Điều chỉnh và phép thử chức năng

AMS lắp đặt vĩnh viễn phải được điều chỉnh theo 8.3.2.1 ít nhất một lần trong giai đoạn tự vận hành.

Thời gian đáp ứng của AMS phải được kiểm tra theo B.2 ít nhất một lần mỗi năm.

Độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm “không” phải được kiểm tra theo B.3 ít nhất mỗi năm một lần.

Độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm hiệu chuẩn khoảng đo phải được kiểm tra theo B.4 ít nhất mỗi năm một lần.

Độ tuyến tính của AMS phải được kiểm tra theo B.5 ít nhất mỗi năm một lần.

Cản trở phải được kiểm tra theo B.6 ít nhất mỗi năm một lần.

Hiệu suất bộ chuyển đổi phải được kiểm tra theo B.7 ít nhất một lần trong mỗi loạt đo.

Hệ thống lấy mẫu của AMS phải được kiểm tra theo B.8 ít nhất một lần mỗi trong mỗi loạt đo.

Cái lọc bụi phải được kiểm tra ít nhất một lần trong mỗi loạt đo và phải được thay thế nếu cần. Khi thay cái lọc, hộp lọc phải được làm sạch.

Trôi về điểm hiệu chuẩn khoảng đo và điểm “không” phải được kiểm tra theo B.9 ít nhất một lần trong giai đoạn tự vận hành. Kiểm tra thủ công là cần thiết đối với AMS có bộ kiểm tra điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo tự động bên trong.

Bảo dưỡng định kỳ máy phân tích phải được thực hiện một lần trong giai đoạn tự vận hành.

AMS lắp đặt vĩnh viễn để quan trắc liên tục phải được hiệu chuẩn và công nhận bằng cách so sánh với phương pháp đo độc lập. Thẩm định phải bao gồm cả xác định độ không đảm bảo của các giá trị đo thu được từ AMS đã hiệu chuẩn.

CHÚ THÍCH 1: Phương pháp sắc ký khí thủ công để xác định metan quy định trong ISO 25139^[3] có thể được dùng làm phương pháp đo độc lập.

AMS phải được điều chỉnh và thử chức năng theo 8.4.2 trước mỗi đợt hiệu chuẩn và thẩm định.

Hiệu chuẩn và thẩm định AMS phải được thực hiện tại các khoảng thời gian thông thường và sau sửa chữa máy phân tích theo các tiêu chuẩn quốc gia phù hợp.

Độ không đảm bảo đo thu được từ AMS lắp đặt vĩnh viễn dùng để quan trắc liên tục phải được xác định bằng phép đo so sánh dùng phương pháp đo độc lập như là một phần của hiệu chuẩn và thẩm định AMS. Việc này đảm bảo rằng độ không đảm bảo đo là đại diện cho khả năng áp dụng tại nhà máy cụ thể.

CHÚ THÍCH 2: Xác định độ không đảm bảo đo của các giá trị thu được từ AMS lắp đặt vĩnh viễn để quan trắc liên tục dựa trên việc so sánh với phương pháp đo độc lập được mô tả trong, ví dụ ISO 20998 và EN 14181^[5].

Độ không đảm bảo của các giá trị đo phải đáp ứng tiêu chí về độ không đảm bảo quy định cho mục đích của phép đo.

Báo cáo thử nghiệm phải theo các quy định của quốc gia hoặc quốc tế. Nếu không có quy định nào khác, báo cáo thử nghiệm ít nhất cần phải có các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Mô tả mục đích phép đo;

c) Nguyên tắc lấy mẫu khí;

d) Thông tin về máy phân tích và mô tả ống lấy mẫu và hệ thống ổn định mẫu;

e) Xác định máy phân tích đã dùng, và các đặc tính tính năng của máy phân tích như nêu trong Bảng 1;

f) Dải vận hành;

g) Chi tiết chất lượng và nồng độ khí khoảng đo được sử dụng;

