1
Доступно поисковых запросов: 1 из 2
Следующий пробный период начнётся: 10 октября 2022 в 10:50
Снять ограничение

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
Действующий стандарт
Проверено:  02.10.2022

Информация

Название 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
Дата актуализации текста 01.02.2017
Дата актуализации описания 01.01.2021
Дата издания 02.09.2019
Дата введения в действие 01.12.2017
Область и условия применения Настоящий стандарт определяет стандартный референтный метод для определения массовой концентрации PM с индексом 10 и PM с индексом 2,5 в выбросах стационарных источников с использованием двухступенчатых виртуальных импакторов. Метод измерения подходит для измерений массовой концентрации частиц в трубе с отходящим газом. Метод также может быть использован для отходящего газа, который содержит высокореакционные соединения (например, серу, хлор, азотную кислоту) при высокой температуре или и 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
Опубликован Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2019 год
Утверждён в Росстандарт

Расположение в каталоге ГОСТ

     

     ГОСТ Р ИСО 13271-2016

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


ВЫБРОСЫ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


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


Stationary source emissions. Determination of / mass concentration in flue gas. Measurement at higher concentrations by use of virtual impactors



ОКС 13.040.40

Дата введения 2017-12-01

     

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. N 1514-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13271:2012* "Выбросы стационарных источников. Определение массовой концентрации твердых частиц / в отходящих газах. Измерение при высоких значениях массовой концентрации с применением виртуальных импакторов" (ISO 13271:2012 "Stationary source emissions - Determination of / mass concentration in flue gas - Measurement at higher concentrations by use of virtual impactors", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.


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

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Август 2019 г.


    Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в 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 в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение


В целях количественного определения величин и в выбросах стационарных источников или установления вклада источников и в атмосферном воздухе необходимо измерять тонкодисперсные твердые частицы в отходящих газах промышленных источников.

Настоящий стандарт описывает метод измерения массовой концентрации и в соответствии с кривыми разделения, которые были установлены в ИСО 7708 [1] для и 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 одновременное определение содержания и в выбросах. Метод предназначен для измерения внутри трубы стационарных источников выбросов с возможными реакционными газами и/или парами воды.

Вклад в выбросы стационарных источников содержания и в атмосферном воздухе классифицируют как первичный и вторичный. Те выбросы, которые существуют в виде твердых частиц внутри трубы с отходящим 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.

     1 Область применения


Настоящий стандарт определяет стандартный референтный метод для определения массовой концентрации и в выбросах стационарных источников с использованием двухступенчатых виртуальных импакторов. Метод измерения подходит для измерений массовой концентрации частиц в трубе с отходящим газом. Метод также 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


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

ISO 12141, Stationary source emissions - Determination of mass concentration of particulate matter (dust) 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


В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1

аэродинамический диаметр (aerodynamic diameter): Диаметр сферы плотностью 1 г/см, 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 filter): Плоский фильтр, используемый для улавливания фракции .

(ИСО 23210:2009 [7], статья 3.2.3)

3.3 фильтр для улавливания (collection filter): 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.

3.5

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

(ИСО 23210:2009 [7], статья 3.1.2)


Примечание - Разделение частиц в реальных импакторах не идеально, и это отражается на кривых разделения, аналогичных кривым в примере, приведенном на рисунке 1.

A - эффективность разделения; - аэродинамический диаметр; 1 - идеальное разделение; 2 - реальное разделение

Рисунок 1 - Эффективность разделения импактора в зависимости от аэродинамического диаметра (адаптирован из ИСО 23210:2009 [7],  рисунок 2)

3.6

держатель фильтра (filter holder): Держатель подложки, предназначенный для поддержки фильтра, при этом анализу (взвешиванию) 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(ые) плоскость(и) и секции входного и выходного отверстий.

(ИСО 23210:2009 [7], статья 3.3.2)

3.9

место измерения, место пробоотбора (measurement site, sampling site): Место в газоходе в 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 [7], 3.3.1)

3.10

    (): Частицы, которые проходят через селективные по размеру сопла с 50%-ной эффективностью проскока при аэродинамическом диаметре 2,5 мкм.

Примечание - соответствует "нормативу повышенного риска по респирабельной фракции", как определено в ИСО 7708:1995 [1], 7.1.


(ИСО 23210:2009 [7], статья 3.1.4)

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

Примечание - соответствует "нормативу по торакальной фракции", как определено в ИСО 7708:1995 [1], раздел 6.

3.12 число Рейнольдса, (Reynolds number, ):

,


где - массовая плотность;

- скорость газа в сопле ускорения частиц;

- длина;

- 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, (Stokes's number, ):

,


где - массовая плотность, 1 г/см;

- аэродинамический диаметр, м;

- коэффициент Каннингема;

- скорость газа в сопле ускорения частиц, м/с;

- динамическая вязкость газа, Па·с;

- диаметр ускорительного сопла частиц, м.

Примечания

1 Адаптировано из ИСО 23210:2009 [7], В.2.

2 "Безразмерный" параметр для 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.

