Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6503−1:1999 - ISO 11042 - 1:1996

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6503−1:1999 thiết lập các phương pháp dùng để đo và đánh giá sự phát tán của các khí thải từ tuốc bin khí và định nghĩa các thuật ngữ về phát tán thích hợp. Tiêu chuẩn đưa ra những yêu cầu về môi trường thử và thiết bị cũng nhưchất lượng của các phép đo và hiệu chỉnh các dữ liệu đo được. Điều này cho phép phán định thống nhất về sự phát thải.

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6503 - 1 : 1999 ISO 11042 - 1 : 1996

TUỐC BIN KHÍ - SỰ PHÁT TÁN KHÍ THẢI - PHẦN 1 : ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ

Gas turbines - Exhaust gas emission - Part 1 : Measurement and evaluation

Lời nói đầu

TCVN 6503 - 1 : 1999 hoàn toàn tương đương với ISO 11042 - 1 : 1996

TCVN 6503 - 1 : 1999 do Ban kỹ thuật TCVN/TC 146 - Chất lượng không khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường ban hành

TUỐC BIN KHÍ - SỰ PHÁT TÁN KHÍ THẢI - PHẦN 1 : ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ

Gas turbines - Exhaust gas emission - Part 1 : Measurement and evaluation

1 Phạm vi

Tiêu chuẩn này thiết lập các phương pháp dùng để đo và đánh giá sự phát tán của các khí thải từ tuốc bin khí và định nghĩa các thuật ngữ về phát tán thích hợp Tiêu chuẩn đưa ra những yêu cầu về môi trường thử và thiết bị cũng nhưchất lượng của các phép đo và hiệu chỉnh các dữ liệu đo được Điều này cho phép phán định thống nhất về sự phát thải Mối quan hệ giữa các dạng khác nhau để thể hiện sự phát thải cũng được đưa ra

Các thành phần được đo theo tiêu chuẩn này cần được xác định bằng sự thoả thuận giữa các bên liên quan

Tiêu chuẩn này có thể được áp dụng cho tất cả các tuốc bin khí sản ra cơ năng và/hoặc là được dùng dạng truyền động phát điện năng ngoại trừ việc áp dụng trong máy bay Đối với các công việc lắp đặt bao gồm cả hệ thống thu hồi nhiệt của khí thải, thì những định nghĩa trong tiêu chuẩn này có thể được dùng làm nền tảng

Tiêu chuẩn này có thể được áp dụng cho các tuốc bin khí dùng chu trình hở Tiêu chuẩn cũng có thể được áp dụng nhưlà cơ sở cho các tuốc bin khí sử dụng chu trình bán kín và những tuốc bin khí đã được lắp đặt những máy nén khí không có pitông hoặc với những nguồn nhiệt đặc biệt

Tiêu chuẩn này có thể được dùng nhưmột phương pháp kiểm tra nghiệm thu đối với sự phát tán khí thải của các tuốc bin khí

2 Tiêu chuẩn trích dẫn

ISO 2314: 1989, Tuốc bin khí - Kiểm tra nghiệm thu ISO 2533: 1975, Không khí tiêu chuẩn

ISO 5063: 1978, Lò đốt phun dầu kiểu đơn khối - Thử nghiệm

ISO 6141: 1984, Phân tích khí - Các hỗn hợp khí chuẩn - Chứng chỉ của việc điều chế hỗn hợp

3 Định nghĩaVì mục đích của tiêu chuẩn này, áp dụng các định nghĩa sau đây:

3.1 Chất phát tán: Các thành phần thâm nhập vào môi trường cùng với khí thải.Trong tiêu chuẩn này, chất phát tán bao gồm các chất sau:

Các nitơ oxit NOx, tổng của NO và NO2 tính theo NO2

Các lưu huỳnh oxit SOx, tổng của SO2 và SO3 tính theo SO2

Các sản phẩm cacbua hidro không

cháy hoặc cháy một phần

UHCs, Tổng của tất cả các sản phẩm riêng biệt tính theo CH4Những hợp chất hữu cơ bay hơi VOCs, UHCs trừ CH4 và C2H6 nhưng tính theo CH4

Khói Khí được đo bằng phương pháp Bacherach theo ISO 5063Hạt rắn Tất cả hạt rắn sinh ra trong quá trình cháy

3.2 Độ đúng: Sự gần với các giá trị mà một phép đo tiếp cận với giá trị thực được thiết lập một cách độc lập

3.3 Khí hiệu chuẩn: Hỗn hợp khí chuẩn có độ đúng cao dùng để lắp đặt hiệu chỉnh và định kỳ kiểm tra lại các thiết bị

3.4 Nồng độ: Phần thể tích ϕi của thành phần quan tâm trong hỗn hợp khí được tính theo phần trăm thể tích [%; (V/V)] hoặc phần triệu (ppm)

3.5 Sự cản trở: Sự đáp trả của thiết bị do có sự có mặt của một khí hoặc hơi ngoài loại khí hoặc hơi cần phải đo

3.6 Tính tuyến tính: Khả năng của một thiết bị biểu hiện một cách tỷ lệ thuận với tín hiệu đưa vào.3.7 Nhiễu: Sự thay đổi ngẫu nhiên ở đầu ra của thiết bị không liên quan với những đặc tính vốn có của mẫu mà thiết bị đang đo; phân biệt trước với đặc trưng trôi của thiết bị

3.8 Phần triệu (ppm): Là nồng độ thể tích của thành phần i trong 106 phần thể tích của hỗn hợp khí.3.9 Phần triệu cacbon (ppmC1): Phần mol của cacbua hidro được nhân với 106 được đo trên cơ sở tương đương với "CH4"

1 ppm của metan được coi là 1 ppmC11)