h) Mô tả nhà máy và quá trình;

i) Xác định mặt phẳng lấy mẫu;

j) Các biện pháp tiến hành để lấy mẫu đại diện;

k) Mô tả địa điểm của điểm lấy mẫu trong mặt phẳng lấy mẫu;

l) Mô tả điều kiện vận hành của quá trình của nhà máy;

m) Những thay đổi khi vận hành nhà máy trong quá trình lấy mẫu;

n) Thời gian và khoảng thời gian lấy mẫu;

o) Khoảng thời gian phù hợp theo trung bình thời gian;

p) Các giá trị được đo;

q) Độ không đảm bảo đo;

r) Kết quả của mọi cuộc kiểm tra;

s) Mọi sai khác so với các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH: Các yêu cầu đối với báo cáo thử nghiệm được quy định, ví dụ trong EN 15267-3^[7] về kết quả thử nghiệm tính năng, trong EN 15259^[6] về kết quả quan trắc gián đoạn, và trong EN 14181^[5] về kết quả quan trắc liên tục.

(Tham khảo)

KHÍ VẬN HÀNH

A.1. Khái quát

Một số khí vận hành được yêu cầu khi sử dụng tiêu chuẩn này.

Không khí đốt phải gồm khí tổng hợp (không chứa hydrocacbon) hoặc không khí đã làm tinh khiết. Phần thể tích hydrocacbon không được quá 2,0 % giới hạn trên của dải đo sử dụng trong toàn bộ quá trình vận hành.

Khí nhiên liệu cho FID thường chứa hydro. Nếu nhà sản xuất FID yêu cầu, khí nhiên liệu có thể là hỗn hợp heli-hydro hoặc hỗn hợp nitơ-hydro.

Độ tinh khiết khí nhiên liệu phải đạt ít nhất 99,99 %.

Vì các lý do an toàn, đường ống khí nhiên liệu phải làm bằng kim loại.

Khí “không” phải bao gồm khí tổng hợp không chứa hydrocacbon. Phần thể tích hydrocacbon không được vượt quá 1,0 % giới hạn trên của dải đo được sử dụng.

CHÚ THÍCH: Không khí đốt có thể được dùng nếu đạt độ tinh khiết cần thiết.

A.5. Khí khoảng đo

Khí khoảng đo phải bao gồm metan trong không khí tổng hợp. Khí này phải có nồng độ đã trước với độ không đảm bảo mở rộng tối đa cho phép là 2,0 % của giá trị danh định của nó có thể truy tìm được theo các tiêu chuẩn quốc gia.

Nồng độ khí khoảng đo khoảng 70 % giới hạn trên của dải đo đã chọn.

A.6. Khí chuẩn

Khí chuẩn phải bao gồm metan trong không khí tổng hợp. Khí này phải biết trước nồng độ với độ không đảm bảo mở rộng tối đa cho phép là 1,0 % của giá trị danh định của nó có thể truy tìm được theo các tiêu chuẩn quốc gia.

Nồng độ khí chuẩn khoảng 70 % giới hạn trên của dải đo đã chọn.

A.7. Khí thử nghiệm để kiểm tra hiệu suất bộ chuyển đổi

Khi thử nghiệm để kiểm tra hiệu suất bộ chuyển đổi phải bao gồm etan trong không khí nhân tạo. Nồng độ phải trong dải nồng độ metan dự kiến.

(Tham khảo)

XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TÍNH TÍNH NĂNG CỦA FID ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG QUI TRÌNH KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG (QA/QC)

B.1. Khái quát

Trước khi xác định các đặc tính tính năng của FID, thiết bị phải được lắp đặt theo qui trình chi tiết nêu trong 8.3.2.

B.2. Thời gian đáp ứng

Thời gian đáp ứng phải được xác định bằng việc áp dụng bước thay đổi giữa khí "không" với khí khoảng đo ở nồng độ khoảng 70 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất được dùng. Khí "không" và khí khoảng đo phải được đưa vào FID tại lối vào của khí mẫu.

