.2—11,8

12

1.4—2.0

6

5.7—8.2

14

1.0—1.5

С.З Кривые разделения

На рисунке С.2 приведены экспериментально определенные кривые разделения. Для проверки того, что стадии разделения импактора соответствует расчетным эффективностям разделения, были проведены эксперименты, установленные в приложении Н. Кривые эффективности разделения удовлетворяют условию, обозначенному в таблице 1.

С.4 Предел чувствительности

Предел чувствительности вэеешюания отдельных фильтров (фильтр тонкой очистки и фильтр для улавливания частиц второй стадии разделения) составляет 0.3 мг. Предел чувствительности взвешивания РМ25 составляет соответственно 0.3 мг. Предел чувствительности концентрации для объема пробы 1 м3 составляет 0.3 мг/м3.

Поскольку на предел чувствитв/ъности РМ10 влияет два независимых взвешивания (фнгътр тонкой очистки и фигътр для улаалиаания частиц стадии PM2S). предел чувствительности для него выше значения для РМ2 5 и составляет 0.4 мг. Ввиду распространения неопределенности соответствующий предел чувствительности концентрации для объема пробы 1 м3 составляет 0.4 мг/м3

C.S Неопределенность измерения

В таблицах С.З и С.4 приведена стандартная неопределенность парных измерений, вычисленная по формуле (11). Эта стандартная неопределенность учитывает влияния таких факторов, как отбор проб и дифференциальное взвешивание фильтра дгя улаалиаания частиц и фильтра тонкой очистки.

23

ГОСТ РИСО 13271—2016

А — эффективность разделения,    аэродинамический диаметр, 1 — норматив по торакальной фракции. ИСО 7708 |1|;

2 — норматив повышенного риска по [еспирабеленой фракции. ИСО 7708 {1): а — без колпака, b — с колпаком; с — образец

Рисунок С.2 — Примеры кривых эффективности разделении многоступенчатого виртуального импактора с многоразовыми соплами |10)

Таблица С.З — Стандартная неопределенность при парных измерениях {метод с одним оператором)

Тип предприятия

Число

пгрных

иаиврфмии »

Средняя концентрация PMic, мг.'м1

Стандартна» на* определенность

концентрации

PM** ШАГ

Средняя концентрация ОМхм w>/uJ

Стандартна» неолрадал а иное т ь концентрации PM*ft. ш.'и>

Канал выброса газа

7

31.9

2.1

2.4

о

Завод сжигания отходов

3

6.4

0.6

5.8

0.9

Котел для совместного сжигания необработанной нефти и природного газа

3

З.в

0.6

1.5

0.3

Таблица С.4 — Стандартная неопределенность при парных измерениях {метод с двумя операторами)

Тип предприятия

Число парных иэмережй л

Средняя концентрация РМ,0. ыг/ы3

Стандартная неопределенность концентрации РМ|в. мг/м*

Средни»

концентрация

РМ,4.мг>и5

Стандартная неопределенность концентрации РМ. мгГм*

Канал выброса газа

7

51.8

4.4

3.4

0.6

24

Приложение О

(справочное)

ГОСТ РИСО 13271—2016

Влияние колебаний температуры и состава отходящего газа на число Рейнольдса

Число Рейнольдса Re, в соплах ускорения частиц, диаметр которых равен . вычисляют по формуле

(D.1)

Для основного потока ду? через шнал для кольцевого потока (см. рисунок С. 1) каждой стадии число Рейнольдса Re^, а каналах для кольцевого потока вычисляют по формуле

'Рстт

(D.2)

Диаметр канала для кольцевого потока daan вычисляют по формуле

_ . . """ ntd^+ctnej *

Подставляя скорость газа в кольцевом канале улпп> = Яуи' /А^ и формулу (D.3) в формулу (D.2) получаем

4Ррп <?«.. 'N,

Re

апп> 1

П(<#апв.| +    ‘

(D.4)

где / —

Ч —

Re,-Ррп —

Do,~

^ann П — Аалл “

^алл.2 “

<?У2/ — —

идентифицирует фракции частиц (г = 2.5,10 мкм);

скорость газа в соплах ускорения частиц в стадии г;

скорость газа в канале для кольцевого потока в стадии /;

число Рейнольдса в стадии /

плотность газа в условиях эксплуатации;

диаметр сопл ускорения частиц в стадии / (константа):

эквивалентный диаметр кольцевых каналов потока (константа):

динамическая вязкость газа гри условиях эксплуатации:

кольцевая область каналов потока:

внутренний диаметр канала для когъцевото потока:

наружный диаметр канала для кольцевого потока:

основной расход газа через сопло импактора:

число сопл импактора в стадии /.

