TIÊu chuẩn quốc gia tcvn 5977 : 2009 iso 9096 : 2003

Lấy một mẫu trắng sau mỗi loạt đo hoặc ít nhất một lần một ngày, theo quy trình lấy mẫu mô tả trong 7.3.5 mà không khởi động thiết bị hút, và giữ mũi lấy mẫu trong ống dẫn khí trong 15 min ở góc 180 so với hướng của dòng khí. Điều này dẫn đến sự đánh giá kết quả phân tán cho toàn bộ quy trình vì người vận hành thực hiện đối với nồng độ bụi gần bằng không (zero), nghĩa là vì nhiễm bẩn cái lọc và dung dịch rửa trong quá trình lưu giữ tại hiện trường, do vận chuyển, bảo quản tại phòng thí nghiệm và quá trình cân. Tất cả mẫu trắng cần phải được báo cáo riêng.

Giá trị mẫu trắng được báo cáo theo miligam trên mét khối, được tính theo trung bình thời gian lấy mẫu ghi được trong quá trình đo tại hiện trường.

7.3.5. Quy trình lấy mẫu

Cần phải làm theo các bước sau đây khi tiến hành lấy mẫu.

a) lắp nối dụng cụ lấy mẫu, kiểm tra độ kín bằng cách bịt kín mũi lấy mẫu và khởi động. Đo tốc độ dòng khí rò rỉ ví dụ bằng dụng cụ đo sự biến thiên áp suất sau khi tạo ra chân không của dãy lấy mẫu ở áp suất lấy mẫu cực đại, phải dưới 2 % của tốc độ dòng thông thường. Trong quá trình lấy mẫu, giám sát sự rò rỉ thông qua đo liên tục nồng độ của thành phần khí liên quan (CO₂, O₂, v.v) cả vừa trực tiếp trong ống dẫn khí và cả phía sau dãy lấy mẫu. Phát hiện ra sự khác nhau giữa nồng độ từng khí này cho biết là có sự rò rỉ trong các phần dụng cụ lấy mẫu đặt ngoài ống khói. Khi đó phải tìm ra chỗ rò rỉ và khắc phục.

b) làm nóng các phần liên quan của dãy lấy mẫu theo yêu cầu nhiệt độ của cái lọc đã chọn, ví dụ bằng nhiệt độ ống khói hoặc là nhiệt độ 160 C ± 5 C. Đưa dãy lấy mẫu vào trong ống dẫn khí cùng với mũi lấy mẫu, nếu có thể và hướng mũi lấy mẫu về phía cùng hướng của hướng dòng khí thải, tránh làm đầu tiếp xúc với các thành của ống dẫn;

Bịt kín chỗ hở của lỗ tiếp cận để giảm thiểu không khí thâm nhập hoặc người lấy mẫu bị tiếp xúc với khí độc.

c) quay đầu lấy mẫu cho đến khi đến khi mũi lấy mẫu hướng về phía trên (ngược hướng của dòng khí thải) khoảng ± 10, mở van, khởi động thiết bị hút và điều chỉnh tốc độ dòng để đạt được điều kiện lấy mẫu đẳng tốc trong khoảng  % ;

d) thời gian lấy mẫu ở mổi điểm đã chọn cần đồng nhất;

e) tổng thời gian lấy mẫu phải ít nhất là 30 min;

f) trong khi lấy mẫu, ít nhất cứ 5 min kiểm tra một lần và điều chỉnh tốc độ dòng để duy trì điều kiện lấy mẫu đẳng tốc trong khoảng ± % ;. Quan trắc liên tục hoặc cứ 5 min ghi lại áp suất động lực học đo được ở ống Pitot hoặc hệ thống đo thích hợp khác được lắp cố định hoặc gắn trên dụng cụ lấy mẫu (xem 8.3);

CHÚ THÍCH Thực hành tốt phòng thí nghiệm là cứ 5 min, dùng đồng hồ đo khí khô ghi lại nhiệt độ và áp suất khí và sử dụng kết quả này để tính thể tích mẫu lấy được cuối cùng.