Thời gian đáp ứng là khoảng thời gian tính từ khi có sự thay đổi đột ngột đến khi có đáp ứng và được duy trì trong 10 % giới hạn xung quanh giá trị ổn định cuối cùng. Thời gian đáp ứng được xác định bằng tổng của thời gian trễ và thời gian thăng trong chế độ thăng, và tổng của thời gian trễ và thời gian giáng trong chế độ giáng.

Thay đổi đột ngột do thiết bị thử phải có thời gian thăng (trong khoảng từ 10 % đến 90 % thay đổi đột ngột) thấp hơn 10 % thời gian trung bình được áp dụng trong quá trình thử. Nếu thời gian thăng và thời gian giáng khác nhau, tiến hành trong khoảng thời gian dài hơn để tính thời gian đáp ứng.

Đối với các thiết bị mà xuất hiện các dao động tạm thời theo phương pháp cho tín hiệu đầu ra cuối cùng, tín hiệu đầu ra cuối cùng phải được xem xét khi các dao động giảm xuống khoảng 10 % của tín hiệu đầu vào.

Thời gian đáp ứng phải được xác định theo TCVN 6751:2009 (ISO 9169:2006), 6.3 bằng khí khoảng đo tại lối vào khí mẫu tại mức nồng độ khoảng 70 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất được sử dụng với FID.

B.3. Độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm “không”

Độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm “không” phải được xác định bằng sử dụng khí “không”. Trước tiên điều chỉnh điểm “không” của FID. Sau đó đưa khí “không” và khí khoảng đo vào lối vào của FID (xem Hình 2).

Nếu độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm “không” được xác định trong quá trình thử độ lệch, thì sử dụng chất chuẩn có nồng độ bằng “không” trong quá trình thử.

Các giá trị đo của AMS tại điểm “không” phải được xác định sau khi áp dụng chất đối chứng bằng thời gian đợi tương đương với một phép đọc độc lập và sau đó thì tương đương với 20 phép đọc liên tiếp.

Các giá trị đo phải được sử dụng để xác định độ lệch chuẩn lặp lại, ^Sr, tại điểm “không” sử dụng Công thức (B.1):

(B.1)

x_i là giá trị được đo thứ i;

Độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm “không” phải thỏa mãn các tiêu chí về tính năng được quy định trong Bảng 1.

Độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm hiệu chuẩn khoảng đo phải được xác định bằng việc áp dụng chất chuẩn tại điểm hiệu chuẩn khoảng đo (nồng độ khí hiệu chuẩn khoảng đo).

Nếu độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm hiệu chuẩn khoảng đo được xác định trong quá trình thử độ lệch, thì phải sử dụng giá trị cao nhất của chất chuẩn được áp dụng trong quá trình thử.

Các giá trị đo của AMS tại điểm hiệu chuẩn khoảng đo phải được xác định sau khi dùng chất chuẩn bằng cách đợi thời gian tương đương với số đọc độc lập và sau đó là 20 số đọc liên tiếp. Các tín hiệu đo phải được sử dụng để xác định độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm hiệu chuẩn khoảng đo dùng Công thức (B.1).

Độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm hiệu chuẩn khoảng đo phải đáp ứng các tiêu chí về tính năng đã quy định trong Bảng 1.

B.5. Độ lệch

Độ lệch (tuyến tính) phải được kiểm tra trong phòng thí nghiệm bằng cách đặt ít nhất bốn khí thử với nồng độ phân bố đều trên toàn khoảng đo đã chọn. Có thể tạo các nồng độ khí khác nhau bằng cách sử dụng hệ thống pha loãng. Độ không đảm bảo mở rộng tối đa của nồng độ khí thử phải nhỏ hơn 33 % của chuẩn cứ về độ lệch.

Các khí thử nghiệm phải được áp dụng hợp lệ, tránh các hiệu ứng trễ.