3.10 Độ lặp lại: Sự gần nhau của các số liệu mà một phép đo được tiến hành nhiều lần trên một mẫu

cố định, trong một khoảng thời gian ngắn mà không cần phải hiệu chỉnh lại các thiết bị đo

3.11 Độ phân giải: Sự thay đổi nhỏ nhất có thể phát hiện ra trong một phép đo

3.12 Sự đáp trả: Sự thay đổi tín hiệu ra của thiết bị xảy ra cùng với sự thay đổi nồng độ trong mẫu; tín hiệu ra tương ứng với nồng độ của mẫu đã cho

3.13 Độ ổn định/Độ trôi lệch khỏi chuẩn: Những sai lệch theo thời gian của tín hiệu ra của thiết bị khi

đo một khí chuẩn so với một điểm đặt trước

3.14 Sự đáp trả tương đối với lượng cacbon hidro: Sự đáp trả kết quả khác nhau của thiết bị thử nghiệm đối với những nồng độ cacbon hidro trong mẫu được biểu diễn tương đương với ppmC1, chúng phụ thuộc vào loại hoặc sự trộn lẫn của các loại thành phần cacbon hidro

3.15 Không khí "không": Hỗn hợp của oxi và nitơ có cùng tỉ lệ nhưcủa oxi trong không khí, không có các thành phần khác

3.16 Sự trôi khỏi điểm không: Sự sai lệch theo thời gian của tín hiệu ra của thiết bị khỏi điểm không

đã đặt khi nó hoạt động với một khí không có thành phần của khí cần phải đo

3.17 Khí "không": Khí được sử dụng để thiết lập điểm "không", hoặc sự không đáp trả của thiết bị, để điều chỉnh một thiết bị

4 Các ký hiệu

Xem bảng 1 và 2

Bảng 1 - Các ký hiệu chung

EMi, 15, khô Tương tự nhưEMi, tương quan với nồng độ thể tích của oxi là

15 % trong khí thải khô

mg/m

EMi,f Tương tự nhưEMi, tương quan với năng lượng nhiên liệu đã

EMi,p Tương tự nhưEMi, tương quan với điện năng đã cung cấp g/kWh

-EV Giá trị phát tán khí thải theo nồng độ thể tích cm3/m3EVi Giá trị phát tán khí thải theo nồng độ thể tích của thành phần i cm3/m3EVi, 15, khô Tương tự nhưEVi, tương quan với thể tích oxi là 15 % trong

3/m3

Vn, 15, khô Thể tích của khí thải khô ở điều kiện chuẩn tương quan với oxi

Nồng độ thể tích theo phần trăm của CO2 trong khí thải khô với

sự đốt cháy cân bằng tỉ lượng của nhiên liệu đã dùng %

H2

Nồng độ thể tích theo phần trăm của hơi nước trong khí thải %

ϕi, khô Nồng độ thể tích trong khí thải khô cm3/m3

ϕi, ẩm Nồng độ thể tích trong khí thải ẩm, Vi/Vtổng cm3/m3ϕO2 , khô Nồng độ thể tích theo phần trăm của oxi trong khí thải khô %

NOx Tổng của các nitơ oxit

SO2 Lưu huỳnh dioxit

SO3 Lưu huỳnh trioxit

SOx Tổng các lưu huỳnh oxit

UHC Sản phẩm cacbua hidro cháy một phần hoặc không cháy

VOC Các hợp chất hữu cơ bay hơi

5 Điều kiện

5.1 Tuốc bin khí và nhiên liệu

Liên quan đến phát thải của tuốc bin khí, những thông tin sau đây phải được chỉ ra cho các điều kiện

đo tương ứng:

- Nhà chế tạo tuốc bin khí

- Kiểu tuốc bin khí

- Công suất ra và dòng khối lượng khí thải và/hoặc là dòng nhiên liệu ở điều kiện mà tại đó những phép đo phát thải được thực hiện

- Các điều kiện xung quanh, đó là nhiệt độ, áp suất và độ ẩm của không khí xung quanh

- Các chi tiết về nhiên liệu

- Thiết bị đang hoạt động ảnh hưởng đến sự phát thải và nó là một phần của hệ thống hoàn chỉnh, ví

dụ nhưlò chuyển hoá bằng xúc tác, vòi phun hơi hoặc phun nước, những thiết bị làm lạnh bằng bay hơi, thiết bị ngưng tụ v.v Những chi tiết liên quan về tất cả các tốc độ dòng phải được ghi lại

Chú thích

1 Định nghĩa công suất, tốc độ dòng khối lượng khí thải và/hoặc là tốc độ dòng nhiên liệu các

phương pháp đo và tính toán phải được định rõ theo sự thỏa thuận giữa các bên liên quan (xem ISO 2314)

2 Sự phát tán của khí thải bị ảnh hưởng bởi các đặc tính của nhiên liệu (ví dụ nhưnhiên liệu có nitơ liên kết) Vì vậy, mọi chi tiết liên quan của nhiên liệu cần được ghi lại, bao gồm cả việc phân tích hóa học tương ứng, nhiệt độ, các tính chất vật lý và tốc độ dòng

5.2 Những giá trị đo được

Những giá trị sau đây phải được đo:

- Nồng độ thể tích của các thành phần khí liên quan đến khí thải ẩm (ϕi, ẩm) hoặc là liên quan đến khí thải khô (ϕi, khô)

- Giá trị phát tán của khí thải đối với khói, đó là chỉ số Bacharach (Es) (chỉ số khói theo ISO 5063)

- Nồng độ khối lượng của các hạt rắn trong khí thải ẩm (EP), nếu đã được thỏa thuận cụ thể về phép

đo này

5.3 Điều kiện tiêu chuẩn

Những điều kiện tiêu chuẩn phải là:

Các thành phần nêu ra ở dưới đây được đo hoặc tính toán

Tổng NOx theo NO2 xem 7.2

SO3 không quy định phương pháp khuyến nghị

Tổng SOx theo SO2 phải được tính bằng cách sử dụng hàm lượng lưu huỳnh của nhiên liệuH2O đo hoặc tính toán (sử dụng cách tính sự cháy có tính đến độ ẩm không khí)

Về cơ bản, ba phần phải xem xét là:

a) đầu dò lấy mẫu

b) hệ thống vận chuyển và điều hòa

c) các thiết bị phân tích và hệ thống thu thập dữ liệu

Các phép đo phải được thực hiện bằng cách lấy mẫu ở dòng liên tục và phải đại diện cho dòng khí Trong trường hợp lắp đặt tuốc bin khí, điểm lấy mẫu phải được xác định trước :

- bằng phương pháp mô hình hóa, nghĩa là sự mô phỏng về các luồng khí (phụ thuộc vào trở lực và vào tốc độ dòng khí - dòng phân lớp rối)

- hoặc bằng cách xác định vận tốc trung bình trong ống mà nó trở thành điểm đại diện của mẫu khí

- hoặc là do sự thoả thuận song phương với nhau dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành hay dựa vào kinh nghiệm

Mặt phẳng lấy mẫu đơn, chỉ cần một sắp xếp, thường là phù hợp với việc đo phát thải từ nhà máy tuốc bin khí có hoặc không có các hệ thống phụ trợ hoạt động

Trong những trường hợp khi nhà máy tuốc bin khí không được cung cấp bất kỳ một hệ thống nào khác ngoài một hệ thống giảm âm, một hệ thống ống dẫn và một ống khói nằm giữa ống thải của động cơ và chỗ xả vào không khí, thì vị trí lấy mẫu nên chọn càng gần ống thải của động cơ càng sát thực tế thải của động cơ Trong những trường hợp khi được cung cấp một trong những hệ thống sau đây nhưhệ thống thu hồi nhiệt, hệ thống đốt thứ cấp, hệ thống pha loãng, hệ thống loại NO2 v.v thì

vị trí lấy mẫu phải được xác định bằng thoả thuận với nhau giữa các bên liên quan

Mặt cắt ngang không được đặt trong vùng phun khí thải vào không khí để cho phép tuần hoàn không khí xung quanh

6.2.2 Đầu dò lấy mẫu

Đầu lấy mẫu cần cho lấy mẫu đại diện của khí thải Việc sử dụng một đầu dò trung bình nhiều lỗ có tổng điện tích các lỗ bằng diện tích mặt cắt ngang của ống thải được đề nghị dùng để thu được một mẫu đại diện Cần thực hiện một phép đo trình diễn để khằng định là đầu dò thực sự đo được mẫu đại diện của dòng khí chính Điều này phải được thực hiện mà không xét đến dạng của đầu lấy mẫu được dùng

Đầu lấy mẫu và bơm chân không được dùng cho thử nghiệm phải có khả năng cung cấp liên tục một thể tích mẫu khí đủ lớn cho máy phân tích

Nếu các phép đo cắt ngang là cần thiết để chứng minh tính đại diện thì đầu dò lấy mẫu cần phải phù hợp để cho phép đánh giá toàn diện ống thải

Đầu dò phải đủ dài đề cho phép xuyên qua hoàn toàn ống thải Qui trình xác định các vị trí của đầu

dò phải được thoả thuận với các bên liên quan

6.2.3 Hệ thống chuyển mẫu và điều hòa mẫu

Những đường chuyển mẫu đối với các mẫu để đo khói, bụi (hạt rắn) và các thành phần khí phải riêng biệt

Một hệ thống chính bao gồm những bộ phận quan trọng được mô tả trong hình 1 Khi một thiết bị phân tích đặc biệt được dùng, sự bố trí này có thể cần cải biên

Mẫu phải được điều hòa một cách phù hợp phụ thuộc vào nguyên lý hoạt động của máy phân tích

Để tránh sự ngưng tụ của các thành phần mẫu thì toàn bộ đường dẫn mẫu phải được làm nóng lên đến nhiệt độ ít nhất là 10K cao hơn nhiệt độ ngưng tụ của khí thải

Khi mẫu được xử lý qua bộ phận tách nước, đường dẫn mẫu sẽ được làm nóng đến nhiệt độ ít nhất cũng cao hơn nhiệt độ của thiết bị này

Đối với khí thiên nhiên hay những nhiên liệu cacbua hidro nhẹ có hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 1% (m/m) thì nhiệt độ tối thiểu là 150 oC (423 K) phải được áp dụng.Với lý do này, tất cả các thiết bị, bao gồm cả các bơm, được làm nóng lên Mức nhiệt độ phải luôn luôn được giữ không đổi với sai số + 5

K Các điểm sau đây áp dụng cho tất cả các bộ phận trong đường lấy mẫu:

Tất cả các vật liệu tiếp xúc với mẫu phải được chế tạo bằng vật liệu không phản ứng (thép không gỉ hoặc vật liệu tương đương)

Nên áp dụng một giải pháp có tính khả thi cao để làm sạch PTFE (polytetrafloetylen) là bằng cách cho một dòng nitơ tinh khiết chạy liên tục để cuốn đi (loại bỏ) những dung môi còn sót lại từ quá trình sản xuất Trong suốt quá trình này đường ống phải được làm nóng lên đến nhiệt độ đã qui định để phân tích thành phần đặc thù.