g) không ngừng việc lấy mẫu mỗi khi di chuyển dãy lấy mẫu theo các điểm lấy mẫu, và phải ngay lập tức điều chỉnh tốc độ dòng để duy trì điều kiện đẳng tốc;

h) ghi lại thời gian lấy mẫu và thể tích mẫu đã lấy hoặc tốc độ dòng tại mỗi điểm lấy mẫu;

i) khi hoàn thành việc lấy mẫu ở tất cả các điểm lấy mẫu đã chọn của cùng một đường lấy mẫu, đóng van và thiết bị hút, lấy dãy lấy mẫu khỏi ống dẫn khí và đặt lại vào đường lấy mẫu tiếp theo;

Để đo dòng khí nồng độ thấp, nên chỉ dùng một cái lọc cho toàn bộ phép đo (lấy mẫu tích lũy).

Lượng bụi thu được trên cái lọc và lưu lượng khí đi qua cái lọc không được vượt quá chỉ dẫn của nhà sản xuất.

j) khi việc lấy mẫu đã hoàn toàn kết thúc ở mọi điểm lấy mẫu thì:

1) gỡ dãy lấy mẫu ra sau khi đã đóng van và đóng thiết bị hút;

2) kiểm tra sự rò rỉ của dụng cụ theo như 8.4 a) nếu không phát hiện sự rò rỉ trong quá trình lấy mẫu;

3) tháo rời dụng cụ lấy mẫu và kiểm tra bằng mắt cái lọc, giá đỡ cái lọc xem có dấu hiệu rách vỡ hoặc dấu viết gì không do áp suất hoặc độ ẩm (dụng cụ lấy mẫu đã vận hành dưới và quá gần với điểm sương). Nếu phát hiện thấy có dấu hiệu gì thì phép đo đã làm là không có giá trị. Cũng nên kiểm tra sự phân bố không đồng đều của bụi trên cái lọc.

k) đo và ghi lại áp suất khí áp;

l) đặt các phần cần được cân vào trong một bình chứa đậy kín và không nhiễm tĩnh điện để vận chuyển về phòng thí nghiệm để cân (xem Điều 7).

7.3.6. Thu hồi bụi đọng lại phía trước cái lọc

Xúc rửa tất cả các phần không cần phải cân mà đã có tiếp xúc với khí mẫu ở phía trước cái lọc để thu hồi bụi lắng.

Phải rất cẩn thận để tránh làm nhiễn bẩn mẫu nếu quy trình rửa được tiến hành tại hiện trường. Quá trình xúc rửa theo quy trình sau đây:

a) Xúc rửa mặt trong của mũi lấy mẫu, chỗ gấp khúc và phần trước của hộp chứa cái lọc một cách cẩn thận với nước vào trong một cái chai chứa. Không được để bụi từ ngoài rơi vào trong chai. Xúc rửa lại các bề mặt này với axeton và thu gom axeton vào cùng chai chứa.

b) Để xúc rửa ống hút (đầu lấy mẫ), bịt kín một đầu và đổ nước vừa phải vào để làm ướt và làm sạch bề mặt phía trong (1/3 đến 1/2 thể tích của ống hút) rồi bịt kín đầu còn lại. Quay ống hút theo trục dọc một vài lần. Rót nước vào trong bình chứa dùng để vận chuyển. Làm lại cùng quy trình với nước ở lần xúc rửa thứ hai, tiếp theo xúc rửa với axeton.

Không được làm sạch bề mặt bằng phương pháp cơ học để thu hồi bụi tích tụ phía trước cái lọc sau khi lấy mẫu. Tuy nhiên, cần thiết làm sạch và xúc rửa dụng cụ lấy mẫu bằng phương pháp cơ học trước mỗi loạt đo.

Mẫu trắng phải bao gồm một lần xúc rửa của một hệ thống lấy mẫu đã được làm sạch trước đó. Để có mẫu trắng xúc rửa thì xúc rửa theo quy trình đã nói ở trên đây, làm bay hơi và cân theo cùng quy trình như đối với xúc rửa mẫu.