Tiến hành mỗi khí thử nghiệm với nồng độ, _i, tại ít nhất ba phép đo liên tiếp, lấy trung bình ít nhất một thời gian đáp ứng. Phần còn lại e_i (độ lệch) phải được xác định trên hồi qui tuyến tính như mô tả trong TCVN 6751(ISO 9169) hoặc EN 15267-3^[7]. Trong qui trình thử này, đường hồi qui được thiết lập giữa các số đọc của thiết bị FID (giá trị x) với giá trị khí thử (giá tị ). Trong bước tiếp theo, tính giá trị trung bình , của số đọc FID ở mỗi mức nồng độ khí thử. Sau đó, độ lệch (phần còn lại) của giá trị trung bình tương ứng ước lượng bằng đường hồi qui được tính theo Công thức (B.2):

(B.2)

Độ lệch, e_i, tại mỗi nồng độ khí thử phải đáp ứng tiêu chí về tính năng đã quy định trong Bảng 1.

Nếu không đáp ứng được các tiêu chí về tính năng, thì đáp ứng của thiết bị phải được hiệu chính cho đến khi tiêu chí về tính năng thỏa mãn.

B.6. Cản trở

Đặc tính phát hiện đặc trưng đối lập với các hợp chất hữu cơ, trong số các chất khác, tùy thuộc vào thể tích và đặc tính lưu lượng trong buồng đo. Nếu các đặc tính này thay đổi thì độ nhạy toàn phần và độ nhạy riêng thành phần (các yếu tố đáp ứng) cũng thay đổi.

Oxi (O₂) và cacbon dioxit (CO₂) được xem là cản trở đáng kể nhất. Trong hầu hết các máy phân tích, độ nhạy chéo được giảm thiểu bằng các kỹ thuật bên trong, vì thế, các hiệu ứng này dẫn đến đánh giá quá cao nồng độ metan khi nhỏ hơn 1,5 % đối với khí thải của các quá trình đốt điển hình.

CHÚ THÍCH: Các cuộc điều tra cụ thể liên quan đến độ nhạy chéo của oxi trong phép thử vòng được nêu trong Phụ lục D cho thấy độ lệch tối đa là 2,3 %.

Các khí thử không chứa hydrocacbon đi vào FID chứa nồng độ đã biết của mỗi khí gây cản trở (xem Bảng B.1). Cần chú ý giá trị đo được x_i,pos và x_i,neg tính bằng thứ nguyên của đại lượng đo.

Xác định hiệu ứng của từng chất gây cản trở được nêu trong Bảng B.1.

Bảng B.1 - Các chất cản trở và các giá trị mặc định được sử dụng trong phép thử

Chất cản trở	Hàm lượng
SO2	250 mg/m3
NO	800 mg/m3
CO	400 mg/m3
CO2	18 % thể tích
H2O	25 % thể tích
CHÚ THÍCH: Khí bổ sung là nitơ.

Tính các tổng S_pos và S_neg của những hiệu ứng dương và hiệu ứng âm của hỗn hợp các chất, được nêu trong Bảng B,1 từ mỗi hiệu ứng x_i,pos và x_i,neg của các chất cản trở tính bằng Công thức (B.3) và Công thức (B.4):

(B.3)

(B.4)

Trong đó

Hai giá trị S_pos và S_neg phải phù hợp với Bảng 1.

Oxi có thể ảnh hưởng đến điểm "không" và giá trị khoảng đo. Để chứng minh hiệu ứng của oxi, đưa các khí thử nghiệm sau đây vào FID:

a) Khí “không”:

1) 100 % nitơ,

2) Hỗn hợp chứa 90 % thể tích nitơ và 10 % thể tích oxi,

3) Hỗn hợp chứa 80 % thể tích nitơ và 20 % thể tích oxi;

b) Khí khoảng đo:

1) Hỗn hợp chứa 90 % thể tích nitơ và 10 % thể tích oxi có metan ở mức nồng độ 70 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất được sử dụng,

2) Hỗn hợp chứa 80 % thể tích nitơ và 20 % thể tích oxi có metan ở mức nồng độ 70 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất được sử dụng.