Tất cả các chỗ nối và các bộ phận không được rò rỉ

Tất cả các bộ phận phải được thiết kế để hoạt động đạt đến các nhiệt độ yêu cầu

Tại những nơi đường lấy mẫu dài, nên lắp thêm vào đó một bơm thứ hai để bơm cung cấp mẫu khí với những lượng lớn hơn

Thời gian chuyển mẫu từ đầu lấy mẫu đến thiết bị phân tích càng ngắn càng tốt, nên là dưới 30 giây.6.2.4 Các thiết bị phân tích

Các thiết bị được dùng phải đầy đủ các bộ phận kiểm soát tốc độ dòng cần thiết, nhưcác máy điều chỉnh, các loại van, lưu tốc kế v.v Vật liệu tiếp xúc với mẫu phải có tính chống ăn mòn, nghĩa là phải bằng thép không gỉ hoặc thép cacbon phủ PTFE Toàn bộ nhiệt độ của mẫu phải được duy trì ở một giá trị phù hợp với áp suất tại chỗ và nhưvậy tránh được sự ngưng tụ hơi nước và các

hydrocacbon

Toàn bộ thiết bị được dùng phải được kiểm tra tính năng cần thiết phù hợp với mục 7 của tiêu chuẩn này ( TCVN 6503-1 : 1999/ISO 11042-1:1996)

6.3 Tiến hành thử nghiệm, báo cáo thử nghiệm, đánh giá

Việc thử nghiệm phải được tiến hành sau khi tuốc bin khí đạt được những điều kiện hoạt động ổn định nhưqui định trong ISO 2314 Sự thay đổi độ ẩm xung quanh được biểu diễn nhưlà hàm lượng nước trong không khí khô không được vượt quá ± 0,5 g/kg trong suốt quá trình thử nghiệm Nếu nhưđiều kiện xung quanh thay đổi và vượt quá giới hạn ở trên, sự hiệu chỉnh có thể được áp dụng nếu được thỏa thuận giữa các bên liên quan

Các máy phân tích phải được hiệu chuẩn trước và sau khi thử nghiệm

Toàn bộ hệ thống phải được kiểm tra trước khi tiến hành thử nghiệm và ở những khoảng thời gian nhất định Những kiểm tra đặc biệt về độ kín của quá trình lắp ráp phải được tiến hành Tất cả thiết bị

để sử dụng phải có những kiểm tra tính năng cần thiết được tiến hành trong thời gian đã qui định trong các qui trình thử nghiệm đo của nhà sản xuất

Đo nhiều lần (ít nhất là 3 lần) chỉ được thực hiện khi thiết bị phân tích cung cấp kết quả đo ổn định và cùng thời gian đó việc đo tính năng của tuốc bin khí phải được tiến hành

Những thiết bị khó tránh khỏi những vấn đề về trôi lệch khỏi chuẩn do có sự thay đổi nhiệt độ phải được đặt trong một buồng có môi trường ổn nhiệt

Giá trị trung bình số học của các phép đo của ba lần thử nghiệm riêng rẽ lập thành một phép thử hoàn chỉnh Thời gian lấy mẫu tối thiểu cho mỗi phép đo phải ít nhất là một phút cộng với thời gian trung bình để hệ thống trả lời kết quả Những giá trị đo được phải là nồng độ trung bình của trạng thái

ổn định trong thời gian lấy mẫu (xem 7.9)

Đối với việc đo bụi thì thời gian phải được kéo dài khi cần để bảo đảm độ đúng đã được thoả thuận Báo cáo thử nghiệm, nhưđã nêu ở bảng A1, phải được chuẩn bị

Việc đánh giá có thể được thực hiện phù hợp với tính toán mẫu nhưtrong bảng A.2 Để giải thích bảng A.2 - xem mục 9

7 Thiết bị

7.1 Các thiết bị đo

Bảng 3 chỉ ra các kiểu máy phân tích có sẵn Những đặc điểm kỹ thuật chi tiết chỉ cung cấp cho những máy phân tích được nêu tên trước tiên Các dạng máy phân tích khác có thể được sử dụng chỉ khi nào được sự thoả thuận giữa các bên quan tâm

Bảng 3 - Các dạng máy phân tích để đo các thành phần

NOx Huỳnh quang hóa học (CL)

hoặc hồng ngoại không phân tán (NDIR)hoặc tử ngoại không phân tán (NDUV)

CO Hồng ngoại không phân tán (NDIR)

CO2 Hồng ngoại không phân tán (NDIR)

SO2 Hồng ngoại không phân tán (NDIR)

hoặc tử ngoại không phân tán (NDUV)hoặc xung tử ngoại huỳnh quang (PUVF)UHCs Detector ion hóa ngọn lửa (FID)

VOCs Sắc kí khí 1) (GC)

NH3 Huỳnh quang hóa học 2)

hoặc phương pháp quang phổ (indophenol)Khói Phương pháp Bacharach theo ISO 5063

hoặc phương pháp đo độ mờBụi Phương pháp khối lượng

hoặc phương pháp quang họcO2 Tế bào thuận từ

hoặc tế bào điện hóa hoặc tế bào zincon1) Phương pháp được lựa chọn tuỳ theo thỏa thuận

2) Sau khi oxi hóa amoniac

7.2 Đặc tính kỹ thuật của các máy phân tích NOx

7.2.1 Kỹ thuật đo

Việc đo nồng độ của các nitơ oxit phải là kỹ thuật huỳnh quang hóa học trong đó bức xạ phát ra do phản ứng của NO và O3 sẽ được đo Phương pháp này không nhạy với NO2 nên mẫu phải được đi qua một lò chuyển hoá để NO2 chuyển hoá thành NO Khi đo cả NO ban đầu và nồng độ tổng NOx sẽ được ghi lại Nhưvậy việc đo NO2 có thể thu được bằng phép trừ Chỉ việc xác định NOx là bắt buộc.7.2.2 Những đặc tính kỹ thuật cơ bản các máy phân tích NOx