7.4. Tính đúng của kết quả

7.4.1. Các thông số phụ thuộc vào nguồn tĩnh

Nếu việc đo khí thải được tiến hành ở một nơi không thích hợp, hoặc được thực hiện dưới điều kiện bị ảnh hưởng do sự hoạt động của nhà máy, thì tính đúng của mẫu có thể bị nghi ngờ và kết quả được là không chắc chắn. Trong những trường hợp như vậy, báo cáo thử nghiệm phải báo cáo rõ là phép đo không được tiến hành theo những quy định của tiêu chuẩn này.

Chi tiết về đăc tính của dòng khí tại địa điểm lấy mẫu và/hoặc về sự biến thiên của tốc độ dòng trong ống dẫn khí trong khi lấy mẫu cần đưa vào trong báo cáo kết quả đo cùng với các giải thích đầu đủ.

7.4.2. Kiểm tra sự rò rỉ

Có thể gây ra sai số đáng kể do bị rò rỉ trong dãy lấy mẫu, đặt biệt là các phần chịu điều kiện chân không.

Vì vậy, trước và sau mỗi lần đo, dãy lấy mẫu cần phải được kiểm tra rò rỉ bằng cách bịt đầu mũi lấy mẫu và khởi động thiết bị hút. Tốc độ dòng cao nhất bằng 2 % tốc độ dòng bình thường ở điều kiện chân không tối đa trong khi lấy mẫu, nếu không thì phép đo không có giá trị.

7.4.3. Tốc độ dòng đẳng tốc

Nếu tốc độ dòng thực tế đi qua mũi lấy mẫu sai khác ± 10 % so với tốc độ dòng đẳng tốc theo lý thuyết trong cả quá trình lấy mẫu, thì phép đo tốc độ dòng cần phải thực hiện lại.

Nếu tiêu chí này không đáp ứng được do sự biến động tốc độ dòng trong ống dẫn, xem 7.4.1.

7.4.4. Bụi đọng lại trên các phần không được cân phía trước cái lọc.

Khối lượng bụi đọng lại trên các phần không được cân phía trước cái lọc cần được bổ sung vào khối lượng bụi thu được trên cái lọc và từ các phần được cân.

Yêu cầu này có thể không cần quan tâm đến nếu cái lọc sử dụng trong ống khói không bị uốn cong giữa mũi lấy mẫu và cái lọc, miễn sao cái lọc được dùng trong điều kiện có khí thải không bão hòa, nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hóa sương của khí ống khói, và nếu đã tiến hành xác định tính đúng của phép thử ở điều kiện tương tự với quá trình đo mẫu để minh chứng rằng bụi đọng lại không quá 10 % giá trị giới hạn của giá trị trung bình ngày quy định cho quá trình đo.

7.4.5. Xác định tính đúng của việc thu thập mẫu

Loạt đo có giá trị đúng chỉ khi khối lượng bụi thu thập được trong quá trình lấy mẫu ít nhất là gấp 5 lần giá trị mẫu trắng.

Tóm tắt các yêu cầu của Điều 4 và Điều 5 của tiêu chuẩn này được nêu trong Bảng 3.

Bụi được phát thải ra nói chung là ổn định với nhiệt. Tuy nhiên, trong một số quá trình lấy mẫu khí này có chứa các hợp chất bán bay hơi hoặc không ổn định (nghĩa là dạng bụi ở nhiệt độ thấp, dạng khí ở nhiệt độ cao). Trường hợp như vậy, nồng độ bụi đo được tùy thuộc nhiệt độ lọc và/hoặc tùy thuộc vào nhiệt độ làm khô trước lần cân sau cùng.

Hiện tượng như vậy đã từng được báo cáo trong một số ngành công nghiệp, ví dụ:

- nhà máy nhiệt điện có lắp quy trình khử lưu huỳnh, vì xảy ra hydrat hóa;

- nhà máy nhiệt điện đốt dầu nặng hoặc chạy bằng động cơ điêzen, vì sự có mặt của khí SO₃ và/hoặc các hợp chất hữu cơ;

- lò nấu thủy tinh, vì sự có mặt của hợp chất bo bán bay hơi;

- đốt chất thải với quá trình xử lý khí ướt và khí bán khô.

