background image

Kontrola emisji zanieczyszczeń                                                                                            ćwiczenie laboratoryjne nr 4 
 

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery                       dr inż. Maria Mazur                            Wrocław, 2012/2013 
 

 
 
 

4.  GAWIMETRYCZNY POMIAR STĘŻENIA PYŁU W GAZACH ODLOTOWYCH – 

PROJEKTOWANIE POMIARU 

 

 
 

4.1.   CEL ĆWICZENIA 

 

Celem  ćwiczenia  jest  nabycie  umiejętności  korzystania  z  norm  dotyczących  grawimetrycznego 
pomiaru  stężenia  pyłu  do  zaprojektowania  pomiaru  stężenia  pyłu  w  gazach  emitowanych  do 
atmosfery.  

 

4.2.  OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA POMIARU STĘŻENIA PYŁU METODĄ 

GRAWIMETRYCZNĄ  

 

W procedurze projektowania pomiaru należy zachować podaną poniżej sekwencyjność działań: 

 

charakterystyka badanego obiektu (źródło unosu pyłu, rodzaj zastosowanych urządzeń 

odpylających), 

 

ocena geometrii przekroju pomiarowego (wymiary przekroju poprzecznego kanału 

przepływowego, długości odcinków prostych przed i za przekrojem pomiarowym) i 
ustalenie punktów pomiarowych w badanym przekroju przepływowym gazu, 

 

identyfikacja parametrów gazu w przekroju pomiarowym (skład chemiczny gazu, ciśnienie 

absolutne i temperatura, profil prędkości), 

 

konfiguracja toru aspiracyjnego pyłomierza (sonda, separator pyłu, układ do pomiaru 

stopnia zawilżenia gazu, przepływomierz (zwykle zwężkowy), regulator przepływu, 
urządzenie aspiracyjne), 

 

ustalenie wymaganego czasu aspiracji w zależności od przewidywanego stężenia pyłu w 

kanale przepływowym oraz zastosowanego separatora pyłu, 

 

dobór średnicy końcówki aspiracyjnej, 

  ustalenie parametrów metrologicznych pyłomierza (takich jak np. współczynnik 

kalibracyjny sondy, współczynnik kalibracyjny zwężki pomiarowej) oraz obliczenie 
wartości ciśnienia różnicowego na zwężce zapewniającego izokinetyczną aspirację gazu.  
 

4.3.  KOMENTARZ DO ĆWICZENIA 
 

Zadanym  w  ćwiczeniu  źródłem  unosu  pyłu  są  kotły  energetyczne  wyposażone  w  instalacje 
odpylające. Emisję pyłu można wyznaczyć jako funkcję unosu pyłu i skuteczności odpylania gazu 

                                                                       

100

-

100

  

U

E

C

                                                                          

(1) 

gdzie:  E   – strumień masy pyłu emitowanego do atmosfery, kg/h 

  – strumień masy pyłu unoszonego ze źródła, kg/h 

C 

 –

 

skuteczność odpylania (sprawność instalacji odpylającej), % 

Zgodnie z definicją stężenia pyłu, strumień masy pyłu opisuje ogólna zależność  

                                                                

v

6

q

 

3600

 

S

10

M

                                                      (2) 

gdzie:  M   – strumień masy pyłu (unos lub emisja), kg/h 

S    – stężenie pyłu, mg/m

3

 

q

v 

  –  strumień objętości gazu, m

3

/s 

   –  parametry odniesienia opisujące stan gazu (temperatura, ciśnienie absolutne, skład 

chemiczny gazu). 

background image

Kontrola emisji zanieczyszczeń                                                                                            ćwiczenie laboratoryjne nr 4 
 

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery                       dr inż. Maria Mazur                            Wrocław, 2012/2013 
 

 

Ze skojarzenia równania (1) i (2) i przy założeniu, że strumień objętości gazu przed i za instalacją 
odpylającą jest taki sam, dla znanego stężenia pyłu w gazie przed instalacją odpylającą oszacować 
można stężenie pyłu w gazie za instalacją odpylającą.  Jest to dostatecznie dobre przybliżenie dla 
doboru separatora pyłu w pyłomierzu i oszacowania minimalnego czasu poboru próbki gazu 



min 

                                                                                   

va

min

min

q

 

S

m

                                                                      

(3)

     

 

gdzie:  



min

   – minimalny czas aspiracji, s 

m

min

 – minimalna masa pobranej próbki pyłu, mg   

                                                         

m

min

 > 0,3 % m

F

  

m

F

 – masa separatora pyłu (przykładowe masy separatorów pyłu – prezentacja wykładu) 

