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為加強生態環境監測工作，促進環境空氣品質改善，我廳組織編制了地方生態環境標準《固定汙染源煙氣流速在線監測光閃爍法》，現已完成標準徵求意見稿。根據國家和我省生態環境標準制修訂工作有關規定，現將標準文本徵求意見稿及編制說明、方法驗證報告印送你們，請研究提出書面意見，於2020年8月20日前反饋我廳為盼。
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固定汙染源煙氣流速在線監測 光閃爍法
1 範圍
本標準規定了固定汙染源煙氣流速在線監測的光閃爍法。
本標準適用於低於40 m/s的固定汙染源煙氣流速在線監測。
2 規範性引用文件
下列文件對於本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用於本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用於本文件。
GB/T 16157 固定汙染源排氣中顆粒物測定與氣態汙染物採樣方法
HJ 75 固定汙染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續監測技術規範
HJ 76 固定汙染源煙氣(SO2、NOX、顆粒物)排放連續監測系統技術要求及檢測方法
DB 37/T 3535 固定汙染源廢氣監測點位設置技術規範
3 術語和定義
下列術語和定義適用於本文件。
3.1
光閃爍氣體流速計 Optical Scintillationflowmeter
基於光閃爍理論和時間相關性來測量氣體流速的儀器。
3.2
光學信號互相關法 opticalsignalcross correlation method
記錄流體流動標識點經過兩個在流動方向上相距為D的觀測者所用的渡越時間T來計算流速的方法。
3.3
光束通道opticalpath
在一對發射單元和接收單元之間的紅色可見光的實際路徑。
3.4
光路徑長度 opticalpath length
一對發射單元和接收單元之間的直線長度。
3.5
測量平面 sampling plane
光束通道正交於煙道或煙囪中心線的平面。
3.6
參比方法 reference method
用於與光閃爍氣體流速計測量結果相比較的國家或行業發布的標準方法。
3.7
調試檢測 performance testing
光閃爍氣體流速計安裝、初調和至少正常連續運行48小時後，於技術驗收前對光閃爍氣體流速計進行的校準和校驗。
3.8
比對監測 comparison testing
用參比方法對正常運行的光閃爍氣體流速計的準確度的進行抽檢。
3.9
速度場係數 velocity field coefficient
參比方法與光閃爍氣體流速計同步測量煙氣流速，參比方法測量的煙氣平均流速與同時間區間且相同狀態的光閃爍氣體流速計測量的煙氣平均流速的比值。
4 方法原理
光閃爍法測量氣體流速的工作原理是基於光閃爍理論和時間相關性，通過記錄流體流動標識點經過兩個在流動方向上相距為D的觀測者所用的渡越時間T 來計算流速的V=D/T。
調製過的紅色可見光點光源發射的光束橫穿平均流速為V的流體到達兩個相距為D的接收探測器上。在傳輸路徑上光束被湍流調製，在流動的方向上有兩個光電探測器探測光學閃爍的流動。流動標識點不是人為的，是流動本身光傳輸特性不均勻所形成的光斑，是由流體溫度或密度的變化造成折射率的不均勻分布、氣溶膠或汙染氣體散射吸收的空間時間變化形成的圖形。因此兩個接收探測器收到的光強度變化服從統計規律，是隨時間變化的隨機信號，通過兩個信號的時間互相關分析就獲得光在傳播路徑上的平均流速。