Những đặc tính kỹ thuật chính được xác định cho các thiết bị hoạt động trong môi trường theo qui định của nhà chế tạo được chỉ ra ở bảng 4

Bảng 4 - Những đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích NOx

1 Giới hạn trên Giới hạn thích hợp là đến 1000 ppm

2 Độ phân giải Tốt hơn 0,5 % của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc 1

ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

3 Độ lặp lại Tốt hơn ± 1 % của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±

1ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

4 Độ ổn định Tốt hơn ± 2 % của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±

1ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng 2 giờ

5 Độ trôi điểm không Nhỏ hơn ± 1 % của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±

1ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng 2 giờ

6 Nhiễu 0,5 Hz và lớn hơn, nhỏ hơn ± 1 % của toàn thang đo trong phạm vi

sử dụng hoặc ± 1ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu

kỳ khoảng 2 giờ

7 Sự cản trở Đối với các mẫu chứa CO2 và hơi nước sẽ bị giới hạn nhưsau:

- Nhỏ hơn 0,2 % khi đọc so với nồng độ % CO2

- Nhỏ hơn 0,5 % khi đọc so với nồng độ % hơi nướcNếu nhưnhững giới hạn cản trở đối với CO2 và/hoặc hơi nước không thể đáp ứng, thì những hệ số hiệu chỉnh gần đúng phải được xác định, công bố và áp dụng 1)

Bảng 4 - Những đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích NOx (kết thúc)

8 Thời gian đáp trả Sẽ không vượt quá 10 giây từ khi mẫu đi vào máy phân tích cho

đến khi đạt 90 % của lần đọc cuối cùng

9 Tính tuyến tính Sự đáp trả tuyến tính của mỗi phạm vi đo phải được kiểm tra lại ở

các điểm 30 % , 60 % , và 90 % khi sử dụng những hỗn hợp khí riêng biệt lẫn thiết bị phân tách khí

Độ lệch tối đa của những điểm này khỏi đường bình phương ít nhất phải nhỏ hơn ± 2 % của giá trị toàn thang đo

10 Lò chuyển hoá Lò chuyển hoá này sẽ được thiết kế và hoạt động nhưmột thiết bị

để khử NO2 có mặt trong mẫu thành NO Lò chuyển hoá phải không gây ảnh hưởng đến NO có sẵn trong mẫu

Hiệu suất của lò chuyển hoá tính nhưsau :η= 100 [ϕNO (sau lò) - ϕNO] / ϕNO2

không được nhỏ hơn 90 %

Giá trị hiệu suất này phải được sử dụng để hiệu chỉnh giá trị NO2 của mẫu đã đo được, nghĩa là

ϕNO (sau lò chuyển) - ϕNOhiệu đó sẽ chắc chắn thu được nếu nhưhiệu suất chuyển đổi là

100 %1) Trong thực hành hiển nhiên được khuyên rằng các qui định điều chỉnh nhưvậy phải được chấp nhận trong mọi trường hợp Các điều chỉnh khác cũng có thể cần do sử dụng các thiết bị khác.7.3 Đặc tính kỹ thuật của các máy phân tích CO và CO2

7.3.1 Kỹ thuật đo

Cacbon monoxit và cacbon dioxit phải được đo bằng cách dùng các máy phân tích phổ hồng ngoại không phân tán (NDIR) Những máy phân tích này lợi dụng sự hấp thụ năng lượng khác nhau của bình chứa khí mẫu và bình chứa khí đối chứng đặt song song Những phạm vi độ nhạy cần thiết thu được bằng cách sử dụng những bình đựng mẫu khí ống khói hoặc chuyển thành sơ đồ điện tử, hoặc

cả hai Sự cản trở do các khí có các dải hấp thụ chồng lấn có thể được giảm thiểu bằng các phin lọc hấp thụ khí và/hoặc bằng phin lọc quang học, tốt hơn là phin lọc quang học

7.3.2 Những đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích CO và CO2

Những đặc tính kỹ thuật chính được xác định cho các thiết bị hoạt động trong môi trường nhưđược nhà sản xuất qui định sẽ được trình bày trong bảng 5 và bảng 6

7.3.3 Những yêu cầu riêng đối với các máy phân tích CO và CO2

7.3.3.1 Các khía cạnh vận hành

Phương thức hoạt động thích hợp nhất là dùng để phân tích mẫu trên cơ sở khí khô, trong trường hợp đó áp suất của mẫu ở đầu vào của máy phân tích phải được đo và duy trì không đổi vào khoảng 0,2 kPa suốt thời gian hiệu chuẩn và quá trình thử nghiệm Với phương thức hoạt động này, máy

phân tích CO và CO2 có thể được sử dụng trong cùng dãy lắp nối tiếp với các máy phân tích SO2 và/ hoặc O2, khi đó các thành phần sau được đo

Bảng 5 - Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của máy phân tích CO

1 Giới hạn trên Giới hạn thích hợp là đến 2 500 ppm

2 Độ phân giải Tốt hơn 0,5% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±

1 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

3 Độ lặp lại Tốt hơn ± 1% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±

2 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

4 Độ ổn định Tốt hơn ± 2% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±

2 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng

2 giờ

5 Độ trôi điểm không Nhỏ hơn ± 1% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±

2 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng

2 giờ

Bảng 5 - Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của máy phân tích CO (kết thúc)

6 Nhiễu 0,5 Hz và lớn hơn, nhỏ hơn ± 1% của toàn thang sử dụng hoặc

± 1 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

7 Sự cản trở Bị giới hạn so với nồng độ CO được chỉ ra nhưsau

1) Nhỏ hơn 500 ppm cho mỗi % của nồng độ etylen2) Nhỏ hơn 2 ppm cho mỗi % của nồng độ CO23) Trong trường hợp phân tích mẫu ở điều kiện không xử lí (ướt), nhỏ hơn 2 ppm cho mỗi % của hơi nước