Следующий пример показывает влияние колебаний температуры и состава отходящего газа на число Рейнольдса. Входные данные были получены из измерения отношения PMta/PM2 0 на промышленной угольной электростанции с импакгором. приведенным в приложении С [20]. Эти вычисления показывают, что колебания температуры отходящего газа оказывают наибольшее влияние на число Рейнольдса. Число Рейнольдса Re выброса газа в сопле ускорения частиц находится в области ламинарного потока (100 < Re < 3000). Числа Рейнольдса в канале для кольцевого потока достаточно низкие.

Таблица 0.1 — Условия отходящего газа и отбора проб

Скорость огходящэто газа, м/с

25.6

Условия

Температура отходящего газа. °С

156

отходящего

Давление отходящего газа, хПа (мбар)

103(1030)

газа

Объемная доля 0> (сухой). %

6.6

Объемная доля С02 (сухой). %

12.6

25

ГОСТ РИСО 13271—2016

Окончание таблицы D. 1

Условия

отходящего

газа

Объемная доля N2 (сухой). %

60.6

Содержание ларов воды в отходящем газе, г/м3

56.8

Условия

отбора

проб

Общий объемный расход при условиях отходящего газа, л/мин

14.3

Общий объемный расход при нормальных условиях. гУмин

9.22

Расход всасываемого газа из сопла для улавливания частиц стадии РМпри нормальных «словиях гУмин

0.66

Расход всасываемого газа из оолла для улавливания частиц стадии РМ2 $ при нормальных условиях. гУмин

1.06

Диаметр входного сопла, мм

3.5

Таблица D.2 — Числа Рейнольдса для различных колебаний температуры отходящего газа

Колебания температуры отходящего газа

Числа Рейнольдса

для 2.5 мхм

для 10 МКМ

На 15 К ниже температуры отходящего газа

1297

542

На 10 К ниже температуры отходящего газа

1280

535

На 5 К ниже температуры отходящего газа

1264

526

Начальное значение (431,15 К)

1249

522

На 5 К выше температуры отходящего газа

1233

516

На 10 К выше температуры отходящего газа

1218

509

На 15 К выше температуры отходящею газа

1204

503

Таблица D.3 — Числа Рейнольде для различного содержания С02 в отходящем газе

Колебания объемной доли СО}

Числа Рейнольдса

для 2.5 мкм

ДЛЯ 10 МКМ

На 1.5 % объемной доли СОг ниже

1241

519

На 1.0 % объемной доли СО* ниже

1243

520

На 0.5 % объемной доли СО* ниже

1246

521

Начальное значение (объемная доля С02 12.8 %}

1249

522

На 0.5 % объемной доли ССу выше

1251

523

На 1.0 % объемной доли ССу выше

1254

524

На 1.5 % объемной доли ССу выше

1256

525

Таблица D.4 — Числа Рейнольдса для различного содержания паров воды в отходящем газе

Колебания объемной доли паров воды

Числа Рейнольдса

для 2.S мхм

ДЛЯ 10 MIM

На 1.5 % объемной доли ларов воды ниже

1256

525

На 1.0 % объемной доли паров воды ниже

1253

524

На 0.5 % объемной доли паров воды ниже

1251

523

Начальное значение (объемная доля паров воды 6.6 %)

1249

522

На 0.5 % объемной доли ларов воды выше

1246

521

На 1.0 % объемной доли ларов воды выше

1244

520

На 1.5 % объемной доли леров воды выше

1241

519

26

Приложение Е

(справочное)

ГОСТ РИСО 13271—2016

Входное сопло

На рисунке Е.1 показан пример допустимой конструкции входного сопла а соответствии с ИСО 12141 для измерений общего содержания пыпч в дымовой трубе с устройствами с плоским фильтром и для измерений массовой концентрации РМ^РМг$с нмпактором. описанным в разделе 6. Должны быть выполнены следующие характеристики:

a)    толщина стенки б сопла во входном отверстии: б <    /12. минимум 0.6 мм.

b)    длина / с постоянным внутренним диаметром: /2 10 мм:

c)    радиус Гж, окружности входного оолла: /до, S 0.2 мм;

d)    эффективный диаметр: Одо = dtm +2 rtWy ;

e)    угол раствора конуса: a s 30°.