Tính hiệu ứng cản trở, S_pos và S_neg, của oxi theo Công thức (B.3) và (B.4). Cả hai giá trị phải phù hợp với Bảng 1.

Hiệu suất bộ chuyển đổi phải được kiểm tra bằng khí thử metan có nồng độ khoảng 70 % dải cao nhất đã sử dụng hoặc tại mức 50 mg/m³, tùy theo nồng độ nào cao hơn, được nạp vào máy phân tích, và phải tuân theo Bảng 1. Đáp ứng của máy phân tích bằng “không” nếu hiệu suất bộ chuyển đổi đạt 100 %.

CHÚ THÍCH 1: Một số kiểu bộ chuyển đổi yêu cầu nồng độ nước và oxi đủ cao trong khí mẫu để vận hành đúng (xem hướng dẫn của nhà sản xuất).

Metan rò rỉ không quá 2,0 % nồng độ khí thử nghiệm. Nếu metan rò rỉ vượt quá giá trị cho phép, thì bộ chuyển đổi phải được kiểm tra và thay thế, nếu cần.

Trong quá trình vận hành máy phân tích, trong bộ chuyển đổi có thể xảy ra sự thất thoát metan do nhiệt độ. Lưựng metan thất thoát này không cần phải xác định, vì lượng thất thoát này thường ít hơn 15 % và được bổ sung bằng thiết bị hoặc bằng hiệu chuẩn.

Một số chất có thể làm ảnh hưởng bất lợi đến chức năng của bộ chuyển đổi xúc tác hoặc thậm chí phá hủy chất xúc tác. Các chất tới hạn là hydrocacbon được halogen hóa, hợp chất sunfua, oxit nitơ, amoni và hợp chất nitơ hữu cơ và vô cơ khác, silicon, chất dẻo, hơi kim loại (ví dụ thủy ngân), và bụi (xem Phụ lục D). Nếu các chất đó xuất hiện, thì bộ chuyển đổi phải được kiểm tra thường xuyên.

CHÚ THÍCH 2: Các chất hữu cơ (ngoài khí metan) ở nồng độ cao (> 5 000 mg/m³) có thể làm nóng bộ chuyển đổi và do vậy làm giảm đáng kể hiệu suất của bộ chuyển đổi.

CHÚ THÍCH: Các đường cong này là điển hình cho dải nồng độ cac bon hữu cơ tổng số từ 5 mg/m³ đến 5 000 mg/m³ trong nitơ hoặc trong không khí như khí mang.

Kiểm tra hệ thống lấy mẫu phải được tiến hành trước mỗi loạt đo.

Toàn bộ hệ thống lấy mẫu phải được kiểm tra bằng cung cấp trực tiếp khí “không” và khí thử tại đầu lấy mẫu bằng cách lặp lại các bước từ a) đến c) của 8.3.2.1. Khí thử phải có nồng độ metan khoảng 70 % giới hạn trên của dải đo. Nếu sự sai khác về nồng độ nhỏ hơn 5 % nồng độ khí thử thì phải hiệu chính. Nếu sai khác lớn hơn cho thấy có hỏng hóc. Nguyên nhân hỏng hóc phải được xác định và loại trừ. Sau đó hệ thống đo phải được kiểm tra lại.

B.9. Trôi điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo

Cuối giai đoạn như quy định trong Bảng 2, phải tiến hành các kiểm tra tại “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo.

Vị trí điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo phải được xác định bằng tay bằng cách nạp khí “không” và khí khoảng đo. Độ lệch giữa giá trị đo được tại điểm “không” và tại điểm hiệu chuẩn khoảng đo và các giá trị danh định phải đáp ứng tiêu chí về tính năng đã quy định trong Bảng 1.