Sự khác nhau trong nồng độ bụi đo được (lên đến hệ số 10) đã từng xẩy ra và vì thế trong những trường hợp như kết quả đo được cần phải kèm theo với nhiệt độ công bố (nhiệt độ cao nhất mà mẫu bụi đã lấy và duy trì trước khi cân). Do dự tính có sự thay đổi cực mạnh của tình trạng mẫu khí nên không thể ấn định một giá trị nhiệt độ quy ước có thể thích hợp cho mọi trường hợp.

Tuy nhiên, việc bẫy hoàn toàn các hợp chất hữu cơ bay hơi sẽ bắt buộc phải ở một nhiệt độ lọc rất thấp và quá trình lấy mẫu phải đặt biệt cẩn thận, nên kết quả thu được có thể tái lập hơn nếu các hợp chất này không được bẫy hoặc tiếp tục bị bay hơi thêm khi làm khô. Cho nên nhiệt độ quy ước 160 C để có thể tránh được việc bẫy hầu hết các hợp chất bay hơi và phân giải hầu hết các hydrat nói chung là thích hợp.

Theo điều quy ước này, các phần của dãy lấy mẫu cần được cân vì vậy phải là

a) ổn định ở 180 C trước khi lấy mẫu.

b) đặt nhiệt độ bằng hoặc nhỏ hơn 160 C trong quá trình lấy mẫu.

Dụng cụ để thu thập bụi	Giá trị
đường kính trong mũi lấy mẫu, d	> 4 mm
Diện tích mũi lấy mẫu: độ không đảm bảo đo	 10 %
Mũi lấy mẫu: chiều dài với đường kính trong không đổi	> 10 mm
Mũi lấy mẫu: biến thiên góc đường kính	< 30
Chỗ gấp khúc: bán kính của đường uốn	> 1,5 d
Chiều dài đoạn thẳng của mũi lấy mẫu trước chỗ uốn đầu tiên	> 30 mm
Đỉnh mũi lấy mẫu: khoảng cách đến các chỗ cản trở	> 50 mm
Hiệu suất của cái lọc (thử nghiệm sol khí 0,3 m)	> 99,5 %
Vật liệu của cái lọc (sự hấp thụ của các thành phần)	Không phản ứng và không hấp thụ
Bộ ngưng tụ, tháp sấy khí: độ ẩm còn lại của khí	< 10 g/m3
Độ không đảm bảo đo của đồng hồ đo thể tích khí	 2 %
Độ không đảm bảo đo của phép đo áp suất tuyệt đối	 1 %
Độ không đảm bảo đo của phép đo nhiệt độ tuyệt đối	 1 %
Sự sắp xếp theo đường thẳng của mũi lấy mẫu	 10 %
Tiêu chí đẳng tốc (độ không đảm bảo đo của phép đo trung bình)	 %
Phép thử rò rỉ	< 2 %
Khoảng chia của thang cân (mg)	0,01 mg đến 0,1 mg
Độ không đảm bảo đo của phép cân	< 5 % giá trị giới hạn LVa ấn định cho quá trình cân (xem 7.4.4)
Khoảng thời gian giữ nhiệt của đầu lấy mẫu - buồng lọc được làm nóng	> 8 h
Giá trị mẫu trắng	< 10 % giá trị giới hạn LVa ấn định cho quá trình lấy mẫu hoặc 2 mg/m3 một khi mẫu trắng có giá trị nhỏ hơn
Độ không đảm bảo đo của phép đo thời gian lấy mẫu	 5 s
Độ không đảm bảo đo của phép đo tuyến tính (đường kính ống dẫn khí) (đường kính mũi lấy mẫu)	 1 %  2 mm hoặc  5 % một khi lớn hơn
Địa điểm lấy mẫu
Góc dòng khí	< 15
Dòng khí âm	không có
Chênh lệch áp suất (ống Pitot)	> 5 Pa
Tỷ số giữa tốc độ dòng khí cực đại và cực tiểu	3:1
Chiều dài đoạn thẳng trước mặt phẳng lấy mẫu	> 5 đường kính thước thủy lực (khuyến nghị)
Chiều dài đoạn thẳng sau mặt phẳng lấy mẫu	> 2 đường kính thước thủy lực (khuyến nghị)
Chiều dài đoạn thẳng trước cửa phát thải khí	> 5 đường kính thước thủy lực (khuyến nghị)
Số lượng các điểm lấy mẫu	Xem Bảng 1 và 2
Dụng cụ dùng đo đặc tính khí ống khói
Nhiệt độ tuyệt đối	 1 %
Mật độ khí ống khói	 0,05 kg/m3
LV = giá trị giới hạn