Э0*

б — толщина стоит входного сопла: I — длина с постоянный внутренним диаметром. 4тНр<— внутренний диаметр входного сопла. — радиус окружности входного сопла

Рисунок Е.1 — Пример входного сопла

27

ГОСТ РИСО 13271—2016

Приложение F

(справочное)

Слисок оборудования

Таблица F.1 — Импактор и входные сопла

Оборудование

Тип и.'ипи характеристика

Импакгор

Коррозионно-стойкий материал, например, титан или нержавеющая сталь. ИСО 15510 [3]. L-32

Входное сопло

Эффективный диаметр: от 3 до 18 мм (см. приложение Е); Материал: тот же. что и у импактора

Таблица F.2 — Оборудование для экстракции и регулирования объектного расхода пробы

Оборудование

Тип и/ипи характеристика

Гибкая трубка для газа

Крепление с закрепленной трубкой или стержнем для настройки виртуального им-лахтора

Коррозионно-стойкий материал: для длины более 1 м могут быть необходимы достаточно устойчивая крепежная трубка или стержень

Уловитель конденсата

В зависимости от свойств газа может быть необходим уловитель конденсата, чтобы избежать любого натекания конденсата в измеряемый фильтр; при необходимости должно быть обеспечено нагревание или охлаждение уловителя конденсата

Сушильная колонка

Колонка, заполненная влагопоглотителем

Всасывающее устройство

Устройство, например, коррозионно-стойкий газонепроницаемый насос с защитным фильтром и минимальной подачей 2 м3/ч (при 400 гПа в области всасывания)

Прибор для измерения объеме газа

Прибор, например, один с номинальной мощностью 3 м3/ч и два с номинальными мощностями 1 м3

Расходомер пробы газа

Например, ротаметр

Прибор для измерения температуры

Прибор дпя измерения температуры потока пробы газа

Прибор для измерения давления

Прибор для измерения атмосферного давления на месте измерения

Прибор для измерения давления в газоходе и расходомер газа

Прибор для измерения статического давления в газоходе или сгагического перепада давления между давлением в точке измерения и атмосферным давлением на месте измерения

Прибор для измерения времен»)

Выключатель и распределительные клапаны

Выключатель и распределительные клапаны для регулирования потока пробы газа

Таблица F.3 — Оборудование для измерения скорости газа, состава газа и стандартных величин

Оборудование

Тип и/или характеристика

Прибор для измерения скорости газа

Прибор, например, трубка Пито с микроманометром

Газовые анализаторы

Газовые анализаторы дпя определения СОг и 02 в отходящем газе

Прибор для измерения температуры

Прибор для измерения температуры отходящего газа

Прибор для измерения содержания паров воды

Прибор для измерения содержания паров воды отходящего газа

28

ГОСТ РИСО 13271—2016

Таблица F.4 — Принадлежности для предварительной и последующей обработки в лаборатории

Оборудование

Тип иМпи характеристика

Весы

Весы, например, с диапазоном измерений: 60 г. с ценой деления: 0.01 ыг

Сушильный шкаф

Емкость для транспортирования

Емкость для транспортирования измеряемых фильтров

Нагреватель, при необходимости

Нагреватель для нагревания всего импактора

Таблица F.5 — Рабочие материалы

Оборудование

Тип иМпи характеристика

Плоский фильтр

Материал из кварцевого волокна

Осушитель

Осушигегъ. например, силикагель с цветовым индикатором

29

ГОСТ РИСО 13271—2016

Приложение G

(справочное)

Определение представительной точки отбора проб

Определяют представительную точку отбора проб в измерительной плоскости измерительной сетки. Поскольку измеряемая вели'мна также изменяется во времени из-за вариации в процессе, должны быть проведены дополнительные параллельные измерения с независимой измерительной системой в фиксированной точке в измерительной секции.

Примечания

1    Распределение измеряемой величины в отходящем газе может быть неоднородным, даже при однородном распределении скорости отходящего газа.

2    Однородность измеряемой величины может быть показана для рассматриваемой измеряемой величины или замещающего параметра, например, непрерывно измеряемая температура или распределение кислорода в плоскости измерения.