 S – oszacowane stężenie pyłu w badanym kanale przepływowym, mg/m

q

va 

  –  strumień objętości gazu aspirowanego do pyłomierza, m

3

/s 

Strumień  objętości  aspirowanego  gazu  określa  się  z  charakterystyki  agregatu  zasysającego  biorąc 
pod  uwagę  lokalizację  przekroju  pomiarowego  (przed  lub  za  wentylatorem  wyciągowym)  oraz 
przyjętą  metodę  filtracji  (wewnętrzna,  zewnętrzna).  Przykładowa  charakterystyka  podana  jest  w 
prezentacji wykładu. 
Założony  strumień  objętości  aspirowanego  q

va

  gazu  determinuje  także  dobór  średnicy  końcówki 

aspiracyjnej sondy d

a

 w zależności od maksymalnej wartości prędkości w kanale przepływowym 

                                                                       

max

va

a

v

 

q

 

4

d

                                                                                     

(4) 

Wartość  ciśnienia  różnicowego  gazu  w  zwężce  wymaganego  dla  zachowania  izokinetycznej 
aspiracji oblicza się z ogólnej zależności:  

                                                        

P

X

1

X

1

K

K

4

d

 

P

2

v

v

2

v

2

2

a

v







                                        (5) 

gdzie:  

P

v

 – ciśnienie różnicowe gazu w zwężce, Pa 

P –  średnie ciśnienie spiętrzenia gazu w kanale przepływowym, Pa   

 d

a

  –  średnica końcówki aspiracyjnej, m 

 K   –  współczynnik kalibracyjny sondy 
 K

v

 –  współczynnik kalibracyjny zwężki pomiarowej 

 

   –  gęstość gazu w kanale przepływowym, kg/m

 

v

 –  gęstość gazu w zwężce, kg/m

3

 

 X  –  stopień zawilżenia gazu w kanale przepływowym, kg/kg  
 X

v

 –  stopień zawilżenia gazu w zwężce, kg/kg  

Poniżej wyspecyfikowano informacje, które będą podane w tzw. karcie obiektu:  

Obiekt nr ….: kocioł rusztowy/pyłowy  
Paliwo: węgiel kamienny/węgiel brunatny 
Instalacja odpylająca – bateria cyklonów o sprawności ….. % / elektrofiltr o sprawności …. % 
Przewidywane stężenie pyłu w unosie: ……. mg/m3 
Miejsce pomiaru: przed/za wentylatorem wyciągowym 
Wymiary przekroju pomiarowego: a x b = …… x ….. m 
Maksymalna prędkość gazu w przekroju pomiarowym: v

max

 = ….. m/s 

Średnia prędkość gazu w przekroju pomiarowym: v

śr

 = ….. m/s 

Przewidywany stopień zawilżenia gazu w kanale przepływowym: X = ….. kg/kg 
Gęstość gazu w kanale przepływowym: 

 = ….  kg/m3 

Przewidywana gęstość gazu w zwężce pomiarowej: 

v

 = ….. kg/m3 

 

background image

Kontrola emisji zanieczyszczeń                                                                                            ćwiczenie laboratoryjne nr 4 
 

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery                       dr inż. Maria Mazur                            Wrocław, 2012/2013 
 

4.4.  ZAKRES ĆWICZENIA 
 

W oparciu o wydane indywidualnie karty obiektu:  

  określić wymagane długości prostych odcinków kanału przed i za przekrojem pomiarowym 

(pkt. 4.1  w PN-Z-04030-7)  

  określić  wymaganą  ilość  punktów  pomiarowych  i  ich  lokalizację  (schemat)  w  przekroju 

pomiarowym  (Załącznik nr 2  w PN-Z-04030-7) 

 

obliczyć przewidywane stężenie emisyjne pyłu 

 

skonfigurować tor aspiracyjny pyłomierza grawimetrycznego, zidentyfikować współczynniki 
kalibracyjne:  sondy K, zwężki K

v

    

 

określić minimalny czas aspiracji  

 

dobrać średnicę końcówki aspiracyjnej  

 

obliczyć ciśnienie różnicowe gazu w zwężce zapewniające izokinetyczną aspirację 

 
4.5.  ZAKRES SPRAWOZDANIA 

 

  nazwa laboratorium 

 

nazwa ćwiczenia 

 

imię i NAZWISKO studenta 

  charakterystyka obiektu  

  schemat  toru  aspiracyjnego  pyłomierza  z  krótkim  uzasadnieniem  wyboru  elementów  układu 

pomiarowego realizujących:  pobór próbki  gazu w warunkach izokinetycznych, separację pyłu, 
pomiar stopnia zawilżenia gazu  

 

wyniki obliczeń  

 
 
Literatura uzupełniająca 

[1]  Mazur.  M.:  Kontrola  emisji  zanieczyszczeń,  prezentacja  wykładu  w  wersji  elektronicznej 
Wrocław, 2012/2013: rozdz. 3 Okresowe pomiary stężenia pyłu,  

[2]  PN–Z-04030-7:1994:  Badania  zawartości  pyłu.  Pomiar  stężenia  i  strumienia  masy  pyłu  w 
gazach odlotowych metodą grawimetryczną 

[3] EN 13284-1:2002 (E): Emisja ze źródeł stacjonarnych - Określenie masowego stężenia pyłu w 
zakresie niskich wartości – Część 1: Metoda bezpośrednia grawimetryczna
 

 

 

Wrocław, 10.11.2012