Nếu nhưnhững giới hạn cản trở của CO2 và/ hoặc hơi nước không thể đáp ứng, thì những hệ số hiệu chỉnh gần đúng sẽ được xác định, công bố và áp dụng

8 Thời gian đáp trả Không vượt quá 10 giây từ khi mẫu đi vào máy phân tích cho

đến khi đạt được 90% của lần đọc cuối cùng

9 Tính tuyến tính Sự đáp trả tuyến tính của mỗi một phạm vi phải được kiểm tra

ở các điểm 30%, 60% và 90% khi sử dụng những hỗn hợp khí riêng biệt khác hoặc là một thiết bị phân tách khí

Độ lệch cực đại của những điểm này khỏi đường thẳng bình phương nhỏ nhất phải nhỏ hơn + 2% của giá trị toàn thang.1) Được đề nghị vì là rất phù hợp với thực tế nên qui trình hiệu chỉnh nhưvậy phải được chấp nhận trong mọi trường hợp

Bảng 6 - Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích CO 2

1 Tổng giới hạn đo 0% đến 20% trong những phạm vi thích hợp

2 Độ phân giải Tốt hơn là 0,5% của toàn thang đo của phạm vi sử dụng

hoặc 100 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

3 Độ lặp lại Tốt hơn là ± 1% của toàn thang đo của phạm vi đã dùng hoặc

± 100 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

4 Độ ổn định Tốt hơn là ± 2% của toàn thang đo của phạm vi sử dụng hoặc

± 100 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng 2 giờ

5 Độ trôi điểm không Nhỏ hơn ± 1% của toàn thang đo của phạm vi sử dụng hoặc

± 100 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên chu kỳ khoảng 2 giờ

6 Nhiễu 0,5 Hz và lớn hơn, nhỏ hơn ± 1% của toàn thang đo của

phạm vi sử dụng hoặc ± 100 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

7 Sự cản trở Trong trường hợp phân tích mẫu chỉ trong điều kiện không xử

lí mẫu (ướt), nhỏ hơn 20 ppm cho mỗi phần trăm của hơi nước

8 Thời gian đáp trả Không vượt quá 10 giây từ khi mẫu đi vào máy phân tích cho

đến khi đạt được 90% của lần đọc cuối cùng

9 Tính tuyến tính Sự đáp trả tuyến tính của mỗi một phạm vi phải được kiểm

tra ở các điểm 30%, 60% và 90% khi sử dụng những hỗn hợp khí riêng biệt khác hoặc là một thiết bị phân tách khí

Độ lệch cực đại của những điểm này khỏi đường thẳng bình phương nhỏ nhất phải nhỏ hơn ± 2% của giá trị toàn thang

7.3.3.2 Nhiệt độ của mẫu

Trong trường hợp đo (ưu tiên) CO và CO2 trên cơ sở khí khô (với dãy mẫu được lắp trực tiếp với những bẫy hơi nước theo 6.2) thì bình chứa mẫu trong máy phân tích phải được duy trì ở nhiệt độ không nhỏ hơn 313 oK (40 oC) với độ ổn định ± 2K Nếu nhưđược các bên liên quan chấp nhận và khi sử dụng cacbua hidro nhẹ làm nhiên liệu thì việc phân tích mẫu trong điều kiện ướt cũng được phép Trong trường hơp này bình chứa mẫu và tất cả các chi tiết khác tiếp xúc với mẫu trong hệ thống phụ trợ phải được giữ ở nhiệt độ không nhỏ hơn 323 oK (50 oC) với độ ổn định là ± 2K Sự hiệu chỉnh do cản trở của H2O phải được áp dụng

7.4 Đặc tính kỹ thuật của các máy phân tích sunfua oxit

Bảng 7 - Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích SO2

1 Giải đo 0 ppm đến 500 ppm và trong những phạm vi thích hợp, có thể tới 1000

ppm

2 Độ phân giải Tốt hơn ± 2% của toàn thang của phạm vi sử dụng hoặc ± 2 ppm, hoặc

khi giới hạn trên lớn hơn

3 Độ lặp lại Tốt hơn ± 1% của toàn thang của phạm vi sử dụng hoặc ± 1ppm, hoặc

khi giới hạn trên lớn hơn

Bảng 7 - Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích SO 2 (kết thúc)

4 Độ ổn định Tốt hơn ± 3% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±1 ppm,

hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng 2 giờ

5 Độ trôi điểm 0 Nhỏ hơn ± 2% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±1 ppm,

hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng 2 giờ

6 Nhiễu 0,5 Hz và lớn hơn, nhỏ hơn ± 2% của toàn thang đo trong phạm vi sử

dụng hoặc ± 0,05 ppm, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng 2 giờ

7 Sự cản trở Đối với các mẫu chứa CO2 , H2O và UHC, sẽ bị giới hạn nhưsau :

- nhỏ hơn 1% khi đọc đối với mỗi % của nồng độ CO2 (theo thể tích)

- nhỏ hơn 2% khi đọc đối với mỗi % của nồng độ hơi nước (theo thể tích)

- nhỏ hơn 1% khi đọc đối với mỗi 10 ppm UHC

hoặc sự cản trở sinh ra sẽ là nhỏ hơn hoặc bằng 4% khi đọc

ảnh hưởng quan trọng nhất khi đọc gây nên bởi hàm lượng hơi nước

Để giữ hàm lượng hơi nước của mẫu khí không đổi thì áp suất của máy làm mát phải được khống chế ở mức ±0,2 kPa