Trong mọi trường hợp:

- phần được cân cần phải ổn định trước khi lấy mẫu (7.2.1) ở nhiệt độ ít nhất là 20 C cao hơn nhiệt độ cực đại đạt đến quá trình lấy mẫu và xử lý sau lấy mẫu;

- nhiệt độ trong khi lấy mẫu và trong khi ổn định trước khi cân phải được nêu ra trong báo cáo thử nghiệm.

Công việc thực nghiệm đã cho thấy rằng bụi đọng lại trước cái lọc không thể bỏ qua khi lấy mẫu nồng độ bụi. Thực nghiệm cũng đã cho thấy rằng sai số đáng kể có thể tham gia vào phép đo nếu các vật chất lắng đọng này không được thu hồi cẩn thận.

Bụi đọng lại tùy thuộc vào dụng cụ lấy mẫu đặc tính của bụi được lấy mẫu. Vì vậy, tất cả các phần không được cân trong dãy lấy mẫu phải được kiểm tra sự tích tụ bụi và nếu có bụi tích tụ thì phải thu gom lại.

Các bụi lắng có thể thu gom lại bằng cách dùng quy trình xúc rửa nêu trong 7.3.6 sau mỗi loạt phép đo, hoặc ít nhất là sau từng loạt phép đo trên cùng một mặt phẳng lấy mẫu và ít nhất một lần một ngày. Nếu thu gom bụi đọng vào lúc kết thúc một loạt phép đo, thì khối lượng bụi thu thập lúc đó được quy cho là các phép đo riêng lẻ theo tỷ lệ với khối lượng bụi đã thu thập trên từng cái lọc.

Công việc thực nghiệm đã cho thấy rằng tính không ổn định khi cân có liên quan không chỉ với tính năng của cân mà còn liên quan đến cả quá trình cân. Vì vậy, trước khi thực hiện phép cân, người cân phải thiết lập ra và kiểm tra tính đúng của quy trình cân của mình, kể cả dụng cụ lấy mẫu và cái lọc được sử dụng.

Cân lặp lại với cùng phần được cân, làm trong thời gian một vài tuần với các điều kiện thay đổi, ví dụ ở nhiệt độ, độ ẩm bên ngoài, v.v.. sẽ cho được sự đánh giá độ chính xác thực của quá trình cân, kể cả độ không đảm bảo đo liên quan với cái lọc chất lượng kém, thời gian cân bằng, v.v…

Các kết quả nên được sử dụng như là giá trị mẫu trắng ước lượng thứ nhất, và có thể cho được phép tính toán thể tích khí cần được lấy mẫu nhằm thu được các dữ liệu có ý nghĩa, kể cả dãy nồng độ bụi dự đoán.