Для определения представительной точки отбора проб в плоскости измерения должна быть применена следующая методика:

a)    определяют точку отбора гроб для проведения измерений в сетке в соответствии с ИСО 12141:

Примечание — Соответствующие требования идентичны требованиям, приведенным в ЕН 15259 [9].

b)    устанавливают зонд измерительной системы для проведения измерений в сетке;

c)    устанавливают зонд независимой измерительной системы (сравнительное измерение) в фиксированной точке в измерительной секции:

d)    регулируют поток пробы в эбеих системах, чтобы получить одинаковое время отклика:

e)    выполняют измерения в сетке и параллельно измерения в фиксированной точке в измерительной секции, со временем отбора проб, составляющим, по крайней мере, четыре времени отклика измерительной системы, но не менее 3 мин для каждой точки отбора проб:

Примечания

1    Согласно ИСО 14956 [2) время отбора проб в каждой точке составляет четыре времени отклика для динамических процессов и 10 времен отклика для высоко динамических процессов.

2    Если наблюдаются значительные вариации в фактическом стандартном значении ео времени, то неоднородность невозможно отличить от эффектов, возникающих из-за вариаций процесса. Поэтому условия процесса при проведении измерений в сетке должны быть максимально стабильны во времени.

f)    регистрируют для каждой точки отбора проб / фактическое значение yt4rtf измерения в сетке и значение у,v* сравнительного измерения.

д) вычисляют для каждой гочси отбора проб i отношение rt по формуле

У.-ем У*^ '

где y; jntf— фактическое i-тов значение при проведении измерений в сетке: у/1в/ — стандартное нтое значение, измеренное в фиксированной точке, h) вычисляют среднее значение ? отношения г, по формуле

(V

(G.1)

«3-2)

где N — число аоех точек отбора проб;

г,— i-e отношение при проведении измерений в сетке:

> — номер точки отбора проб.

Точка сетки с отношением г,, наиболее близким к среднему значению отношения г. предположительно является представительной точкой отбора проб.

30

Приложение Н

(справочное)

ГОСТ РИСО 13271—2016

Генерирование стандартного аэрозоля для калибровки виртуального импактора

Н.1 Общие положения

Калибровка необходима для гарантии сохранения характеристик проскока двухступенчатого виртуального импактора. Для калибровки должны быть использованы соответствующие аэрозольные генераторы при помощи механической энергии или электроэнергии (например, вибрационный аэрозольный генератор с отверстием (ВАГ), распылители]. Далее приведены примеры методов генерирования аэрозолей, состоящих из олеиновой кислоты, полистирольного латекса (ПСЛ) и стеклянных сфер с диаметром от 1 до 20 мкм.

Н.2 ВАГ метод

Для генерирования частиц аэрозоля диаметром от 1 до 20 мкм. их генерируют из жидкого раствора олеиновой кислоты, меченной уранином. с использованием вибрационного аэрозольного генератора сотеерстием ({10] — (12]). Генерированные аэрозоли разбавляют отфильтрованным воздухом и нейтрализуют перед введением в импактор. Содержание уранина измеряют с использованием флуорометра.

Н.З Метод распыления

Н.3.1 Полистирол ьный латекс

Для распыления суспензии, содержащей деминерализованную воду и сферы полистирольного латекса, используют пневматический распылитель. Генерированные частицы ПСЛ вводят в камеру вместимостью 10 п и разбавляют сухим и отфильтрованным воздухом перед введением в импактор. Этот метод подходит для генерирования частиц аэрозоля диаметром в диапазоне от 1.6 до 4.6 мкм (13]. Частицы ПСЛ в пределах этого диапазона также могут быть сгенерированы с использованием метода ВАГ (13].

Н.3.2 Сферы из стекла

Распылитель также может быт» использован для создания аэрозолей из водной суспензии полых или заполненных стеклянных сфер {14]. Номинальный диапазон размеров полых и заполненных стеклянных сфер составляет от 2 мкм до 20 мкм и от 3 до 10 мкм соответственно. Стеклянные сферические частицы массой 1.0 г и 200 см3 дистиллированной воды непрерывно перемешивают магнитной мешалкой и распыляют с использованием устройства, создающего давление, затем высушивают и разбавляют сухим воздухом окружающей среды без частиц перед введением в импактор.

31

ГОСТ РИСО 13271—2016

Приложение ДА

(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДАЛ

Обозначение ссыпочиого международного стандарта

Степень

соответствия

Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта

ISO 12141

• Соответствующий национальный стандарт отсутствует.