5 光閃爍氣體流速計的組成
固定汙染源光閃爍氣體流速計由發射單元，接收單元以及控制單元等組成。
5.1 發射單元和接收單元
5.1.1 發射單元（TX）： 發射波長為670nm紅色可見光束的LED點光源。
5.1.2 接收單元（RX）： 檢測通過流體的光強度，並轉換成電信號的光電轉換器，內含光學和電子元器件。
5.2 控制單元
5.2.1 具有數據採集、信號處理、數據輸出等功能的儀器設備，包括信號處理器（DSP）、組態顯示面板、通訊接口等
6 技術指標與性能要求
6.1 技術要求
6.1.1 環境條件
環境溫度：-40℃～60℃；相對溼度：≤ 100%；大氣壓：80kPa～106kPa。
6.1.2 具備功能
6.1.2.1 校準功能
光閃爍氣體流速計應具有自動零點校準功能和量程校準功能。
6.1.2.2 非接觸式測量，無移動部件，無壓損。
6.1.2.3 淨化功能
光閃爍氣體流速計具有吹掃系統。吹掃系統能有效的隔離光學玻璃與煙氣接觸，或保護玻璃不被煙氣遮擋或腐蝕。
6.1.2.4 數據採集處理與輸出功能
信號輸出方式：4mA~20mA模擬信號；數據單位：默認 m/s, 多種可選。
6.1.2.5 量程設置
光閃爍氣體流速計的流速量程範圍0.1m/s～40m/s，整個壽命期的長期漂移＜1%。
6.1.2.6 適用範圍
光閃爍氣體流速計可測量煙道內徑範圍為0.3m～12.0m。
6.1.3 供電條件
6.1.3.1 通用 AC(220±22)V，頻率（50±1）Hz。
6.1.3.2 在10℃～35℃，相對溼度≤85%條件下，電源引入線與機殼之間的絕緣電阻應不小於20 ΜΩ。
6.1.3.3 應設有漏電保護裝置，防止人身觸電。
6.1.3.4 應有良好的接地措施，防止雷擊對儀器造成損壞。
6.2 技術指標
6.2.1 光閃爍氣體流速計投入運行前和運行中，需要儀表自檢功能檢驗系統是否正常運行。
6.2.2 光閃爍氣體流速計運行中，也可進行調試、比對監測和質量保證監測，並達到表1~表3中規定的技術指標。
6.2.2.1 調試檢測技術指標
新裝/改裝光閃爍氣體流速計安裝後，應進行現場調試檢測。光閃爍氣體流速計調試檢測技術指標見表1。
表1 調試檢測技術指標
6.2.2.2 比對監測技術指標
光閃爍氣體流速計比對監測技術指標見表2。
表2 比對監測技術指標
7 安裝要求
7.1 安裝位置
1.1.1 不影響顆粒物和氣態汙染物連續排放監測系統的測定，能夠代表煙道橫截面煙氣的平均流速。
1.1.2 測量斷面距離流速擾動源（如彎頭、變徑、閥門等）下遊應不小於4倍煙道直徑，距離流速擾動源上遊應不小於2倍煙道直徑（以下簡稱「前4後2」）。矩形煙道直徑按當量直徑計算，當量直徑D = 2AB /（A+B），式中A、B為邊長。當不能滿足上述條件時，測量斷面應設置在距流速擾動源下遊不小於2倍煙道直徑，以及距流速擾動源上遊不小於0.5倍煙道直徑處（以下簡稱「前2後0.5」）。
1.1.3 儘量避開振動環境，特別要避開可引起控制單元發生共振的環境。
1.1.4 儘量避開出現水氣冷凝（液滴或水霧）的位置，如不能避開，應選用能夠提高光強度的措施，如添加伸入管。
1.1.5 相關導線儘量避開可能存在強烈電磁或電子幹擾的環境。
7.1.6 應設置在規則的圓形煙道或矩形煙道上，應便於維護人員開展工作，應避開對維護人員操作有危險的場所。
1.2 光束通道
1.2.1 光閃爍流速計發射單元（TX）和接收單元（RX）要求安裝在對穿管道的管嘴上並且相對，TX 和RX 在同一水平面上並保證中心線同軸，誤差角度<1°。
1.2.2 在光束通道上，不能有任何物品阻擋光的通過。