Để tiến hành lấy mẫu đẳng tốc, tốc độ dòng của hệ thống lấy mẫu cần được tính toán sao cho lưu lượng của mẫu khí đi vào mũi lấy mẫu, v_n, bằng tốc độ dòng khí ống khói tại điểm mẫu, v_s, hoặc

Tốc độ dòng tại mũi lấy mẫu, q_v, thể hiện theo điều kiện thực tế tại mũi lấy mẫu là:

Theo phương trình (5), lấy mẫu đẳng tốc được tiến hành khi:

Vì tốc độ dòng lấy mẫu được đo dưới những điều kiện (nhiệt độ, áp suất, hàm lượng ẩm) khác biệt với điều kiện thực của khí thải trong ống dẫn, nên q_v phải được hiệu chỉnh như sau:

Trong đó:

So sánh kết quả đã tính của q_v với q_V.a thu được trong quá trình đo để xác định rằng chúng thỏa mãn trong khoảng ± 10 %, là tiêu chí lấy mẫu đẳng tốc của tiêu chuẩn này.

Với từng phép thử, cần tính:

a) thể tích mẫu đã lấy, V, quy định theo khí khô hay khí ướt và theo điều kiện chuẩn;

b) tổng khối lượng bụi đã thu thập (m) trên cái lọc và trước cái lọc thu được từ xúc rửa;

c) nồng độ bụi, c

(12)

Cần thiết thể hiện nồng độ bụi tương quan với một hàm lượng O₂ chuẩn để hiệu chỉnh hiệu ứng pha loãng và/hoặc độ ẩm.

Có thể thu được sự tương quan này bằng cách nhân với các hệ số hiệu chỉnh oxy và cacbon dioxyt và (9.2.2 và 9.2.3 tương ứng)

9.2.2. Hệ số hiệu chỉnh của oxy

(13)

Trong đó

21 phần trăm thể tích của O₂ trong không khí;

Trong đó

Do thành phần khí thải biến động theo thời gian, nên không có thể xác định độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp này theo tiêu chuẩn TCVN 6910 (ISO 5725) (tất cả các phần) Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo.

Tuy vậy, nếu một đội đo thực hiện các phép lấy mẫu song song liên tiếp cùng với hai hệ thống lấy mẫu như nhau, một quy trình như vậy cho phép so sánh thống kê giữa cặp giá trị x₁ và x₂ để tính .

Độ lệch chuẩn, s, của cặp giá trị là:

Trong đó n là số cặp mẫu x₁ và x₂.

Độ lệch chuẩn có thể được sử dụng để tính:

a) độ không đảm bảo đo trong phòng thí nghiệm u (hoặc khoảng tin cậy của phép đo trong phòng thí nghiệm) liên quan đến một phép đo đơn lẻ do đội đo thực hiện:

u = t_0,95:n-1.s

trong đó: t_0,95:n-1 hệ số Student với độ tin cậy là 95 % và bậc tự do n -1.

b) Độ lặp lại, r, theo TCVN 6910 (ISO 5725) (tất cả các phần), nghĩa là sai lệch tối đa giữa 2 phép đo do cùng một đội đo thực hiện, cho độ tin cậy là 95 %

(16)

Những dữ liệu này cần phải được xem xét như là công cụ để thiết lập phép đo trong khuôn khổ đảm bảo chất lượng.

Khi số liệu do một vài đội đo độc lập cùng nhau thực hiện phép đo cung cấp, có thể tiến hành các tính toán tương tự và tính toán:

c) độ không đảm bảo đo ngoài phòng thí nghiệm liên quan đến phép đo riêng lẻ do đội đo thực hiện theo yêu cầu của tiêu chuẩn này. Độ không đảm bảo đo này được tính đến khi so sánh giá trị đo được với giá trị giới hạn của khí thải.

d) độ tái lập [theo TCVN 6910 (ISO 5725) (tất cả các phần)], R, nghĩa là sai khác lớn nhất có thể kỳ vọng được, với độ tin cậy 95 %, giữa hai phép đo do các đội đo khác nhau thực hiện theo yêu cầu của tiêu chuẩn này ở điều kiện hoạt động của nhà máy.

Khi thực hiện phép đo với nồng độ khí thấp, giới hạn phát hiện có thể được tính:

e) bằng các phép đo song song và tính toán độ không đảm bảo đo;

f) bằng các phép đo liên tiếp tại nồng độ gần bằng “không” (zero). Giới hạn phát hiện được giả định là gấp ba lần độ lệch chuẩn.