B.10. Giai đoạn tự vận hành

Phòng thử nghiệm phải xác định công tác bảo trì và thời gian bảo trì cho AMS. Cũng cần xem xét các khuyến nghị của nhà sản xuất thiết bị.

Giai đoạn tự vận hành phải tính từ các khoảng thời gian ngắn nhất giữa các giai đoạn vận hành bảo dưỡng yêu cầu. Việc này cũng bao gồm cả việc kiểm tra điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo bằng tay hoặc tự động.

Nếu AMS không yêu cầu bất cứ dịch vụ bảo dưỡng nào, thì giai đoạn tự vận hành được xác định bằng cách xem xét độ trôi. Để xác định độ trôi, AMS phải điều chỉnh tại thời điểm bắt đầu phép thử bằng các khí thử phù hợp. Điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo phải được kiểm tra tại các khoảng thời gian đều đặn (ví dụ mỗi ngày một lần) trong quá trình thử nghiệm thêm. Giai đoạn tự vận hành phải xác định rõ khoảng thời gian tính từ thời điểm bắt đầu thử đến thời điểm kết thúc khi độ lệch vẫn duy trì trong độ trôi cho phép.

(Tham khảo)

CÁC BIỆN PHÁP AN TOÀN

Khi sử dụng FID, cần chú ý môi trường làm việc chung và mọi hướng dẫn về an toàn nội bộ liên quan.

Cần phải kiểm soát ngọn lửa bằng sử dụng bộ cảm biến nhiệt độ trong máy phân tích. Trong trường hợp sự cố, dẫn đến tắt lửa hoặc giảm nhiệt độ ngọn lửa, van phải tự động đóng dòng khí nhiên liệu của buồng đốt.

Nếu sử dụng trong phòng, phải áp dụng các nội qui về an toàn trong phòng thí nghiệm. Hơn nữa, FID nên gắn với một hệ thống an toàn để tự động ngắt dòng khí nếu có hiện tượng giảm áp sau khi điều chỉnh bộ điều áp của chai khí.

Tất cả khói thải từ FID, cả từ buồng đốt và van tràn (nếu có) phải được dẫn ra khu vực an toàn bên ngoài.
PHỤ LỤC D

(Tham khảo)

KẾT QUẢ CỦA PHÉP THỬ SO SÁNH

D.1. Khái quát

Để xác định các đặc tính tính năng, tiến hành ba phép thử so sánh, trong năm phòng thí nghiệm (sử dụng năm FID) xác định CH₄ trong các mẫu khí:

a) Các khí thử trong xi lanh khí;

b) Các khí thử được cung cấp qua hệ thống phân phối khí thử trong phòng thí nghiệm;

c) Thử ngoài hiện trường với khí thải thực tế (khí động cơ của nhà máy xử lý nước thải).

Đánh giá dữ liệu dựa trên TCVN 6910-2 (ISO 5725-2^[1]).

Độ lệch chuẩn lặp lại tại điểm “không” của FID được tính từ kết quả của các phép đo so sánh tại hệ thống phân phối khí thử và ở động cơ khí với 10 lần nạp khí “không”. Độ lệch chuẩn nằm trong khoảng từ 0,21 mg/m³ đến 0,41 mg/m³.

Độ lệch chuẩn lặp lại trong khoảng từ 0,09 x 10^-6 đến 0,12 x 10^-6 (0,3 % đến 1,7 %), độ lệch chuẩn tái lập từ 0,09 x 10^-6 đến 1,31 x 10^-6 (1,3 % đến 1,8 %) và độ chính xác (chênh lệch giá trị trung bình từ giá trị kỳ vọng của phòng thí nghiệm tham chiếu) từ 0,07 x 10^-6 đến 0,75 x 10^-6. Độ không đảm bảo chuẩn tương đối liên quan với giá trị trung bình lớn nhất được tính từ khoảng 1,4 % đến 2,6 % (xem Bảng D.1).