32

ГОСТ РИСО 13271—2016

Библиография

|1] ISO 7708:1995

[2]    ISO 14956

[3]    ISO 15510

[4]    ISO 15767:2009

Air quality — Particle size fraction definitions for health-related sampling (ГОСТ P И CO 7708-2006 Качество воздуха. Определение гранулометрического состава частиц при санитарно-гигиеническом контроле)

Air quality — Evaluation of the suitability of a measurement procedure by comparison with a required measurement uncertainty (ГОСТ P И CO 14956-2007 Качество воздуха. Оценка применимости методики выполнения измерений на основе степени ее соответствия требованиям к неопределенности измерения)

Stainless steels — Chemical composition

Workplace atmospheres — Controlling and characterizing uncertainty in weighing collected aerosols (ГОСТ P И CO 15767-2007 Воздух рабочей зоны. Точность взвешивания аэрозольных проз)

[5]    ISO/IEC 17025:2005 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories (ГОСТ ИСО/

МЭК 17025-2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий)

[6] ISO 20988    Air quality — Guidelines for estimating measurement uncertainty

[7] ISO 23210:2009    Stationary sojrce emissions — Determination of PM10/PM2 6 mass concentration in flue gas —

Measurement at low concentrations by use of impactors

[8]    IS0 80000-11:2008 Quantifies and units — Part 11: Characteristic numbers

[9] EN 15259:2007    Air quality — Measurement of stationary source emissions — Requirements for measurement

sections and sites and for the measurement objective, plan and report (ГОСТ P EH 15259 Качество воздуха. Выбросы стационарных источников. Требования к выбору измерительных секций и мест измерений, цели и плану измерений и составлению отчета)

[10] Szymanski W. W., Liu В. Y. Н. Ал airborne particle sampler for the space shuttle. J. Aerosol Sci. 1989.20. pp. 1569-1572

[11]    Kwon S. B.. Lim K. S., Jung J. 5.. Bae G. N.. Lee K. W. Design and calibration of a 5-stage cascade impactor (K-JIST cascade impactor). J. Aerosol Sci. 2003. 34. pp. 289-300

[12]    Loo B. W.. CorkC. P. Development of high efficiency virtual impactors. Aerosol Sci. Technof. 1988.9. pp. 167-176

[13]    Peters T. M.. Vanderpool R. W.. Weiner R. W. Design and calibration of the ЕРА РМг & well impactor ninety-six (WINS). Aerosol Sci. Techno). 2001. 34. pp. 369-397

[14] Demokritou P.. Lee S. J.. FergusonS. T. Koutrakis. P. A compact multistage (cascade) impactor for the characterization of atmospheric aerosols. J. Aerosol Sci. 2004. 35. pp. 281-299

[15] Marple V. A. Liu B. Y. H. Characteristics of laminar jet impactors. Environ. Sci. Techno!. 1974,8. pp. 648-654 |ib] Marple v. A.. c nien с. M. wtua impactors: A theoretical stuoy. Environ, sci. lecnnoi. i«ju. 14, pp. y/e-SHM

[17] Chen В. T. Yeh H. C.. Cheng Y. S. Performance of a modified virtual impactor. Aerosol Sci. Tedmd. 1986.5. pp. 369-376

[18]    Novick V. J.. Alvarez J. L. Design of a multistage virtual impactor. Aerosol Sd. Technol. 1987.6. pp. 63-70

[19]    Davies C.N. The entry of aerosols into sampling tubes and heads. Br. J.Appl.Phys. (J. Phys. D) 1968.1. pp. 921-932

[20] Kamtya H.. Tsukada M.. Lenggoro W.. Szymanski W. W. Fine and nanometer scaled particle behavior characterization and control for sustainable energy and environmental technology. Proceedings of 7® International Symposium on Gas Cleaning at High Temperatuie. New Castle Australia. 2008-06-23/25

33

ГОСТ РИСО 13271—2016

УДК 504.3:006.354    ОКС 13.040.40    Т58    ЮТ

Ключевые слова: качество воздуха, виртуальный импактор. аэрозоль, нормативы по отбору проб, фракции частиц, оценка оседания частиц. РМг 5. РМ10

Редактор Ю. П. Кудряшова Технически редактор в. Н. Прусакова Корректор О. в Назарова Компьютерная верстка А. С. Тыртышноао

Сдано а набор 07.11.2016. Подписано а печать 25.11.2016. Формат 60 » 84 Гарнитура Ариал. Уел печ. л. 4.65. Уч -иад. л. 4,32. Тираж 27 экэ Зах. 2970.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Издано и отпечатан* во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». 123995 Москва. Гранатный лер.. 4. www.90st1nfo.1u