1．原理

抽取一定体积烟气通过已知质量的捕尘装置，根据捕尘装置采样前后的质量差和采样体积，计算烟尘浓度。测定烟尘浓度必须采用等速采样法，即采样速度(烟气进入采样嘴的流速)应与采样点烟气流速相等。采样速度大于或小于采样点烟气流速都将造成测定误差。图3-49示意出不同采样速度下烟尘运动情况。当采样速度(V_n)大于采样点烟气流速(V_s)时，由于气体分子的惯性小，容易改变方向，而烟尘惯性大，不容易改变方向，所以采样嘴边缘以外的部分气流被抽入采样嘴，而其中的烟尘按原方向前进，不进入采样嘴，从而导致测定结果偏低；当采样速度(V_n)小于采样点烟气流速(Vs)时，情况正好相反，测定结果偏高；只有V_n＝V_s时，气体和烟尘才会按照它们在采样点的实际比例进入采样嘴，采集的烟气样品中烟尘浓度才与烟气的实际烟尘浓度相同。

图3-49不同采样速度下烟尘运动情况

2．采样类型

分为移动采样、定点采样和间断采样。移动采样是用二个捕集器在已确定的采样点上移动采样，各点采样时间相同，计算出断面上烟尘的平均浓度。定点采样是在每个采样点上采一个样，求出断面上烟尘的平均浓度，并可了解断面上烟尘浓度变化情况。间断采样适用于有周期性变化的排放源，即根据工况变化情况，分时段采样，求出时间加权平均浓度。

3．等速采样法

(1)预测流速(或普通采样管)法：该方法在采样前先测出采样点烟气的温度、压力、含湿量，计算出流速，再结合采样嘴直径计算出等速采样条件下各采样点的采样流量。采样时，通过调节流量调节阀，按照计算出的流量采样。在流量计前装有冷凝器和千燥器的等速采样流量按下式计算：

式中：q'_v,r—等速采样所用转子流量计的指示流量，L/min;

d—采样嘴内径，mm;

V_s—采样点烟气流速，m/s ;

P_a—大气压，Pa;

P_r—转子流量计前烟气的表压，Pa;

P_s—烟气静压，Pa;

t_s—烟气温度，℃；

t_r—转子流量计前烟气温度，℃；

M_d—干烟气分子的摩尔质量，kg/kmol;

X_w—烟气含湿量(体积分数)。

由于预测流速法测定烟气流速与采样不是同时进行的，故仅适用于烟气流速比较稳定的污染源。

预测流速法烟尘采样装置如图3-50所示。常见的滤筒采样管有超细玻璃纤维滤筒采样管和刚玉滤筒采样管。它们由采样嘴、滤筒夹及滤筒、连接管组成，见图3 -51及图3-52。采样嘴的形状应以不扰动气口内外气流为原则，为此，其入口角度不应大于45^o，嘴边缘的壁厚不超过0.2 mm，与采样管连接的一端内径应与连接管内径相同。超细玻璃纤维滤筒适用于500℃以下的烟气。刚玉滤筒由刚玉砂等烧结制成，适用于1000℃以下的烟气。这两种滤筒对0.5 um以上的烟尘捕集效率都在99.9％以上。

(2)皮托管平行测速采样法：该方法将采样管、S形皮托管和热电偶温度计固定在一起插入同一采样点，根据预先测得烟气的静压、含湿量和当时测得的动压、温度等参数，结合选用的采样嘴直径，由编有程序的计算器即时算出等速采样流量，迅速调节转子流量计至所要求的读数。此法与预测流速法不同之处在于测定流量和采样几乎同时进行，适用于工况易发生变化的烟气。

图3-50预测流速法烟尘采样装置

1、2.滤筒采样管；3.冷凝器；4.温度计；5.干燥器；6.压力计；7.转子流量计；8.抽气泵

图3-51超细玻璃纤维滤筒采样管

1.采样嘴；2.滤筒夹；3.超细玻璃纤维滤筒；4.连接管

图3-52刚玉滤筒采样管

1.采样嘴;2.密封垫；3.刚玉滤筒；4.耐温弹簧;5.连接管

(3)动压平衡型等速管采样法：该方法利用装置在等速采样管中的孔板在采样抽气时产生的压差与等速采样管平行放置的s形皮托管所测出的烟气动压相等来实现等速采样。当工况发生变化时，通过双联斜管式微压计的指示，可及时调整采样流量，随时保持等速采样条件。其采样装置如图3-53所示。在采样装置中，如装上累积流量计，可直接读出采样总体积。此外，还有静压平衡型等速管采样法等。

4.烟尘浓度计算

(1)计算出采样滤筒采样前后质量之差m(烟尘质量)。

图3-53动压平衡型等速管采样法采样装置

1. S形皮托管；2.等速采样管；3.双联斜管式微压计；4.冷凝管；5.干燥器；6.温度表；7.压力计；8.转子流量计；9抽气泵

(2)计算出标准状况下的采样体积：在采样装置的流量计前装有冷凝器和干燥器的情况下，干烟气的采样体积按下式计算：

式中：V_nd—标准状况下干烟气的采样体积，L；

q'_v—采样流量，L/min ;

M_d—干烟气气体分子的摩尔质量，kg/kmol;

t_r—转子流量计前气体温度，℃；

t—采样时间，min。

当干烟气气体分子的摩尔质量近似等于空气的平均摩尔质量时，Vnd计算式可简化为：

(3)烟尘浓度计算：根据采样类型不同，用不同的公式计算。

移动采样时：

式中：P—烟气中烟尘质量浓度，mg/m³ ;

m—测得烟尘质量，g；

V_nd—标准状况下干烟气的采样体积，L。

定点采样时：

式中：—烟气中烟尘平均质量浓度，mg/m³ ;

V₁、V₂、…、V_n—各采样点烟气流速，m/s ;

p₁、p₂、…、p_n—各采样点烟气中烟尘质量浓度，mg/m³ ;

A₁、A₂、…、A_n—各采样点所代表的断面面积，m²。

(六)烟尘(或气态污染物)排放速率的计算

排放速率(kg/h)=P·q_v,nd·10^-6 (3-51)

式中：P—烟尘(或气态污染物)的质量浓度，mg/m³ ;

q_v,nd—标准状况下干烟气流量，m³/h。