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环境空气和废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪 技术要求及检测方法

发布时间:2020/12/02

 1 适用范围
本标准规定了总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪的组成结构、技术要求、性能指标和检测方法。本标准适用于环境空气和固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃便携式监测仪(以下简称“仪器”)的设计、生产和检测。针对应用于不同场合的仪器,规定了相应仪器的检测范围。用于环境空气及环境空气污
染事故应急监测的仪器本标准称为Ⅰ型仪器,用于固定污染源废气监测的仪器本标准称为Ⅱ型仪器。
2 规范性引用文件
本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。
GB 3836.1 爆炸性环境第一部分:设备通用要求
GB/T 4208 外壳防护等级(IP 代码)
GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
HJ 38 固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法
HJ 168 环境监测 分析方法标准制修订技术导则
HJ 604 环境空气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 直接进样-气相色谱法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
总烃 total hydrocarbons(THC)
在 HJ 38、HJ 604 规定的条件下,氢火焰离子化检测器上有响应的气态有机化合物的总和(除另有说明,结果以碳计)。
3.2
非甲烷总烃 nonmethane hydrocarbons(NMHC)
在 HJ 38、HJ 604 规定的条件下,氢火焰离子化检测器上有响应的除甲烷外的其他气态
有机化合物的总和(除另有说明,结果以碳计)。
2
3.3
仪器检出限 instrument detection limit
仪器在给定的置信度内可从样品中定性检出待测物质的最小浓度。
3.4
定量测量重复性 quantitative measurement repeatability在一组重复性测量条件下,基于待测组分仪器示值的测量精密度,用仪器连续多次测量同一标准物质时基于某一或多个待测组分仪器示值的相对标准偏差表示。
3.5
响应因子 response factor本标准中,氢火焰离子化检测器测量其他气态有机化合物响应值相对于测量甲烷响应值的无量纲比值。
3.6
仪器间平行性 instruments parallelism在相同的环境条件下,两套同型号系统对同一被测物测量结果的相对标准偏差。
3.7
转化效率 conversion efficiency使用催化氧化装置把除甲烷外的气态有机化合物氧化掉的效率。
4 仪器的结构组成
4.1 仪器整体结构组成
仪器结构主要包括样品采集和传输单元、样品分离/预处理单元、分析单元、数据采集
和处理单元、辅助设备等。依据仪器测量方式和原理的不同,仪器可能具备上述全部或部分
结构组成,供电及供气应保证现场监测工作的需求。
4.2 样品采集和传输单元
主要包括采样探头、样品传输管线、流量控制设备和采样泵等,其具体技术要求见 5.1.4
和 5.2.4.1。
4.3 样品分离/预处理单元
主要包括样品过滤部件和色谱分离部件/高温催化部件等;样品分离/预处理部件单元的
材料和安装应不影响仪器测量,具体技术要求见 5.2.4.2。
4.4 分析单元
用于对采集的样品进行测量分析,具体技术要求见 5.2.4.3。
3
4.5 数据采集和处理单元
用于采集、处理和存储监测数据,并能按中心计算机指令传输监测数据和设备工作状态
信息;数据采集和处理单元的具体技术要求见 5.2.4.5。
4.6 辅助设备
采用抽取测量方式的便携式仪器,其辅助设备主要包括尾气排放装置、反吹净化及其控
制装置、凝液排放装置以及防爆装置等。
5 技术要求
5.1 Ⅰ型仪器技术要求
5.1.1 一般要求
同 5.2.1。
5.1.2 工作条件
同 5.2.2。
5.1.3 安全要求
同 5.2.3。
5.1.4 功能要求
除样品采集和传输单元加热、保温和过滤功能以及采样泵克服负压的功能不做必须要求
外,其余要求同 5.2.4。样品采集和传输单元具备加热功能的仪器,其加热温度一般不低于
120℃,且高于采样压力条件下气体样品的水露点值或烃露点值(以最大值为准)20℃以上,
实际温度值应能够在仪器中显示。
4
5.2 Ⅱ型仪器技术要求
5.2.1 外观要求
5.2.1.1 仪器应具有铭牌,铭牌上应标有名称、型号、生产单位、出厂编号、制造日期等
信息。
5.2.1.2 仪器表面应完好无损,无明显缺陷,各零、部件连接可靠,各操作键、按钮使用
灵活,定位准确。