Để tránh sự cản trở của amoniac trong các nhà máy có khử xúc tác (SCR) của NOx , thì nồng độ SO2 phải được đo trước khi trộn với amoniac 1)

8 Thời gian đáp trả Không vượt quá 50 giây từ khi mẫu đi vào máy phân tích đến khi đạt

được 90% lần đọc cuối cùng

9 Tính tuyến tính Sự đáp trả tuyến tính về SO2 trong N2 của mỗi phạm vi phải được kiểm

tra lại ở các điểm 30%, 60% và 90% khi sử dụng hỗn hợp khí riêng rẽ hoặc là thiết bị phân chia khí

Độ lệch cực đại của các điểm này khỏi đường thẳng bình phương nhỏ nhất phải nhỏ hơn ± 2% của giá trị toàn thang đo

1) Đối với phương pháp NDIR cả 3 thành phần cản trở phải được xem xét Đối với phương pháp NDUV, chỉ UHC là phải xem xét Nếu nhưcác giới hạn cản trở của một, hai hoặc tất cả các thành phần đã được đề cập ở trên không thể đáp ứng, thì những hệ số điều chỉnh gần đúng phải được xác định, công bố và áp dụng

7.5 Đặc tính kỹ thuật của các máy phân tích UHC

cơ bay hơi (VOC) thì cần phải phân biệt giữa các dạng cacbua hydro riêng biệt để loại trừ các dạng cacbua hidro khác không thuộc vào VOC

Chú thích 4 - Mức cacbua hidro xung quanh, trong một vài trường hợp sẽ là rất đáng kể hoặc thậm trí cao hơn so với lượng đo được trong ống khí của tuốc bin Đầu dò kiểm tra khí thải có thể được sử dụng để lấy mẫu không khí xung quanh trước hoặc sau các phép kiểm tra định kỳ Khi gặp phải mức cacbua hidro xung quanh đáng kể và cần đọc đồng thời thì có thể đặt bổ sung một đường dẫn mẫu đến vị trí gần đầu vào của tuốc bin khí Đường dẫn mẫu này không cần phải đốt nóng vì các cacbua hidro là những mẫu ẩm và nhiệt độ của mẫu giống nhưnhiệt độ trong đường dẫn không được đốt nóng.

7.5.2 Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích UHC

Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích UHC xác định để các thiết bị hoạt động trong môi trường do các nhà chế tạo qui định được trình bày trong bảng 8

Bảng 8 - Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích UHC

1 Tổng giới hạn đo 0 ppmC1 đến 1 500 ppm C1 trong những phạm vi thích hợp, bao gồm cả

phạm vi nhỏ nhất từ 0 đến 10 ppm Để giảm thiểu các sai số kết quả đọc nhưmong muốn thì cần phải sẵn đủ các phạm vi nồng độ sao cho cacbua hidro phát thải có thể được đo tại điểm không nhỏ hơn 50% của

độ lệch toàn thang đo (FSD) của thang đã hiệu chuẩn

2 Độ phân giải Tốt hơn là ±0,5% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ± 0,5

ppmC1, hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

3 Độ lặp lại Tốt hơn là ± 1% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ±0,5

ppmC1hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

4 Độ ổn định Tốt hơn ±2% của toàn thang đo trong phạm vi sử dụng hoặc ± 1 ppmC1

hoặc khi giới hạn trên lớn hơn

Bảng 8 - Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của các máy phân tích UHC (kết thúc)

5 Độ trôi điểm 0 Nhỏ hơn ± 1% của FSD hoặc ± 0,5 ppmC1 hoặc khi giới hạn trên lớn

hơn, trên một chu kỳ khoảng 2 giờ

6 Nhiễu 0,5 Hz và lớn hơn, nhỏ hơn ± 1% của toàn thang đo trong phạm vi sử

dụng hoặc ± 0,5 ppmC1 so với bất cứ máy nào lớn hơn, trên một chu kỳ khoảng 2 giờ

8 Thời gian đáp trả Không vượt quá 50 giây từ khi mẫu đi vào máy phân tích cho đến khi đạt

được 90 % của lần đọc cuối cùng

9 Tính tuyến tính Sự đáp trả tuyến tính với propan trong không khí của từng phạm vi nồng

độ phải được kiểm tra tại các điểm 30%, 60% và 90% khi sử dụng hỗn hợp khí riêng biệt hoặc thiết bị phân chia khí

Độ lệch cực đại của những điểm này khỏi đường thẳng bình phương nhỏ nhất phải nhỏ hơn ± 2 % của giá trị toàn thang đo

7.5.3 Sự cản trở và sự trả lời cacbua hidro liên quan

Những yêu cầu sau phải được tuân theo

7.5.3.1 Các khí dùng cho máy phân tích phải là hỗn hợp chuẩn chứa 40% hidro và 60% heli vì hỗn hợp này làm giảm sự biến đổi ở đầu ra của detector bởi vì:

- các mức khác nhau của oxi và;

- các dạng cacbua hidro khác nhau

là đặc trưng thành phần khí thải của một tuốc bin khí trong điều kiện hoạt động khác nhau của động

cơ Thay cho heli, nitơ cũng có thể được sử dụng

7.5.3.2 Để ngọn lửa hoạt động, cần đến không khí nhưng không khí phải chỉ có một dưlượng các chất hữu cơ hạn chế Nồng độ thể tích của các chất hữu cơ (CH4) phải nhỏ hơn 10% của độ lệch toàn thang đo sử dụng, nhưng không có trường hợp nào lớn hơn 10 ppmC1 Phù hợp với thực tế nhất là sử dụng không khí nhân tạo.