1.2.3 煙道直管段不能滿足7.1.2條的要求時或煙囪直徑過大，煙氣會發生流速分層等不均勻分布，需 開設備用孔，用於選擇最佳測試流場。
2 參比方法採樣位置要求
2.1 採樣位置和採樣點位
2.1.1 採樣斷面上採樣點位的設置和數量應符合GB/T 16157及DB 37/T 3535的要求。
2.1.2 煙道內採樣斷面的位置優先選擇在靠近光閃爍氣體流速計的下遊處，如選擇在其他位置，應注意不影響煙氣排放連續監測系統（以下簡稱CEMS）的正常工作。
2.2 採樣孔、採樣平臺和採樣梯
2.2.1 開設採樣孔的布置和數量應符合GB/T 16157及DB 37/T 3535的要求。
2.2.2 煙道外採樣孔旁應設置採樣平臺，採樣平臺的設置應符合HJ 75及DB 37/T 3535中的要求。
2.2.3 採樣平臺應易於到達，當採樣平臺設置在離地面≥2米時，應設置採樣梯，採樣梯的設置應符合HJ 75及DB 37/T 3535中的要求。
3 光閃爍氣體流速計的調試檢測
3.1 一般要求
3.1.1 新裝/改裝光閃爍氣體流速計安裝後，應進行現場調試檢測，確保顯示和參數正常。
3.1.2 光閃爍氣體流速計完成現場安裝/改裝的初步調試後，連續正常運行時間應不少於168小時。
3.1.3 調試檢測在運行48小時後進行，記錄與觀察每日負荷曲線與流速曲線對比圖，調試期間不允許計劃外的校準、檢修和調節儀器。
3.1.4 驗收調試檢測在運行 168小時後，記錄與觀察周負荷曲線與流速曲線對比圖。
3.1.5 因光閃爍氣體流速計故障、斷電等原因造成調試檢測中斷，應在上述因素恢復正常後重新開始進行調試檢測。
3.1.6 調試檢測後應編制調試檢測報告，參見附錄A中的表A.1。
3.2 調試檢測前準備
3.2.1 調試檢測前可以對光閃爍氣體流速計進行一次零點和/或量程校準。
3.2.2 調試檢測前應將接收單元的鏡頭方向箭頭調至氣流方向。
3.2.3 與用戶共同制定計劃，儘量安排調試檢測期間高、中和低三種負荷的變化，每種負荷持續時間不少於2小時。
9.3速度場係數精密性調試檢測方法
按HJ 75相關條款進行速度場係數精密性調試檢測。調試檢測期間儘量安排高、中和低三種負荷的變化，如速度場係數精密度符合本標準6.2.3表1調試檢測技術指標，把速度場係數輸入到數據採集處理系統，將光閃爍氣體流速計測試的數據調試到手工採樣參比方法所測定的流速值。檢測結果記錄參見附錄A中的表A.2。
9.5 相關性調試檢測方法
9.5.1 如果速度場係數精密性不符合本標準 6.2.3.1 調試檢測技術指標，通過調節高（100 % C.S.～
80 % C.S.）、中（40 %C.S.～60 % C.S.）、低（＜20 % C.S.）三種負荷變化得到三個不同工況的煙
氣流速，參比方法測試在每個工況流速下至少獲得 3 個有效數據，與光閃爍氣體流速計同時段數據組成不少於 9 個數據對。當煙氣流速小於 5 m/s 時，還應調節低負荷狀態的流速接近 5 m/s。應報告所有的數據，包括捨去的數據。以光閃爍氣體流速計數據為 X 軸，參比方法數據為 Y 軸，由最小二乘法建立一元線性回歸方程，同時計算方程的相關係數。一元線性回歸方程和相關係數計算方法參見附錄 B，結果記錄參見附錄 A 中的表 A.3。
9.5.2 如果相關係數符合本標準 6.2.3 表 1 調試檢測技術指標，把一元線性回歸方程的斜率和截距輸
入到控制單元，將光閃爍氣體流速計測試的數據調試到手工採樣參比方法所測定的流速值。
4 光閃爍氣體流速計的比對監測
4.1 一般要求
4.1.1 在完成光閃爍氣體流速計的初步調試檢測合格後，可與煙氣CEMS一起進行比對監測，也可以單獨進行光閃爍氣體流速計的比對監測（如：光閃爍氣體流速計改裝/更新時）。
4.1.2 比對監測時間可在調試檢測合格後立即開始，也可在儀器正常運行期間定期校驗時、質控必要時進行，或採用抽檢形式進行。