5.2.1.3 仪器主机面板显示清晰,涂色牢固,字符、标识易于识别,无影响读数的缺陷。
5.2.1.4 仪器外壳或外罩应耐腐蚀、密封性能良好、防尘、防雨,仪器应至少达到 GB/T 4208
中 IP55 防护等级要求。若使用环境有防爆要求,必须按照 GB3836.1 中相关规定执行。
5.2.1.5 仪器应具备较好的便携及移动性,仪器总质量(含采样和预处理设备)应不超过
30 kg。
5.2.2 工作条件
a) 环境温度:(0~40)℃;
b) 相对湿度:≤85%;
c) 大气压:(80~106)kPa;
d) 供电电压:AC(220±22)V,(50±1)Hz。可使用 DC 24 V 电源。
注:特殊环境条件下,仪器设备的配置应满足当地环境条件的使用要求。
5.2.3 安全要求
5.2.3.1 绝缘电阻
在环境温度为(15~35)℃,相对湿度≤85%条件下,仪器电源端子对地或机壳的绝缘
电阻不小于 20 MΩ。
5.2.3.2 绝缘强度
在环境温度为(15~35)℃,相对湿度≤85%条件下,仪器在 1500 V(有效值)、50 Hz
正弦波试验电压下持续 1 min,不应出现击穿或飞弧现象。
仪器应具有漏电保护装置,具备良好的接地措施,防止雷击等对系统造成损坏。
5.2.4 功能要求
5.2.4.1 样品采集和传输单元要求
5.2.4.1.1 样品采集部件必须具备加热、保温和过滤功能,其加热温度一般不低于 120℃,
且高于烟气温度 20℃以上,实际温度值应能够在仪器中显示。样品采集部件还应具备颗粒
物过滤功能。其采样设备的前端或后端应具备便于更换或清洗的颗粒物过滤器,过滤器滤料
的材质应不吸附和不与气态污染物发生反应,过滤器应至少能过滤 5 μm 粒径的颗粒物。采
5
样泵应具备克服烟道负压的足够抽气能力,仪器应保障采样流量准确可靠、相对稳定。
5.2.4.1.2 样品采集部件的材质应选用耐高温、防腐蚀和不吸附、不与气态污染物发生反
应的材料,应不影响待测污染物的正常测量。
5.2.4.1.3 样品传输管线应长度适中。当使用伴热管线时应具备稳定、均匀加热和保温的
功能;其加热温度一般不低于 120℃,且高于烟气温度 20℃以上,实际温度值应能够在仪器
中显示。
5.2.4.1.4 样品采集和传输部件应具备完成全系统校准的功能要求。
5.2.4.1.5 样品传输管线应使用不吸附和不与气态污染物发生反应的材料。
5.2.4.2 样品分离/预处理单元要求
5.2.4.2.1 设备及其部件应方便清理和更换。
5.2.4.2.2 若设置除湿功能,应保证在样品除湿过程不会引起气态污染物的损失。
5.2.4.2.3 预处理设备的材质应使用不吸附和不与气态污染物发生反应的材料。
5.2.4.2.4 为防止颗粒物污染分析仪,在气体样品进入分析仪之前宜设置精细过滤器;过
滤器滤料的材质应不吸附并不与气态污染物发生反应,过滤器应至少能过滤( 0.5~1)μm
粒径的颗粒物。
5.2.4.3 分析仪器要求
5.2.4.3.1 分析仪器及其配套装置须具有数据文件自动记录与存储、历史数据查询、再处
理与打印的功能。
5.2.4.3.2 采用氢火焰电离检测器的分析仪器,须具有实时自动检测当前火焰状态,或周
期性自动检测火焰状态的功能。
5.2.4.3.3 采用氢火焰电离检测器的分析仪器,须具有通过自动火焰检测功能检测到火焰
熄灭故障状态后,自动/手动点火、仪器恢复正常运行的功能。
5.2.4.4 校准功能要求
5.2.4.4.1 具备手动和/或自动方式校准功能。
5.2.4.4.2 具备外标法校准功能。
5.2.4.5 数据采集和处理单元要求
5.2.4.5.1 仪器应可以显示、存储、输出监测数据和报表。
5.2.4.5.2 应显示和记录超出其零点以下和量程以上至少 10%的数据值。
5.2.4.5.3 具备显示、设置系统时间和时间标签功能,数据为设置时段的平均值。
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5.2.4.5.4 具备显示实时数据、查询历史数据功能,并能以报表或报告形式输出。
5.2.4.5.5 具备数字信号输出功能及数据有线/无线网络传输功能。
5.2.4.5.6 具有中文数据采集、记录、处理和控制软件。
6 性能指标
6.1 Ⅰ型仪器性能指标
6.1.1 方法性能指标
6.1.1.1 仪器检出限
仪器检出限:≤0.13 μmol/mol(0.07 mg/m3,以碳计)。
6.1.1.2 样品空白
样品空白应小于仪器检出限。
6.1.1.3 定量测量重复性
相对标准偏差:≤2.0%(甲烷)。
6.1.1.4 线性误差
线性误差:不超过±2.0%满量程(甲烷)。
6.1.1.5 加标回收率
加标回收率应在 80%~120%之间。
6.1.2 仪器性能指标
6.1.2.1 仪器分析周期
仪器分析周期:≤2 min。
6.1.2.2 环境温度变化的影响
环境温度在(0~40)℃范围内变化,仪器所有测量组分示值的变化:不超过±5.0%满
量程。
6.1.2.3 供电电压变化的影响
供电电压变化±10%,仪器所有测量组分示值的变化:不超过±2.0%满量程。
6.1.2.4 氧气的影响
氧对非甲烷总烃测量的影响不超过±5.0%满量程。