7.5.3.3 Để đo sự biến đổi ở đầu ra gây ra do sự thay đổi oxi ở trong mẫu, phải thực hiện sự so sánh đối với các kết quả đọc đã thu được từ những khí sau:

a) 500 ppmC1 trong không khí ”không”, nồng độ đó tương đương với 500/ 3ppm propan trong không khí ”không”

b) 500 ppmC1 trong nitơ, nồng độ đó tương đương với 500/ 3ppm propan trong nitơ Sự khác nhau giữa các lần đọc phải nhỏ hơn 2%

7.5.3.4 Để đo sự thay đổi ở đầu ra gây nên bởi những dạng cacbua hidro khác nhau, một sự so sánh phải được thực hiện đối với các kết quả đo đã thu được từ các khí sau:

a) 500 ppmC1 propan trong không khí "không";

b) 500 ppmC1 propylen trong không khí "không";

c) 500 ppmC1 toluen trong không khí "không";

d) 500 ppmC1 n-hexan trong không khí "không"

Sự thay đổi trong những lần đọc được biểu diễn theo CH4 phải nhỏ hơn 5%

7.5.4 Xác định VOCs

7.5.4.1 Khái quát

Đối với giới hạn của hợp chất hữu cơ bay hơi, thì tổng của cacbua hidro không cháy phải được xác định và lượng của các thành phần metan (CH4), etan (C2H6) phải được trừ đi Việc này được thực hiện bằng sử dụng một máy sắc kí khí hoặc một máy sắc kí khí có detector ion hóa ngọn lửa

Có hai kiểu máy: Máy phân tích "trực tiếp" và máy phân tích "trừ lùi"

7.5.4.2 Máy phân tích trực tiếp

Loại này gồm một máy sắc kí khí tự động có detector FID Mẫu được tách thành hai phần: không khí

và tổng của metan và etan Cột khí sau đó được phun trở lại tạo thành phần thứ ba bao gồm tất cả VOCs vì metan, etan và VOCs được tách ra khỏi không khí, nên không xảy ra hiệu ứng tăng cường

do oxi Hai cột khí này có thể được sử dụng với sự ngắt dòng phù hợp để tăng cường sự tách và tăng tốc độ phân tích Kiểu máy này được đề nghị sử dụng khi cần đo UHCs và VOCs

7.5.4.3 Máy phân tích kiểu ”trừ lùi”

Nếu nhưphương pháp đã trình bày ở mục 7.5.4.2 không sẵn có thì có thể sử dụng phương pháp sau đây Phương pháp này dùng hai hệ thống đồng thời: một máy sắc kí để xác định lượng tỉ lệ của metan và etan có trong mẫu và một sắc kí khí có FID để xác định tổng của cacbua hidro không cháy VOCs thu được bằng cách trừ đi lượng metan và etan từ lượng UHCs

7.6 Đặc tính kỹ thuật đối với các máy phân tích amoniac

Trong những trường hợp khi mà amoniac (NH3) có trong khí thải, ví dụ nhưkhí amoniac được sử dụng trong các bộ phận SCR, khi đó cần phải đo amoniac

7.6.1 Kỹ thuật đo

Phép đo amoniac dựa vào sự vận hành khác nhau của hai kiểu lò chuyển hoá NO2 thành NO được

sử dụng kết hợp với thiết bị huỳnh quang hóa học nhưmô tả trong 7.2 Vì các vật liệu của chúng khác nhau, thép không rỉ và thép cacbon, hai kiểu lò chuyển hoá phản ứng không nhưnhau với các thành phần NO2 và NH3 trong khí thải

Các lò chuyển hoá bằng thép không rỉ thường hoạt động ở gần 700oC ở nhiệt độ đó NH3 bị oxi hóa hoàn toàn thành NO theo phản ứng sau

4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O (1)Lưu ý rằng phép đo này tạo ra những kết quả của NOx không chính xác

Các lò chuyển hoá bằng thép cacbon hoạt động ở 300 C là nhiệt độ mà ở đó NH3 không bị oxi hóa

Sự chuyển hoá từ NO2 thành NO xảy ra theo phản ứng sau

Sơ đồ cho hai lò chuyển hoá được sử dụng cùng với thiết bị huỳnh quang hóa học nêu ra ở hình 2 Tuỳ theo sự lựa chọn, hai lò chuyển hoá và máy phân tích huỳnh quang hóa học có thể được sử dụng

7.6.2 Hoạt động

Sự vận hành khác nhau của hai lò chuyển hoá khác nhau được dùng để xác định hàm lượng NH3 của khí thải Xem hình 2 Sự hoạt động và các đặc tính kỹ thuật của hai lò chuyển hoá và thiết bị huỳnh quang hóa học phải giống nhưđã được trình bày ở 7.2.2 Các lò chuyển hoá phải được thiết kế

và hoạt động để oxi hóa NH3 và khử NO2 trong mẫu thành NO

Hình 2 - Sơ đồ của một hệ thống chuyển hoá để đo NOx / NH3

7.6.3 Hiệu chỉnh hiệu suất của lò chuyển hoá

Giá trị hiệu suất sẽ được dùng để hiệu chỉnh việc đọc khi các giá trị đo được gần với các giới hạn yêu cầu Hiệu suất của lò chuyển hoá được biểu diễn là

hoặc

7.7 Đặc tính kỹ thuật của máy phân tích oxi

7.7.1 Kỹ thuật đo

Việc đo oxi sẽ được thực hiện theo nguyên lý thuận từ

Các phân tử oxi, nhờ có tính chất thuận từ mà chúng bị hút trong một từ trường không đồng nhất theo hướng của cường độ trường mạnh hơn

Nếu nhưhai khí có hàm lượng O2 khác nhau cùng được dẫn vào một từ trường, thì một sự chênh áp được sinh ra giữa chúng