4.1.3 比對監測期間，生產設備和治理設施工作正常，運行狀況保持穩定。
4.1.4 比對監測期間若對光閃爍氣體流速計內部重要元件或整機進行修理更換，應重新開始檢測。
4.1.5 光閃爍氣體流速計的安裝位置、手工採樣位置應符合本標準條款7、條款8的要求。
4.1.6 光閃爍氣體流速計的監測數據能夠連續正常的傳輸到煙氣CEMS的控制單元。
4.1.7 比對監測後應編制比對監測報告, 參見附錄A 中的表 A.4；驗收比對時儀器通過比對監測後需出具驗收結果的相對準確度和相對誤差，參見附錄A 中的表 A.5。
4.2 比對監測方法
用參比方法進行比對監測時，至少獲得測試斷面流速的5個有效平均值，取測試的平均值與同時段光閃爍氣體流速計測得的平均值計算相對誤差。
5 光閃爍氣體流速計的運行維護與質量保證
5.1 一般要求
5.1.1 更換、拆卸或重裝發射單元、接收單元、控制單元或任何現場替換模塊時，應不改變流速計的測量性能。
5.1.2 控制單元應具有光閃爍流量計自診斷系統，反饋流量計的工作狀態。
5.2 定期維護
5.2.1 每月檢查光閃爍氣體流速計發射單元與接收單元與煙道或管道連接的緊固件是否鬆動，避免因光閃爍氣體流速計光束通道發生變化，影響煙氣流速的準確測量。
5.2.2 在長期使用中，在光通道管壁上或出口處依舊會有一些吹掃空氣中的積灰，通常只需要在正常維修周期（大修18個月）中，對管道進行一次清灰處理即可。
10.2.3光閃爍氣體流速計標配有數據記錄儀，可記錄2年的工作數據（包括流速，相關係數，閃爍度等參數），當發生問題時，可根據對這些參數的分析和判斷，快速解決相關問題，保證設備長期穩定的使用。
10.2.4 對定期巡檢或維護保養中發現的故障或問題，應及時處理並記錄。
5.3 定期校驗與準確度審核
5.3.1 光閃爍氣體流速計校驗和準確度審核的周期：光閃爍氣體流速計通常無需校驗，每月需進行負荷曲線與流速曲線的對比。每半年進行一次準確的比對監測。
5.4 常見故障及排除
當光閃爍氣體流速計發生故障時，設備管理維護人員應及時處理並記錄。維修處理過程中，要注意以下幾點：
a）設備需要停用、拆除或者更換時，應當事先報經主管部門批准。
b）運行單位發現故障或接到故障通知，應在24小時內趕到現場進行處理。
c）對於一些容易診斷的故障，如管道積灰、死機等，可攜帶工具或備件到現場進行針對性維修，此類故障維修時間不應超過8小時。
d）儀器經過維修後，在正常使用和運行之前應確保維修內容全部完成，性能通過檢測程序，符合本標準條款6.2.3技術指標要求。若儀器進行了更換，在正常使用和運行前應對儀器進行重新調試。
5.5 光閃爍氣體流速計的數據異常和處理
5.5.1 數據異常
光閃爍氣體流速計流速曲線與負荷曲線不能滿足本標準條款6.2.3技術指標要求時，表明光閃爍氣體流速計的檢測數據已發生異常。
5.5.2 數據異常的處理
5.5.2.1 當流速曲線與負荷曲線不能匹配時，可採取對換發射單元與接收單元，或使用備用孔等方式進行處理。直至滿足流速曲線與負荷曲線基本匹配，滿足本標準條款6.2.3技術指標要求。
5.5.2.2 準確度校驗和審核未通過時，可調整速度場係數，重新測定直至符合要求；如果仍不能達到，必須做準確度調試審核。
5.5.2.3 數據異常期間從校驗或準確度審核和準確度調試審核不合格/失敗（由於光閃爍氣體流速計的問題）開始，到檢查、校驗和審核合格結束，期間以小時計。數據異常期間記錄的數據不能用於計算和判斷排放源是否符合汙染物排放限值，也不能作為有質量保證的數據計算數據的有效性。
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