     4 Обозначения и сокращения

     4.1 Обозначения

A

- эффективность разделения;



- коэффициент Каннингема;



- диаметр сопла ускорения частиц;



- диаметр сопла для улавливания частиц;



- аэродинамический диаметр;



- внутренний диаметр входного сопла;



- диаметр проскока;

i

- номер серии 1, 2, 3,..., m для идентификации фракции частиц (2,5 мкм, 10 мкм);

j

- номер элемента серии 1, 2, 3,..., n;



- длина сопла импактора;



- масса частиц на фильтре тонкой очистки;



- масса частиц на фильтре для улавливания второй стадии разделения;

N

- номер сопла импактора;

n

- номер сдвоенных измерений;



- атмосферное давление в месте измерений;



- нормальное атмосферное давление;



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



- объемный расход при рабочих условиях;



- объемный расход при стандартных условиях и для сухого газа;



- объемный расход через сопло при рабочих условиях для общего потока;



- объемный расход через сопло при рабочих условиях для побочного потока;



- объемный расход через сопло при рабочих условиях для основного потока;

Re

- Число Рейнольдса;



- число Стокса относительно среднего диаметра;

s

- расстояние между концом сопла ускорения частиц и вершиной сопла для улавливания;

T

- температура газа;



- стандартная температура;



- стандартная неопределенность в сдвоенных измерениях;

v

- скорость газа в сопле ускорения частиц;



- скорость отходящего газа;



- объем пробы при стандартных условиях и для сухого газа;



- массовая концентрация водяного пара при стандартных условиях и с сухим газом;



- содержание ;



- содержание ;



- i-e значение содержания первой измерительной системы;



- i-е значение содержания второй измерительной системы;



- динамическая вязкость газа;



- плотность водяного пара при стандартных условиях;



- плотность частиц (1 г/см);



- отношение побочного потока на этапе использования импактора.

     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, , ) и распределение массовых фракций;

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

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

Массовую концентрацию и 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 и 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, коаксиально ориентированного к частицам, и сопла для улавливания, диаметры которых обозначены как и соответственно (см. рисунок 2). Газ, содержащий частицы, входит в сопла и ускоряется в зависимости от и общего расхода, при этом часть потока 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.

1 - сопло ускорения частиц; 2 - сопло для улавливания частиц; 3 - траектории измеряемых мелкодисперсных частиц; 4 - траектории крупных частиц; 5 - направление потока; - диаметр сопла ускорения частиц; - диаметр сопла для улавливания частиц; - длина сопла импактора; - расстояние между выходным отверстием сопла ускорения частиц и входным отверстием сопла для улавливания частиц; - общий расход; - побочный расход; - основной расход

Рисунок 2 - Принцип устройства виртуального импактора

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

_______________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


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

,                                                  (1)


где - число Стокса по отношению к диаметру проскока для определенного инструмента;

- динамическая вязкость газа;

- общий объемный расход через сопло при рабочих условиях;

- диаметр ускорительного сопла частиц;

- плотность частиц, 1 г/см (инерционный диаметр проскока приведен с точки зрения аэродинамического диаметра);

- коэффициент Каннингема.

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

a) при планировании стадий разделения значение должно составлять [10] 0,4<<0,5;

b) отношение расстояния между концом ускорительного сопла частиц и началом сопла для улавливания частиц к диаметру ускорительного сопла должно быть 0,8</<2;

c) отношение длины сопла ускорения частиц к диаметру должно быть /<2,5;

d) отношение диаметра сопла для улавливания частиц к диаметру сопла ускорения частиц должно быть /1,33;

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

     6 Спецификация двухступенчатого виртуального импактора

     6.1 Общие понятия

Настоящий стандарт определяет двухступенчатый виртуальный импактор для определения массовой концентрации и [10].

Принцип действия двухступенчатого виртуального импактора включает в себя проведение двух стадий 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 соответствует фракции с), масса соответствует сумме фракций b) и с). Фракцию с аэродинамическими диаметрами более 10 мкм, не используют для оценки данных по и .

     6.2 Кривые разделения

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

- степень разделения; - аэродинамический диаметр; 1 - норматив повышенного риска по респирабельной фракции (); 2 - норматив по торакальной фракции ()

Рисунок 3 - Кривые разделения и , определенные в ИСО 7708 [1]

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

Диаметр частиц

Стадия

Стадия

Больше 3 мкм

Допустимое отклонение ±10%

Меньше 3 мкм

Допустимое отклонение ±5%

Больше 1,5 мкм

Допустимое отклонение ±10%

Меньше 1,5 мкм

Допустимое отклонение ±20%

     

     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/МЭК 17025 [5].


Степень разделения в виртуальном импакторе должна быть определена путем проведения экспериментов с монодисперсным аэрозолем для каждой стадии, например олеиновой кислотой, поли-альфа-олефином или диоктилфталатом [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 должны быть проведены испытания по крайней мере с частицами шести различных диаметров от 1 до 10 мкм. Для стадии отделения 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 для стадий разделения в импакторе частиц диаметрами 2,5 и 10 мкм при испытании для определения диаметра проскока должны быть вычислены на основе экспериментальных 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 в условиях эксплуатации вычисляют по формуле

,                                                  (2)


где - идентификация фракции частиц (=2,5, 10 мкм);

- диаметр сопла импактора (константа);

- число Стокса (константа);

- вязкость газа;

- количество сопл импактора (константа);

- диаметр проскока частиц (50%-ное значение разделения на сопле; константа);

- коэффициент Каннингема для фракции частиц ;

- плотность частиц, 1 г/см.

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

.                                                            (3)


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

Рисунок 4 - Схематичное представление объемного расхода в двухступенчатом виртуальном импакторе

,                  (4)

     
,                                     (5)

,                                 (6)


где - объемный расход пробы;

мкм - входящий объемный расход на стадии ;

- всасываемый объемный расход на стадии ;

- всасываемый объемный расход на стадии ;

- всасываемый объемный расход фильтра тонкой очистки;

Закупки не найдены
Свободные
Р
Заблокированные
Р
Роль в компании Пользователь

Для продолжения необходимо войти в систему

После входа Вам также будет доступно:
  • Автоматическая проверка недействующих стандартов в закупке
  • Создание шаблона поиска
  • Добавление закупок в Избранное