烟气中二氧化硫测量的不确定度评定.docx

定电位电解法测定烟气中二氧化硫的不确定度的评定 依据 HJ/T 57-2000《固定污染源排气 二氧化硫的测定 定电位电解法》对锅炉排气中二氧化硫进行监测。按照 JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》的要求，对锅炉烟气中二氧化硫的测量不确定度进行了评定。通过对影响测量结果的不确定度分量的分析和量化评估，计算得到相对扩展不确定度。 1．测定方法 HJ/T 57-2000《固定污染源排气 二氧化硫的测定 定电位电解法》 数学模型 烟气中二氧化硫的浓度由烟气分析仪直接读数，烟气二氧化硫的排放浓度以经空气过剩系数折算后的浓度表示，数学模型如下: C C S X 1.8 式中：C –折合合理空气过剩系数后烟气中二氧化硫的浓度(mg/m 3)； C -- 仪器显示烟气二氧化硫浓度(mg/m 3)； X -- 实测空气过剩系数； 1.8—合理空气过剩系数。 S 则合成标准不确定度为: u(C )xCx u(C ) x C x 2 u( ) S 2 S 不确定度来源与分析 进行锅炉烟气二氧化硫排放浓度测定，使用的仪器为青岛崂应生产的自动烟尘（气）测定仪 3012H。 测试仪器的校准及校准所使用的标准气体以及测试仪器的示值误差等都会 在测量中由于系统效应引人不确定度分量。另外，锅炉燃烧状况和仪器的稳定性， 以及分析操作人员操作的随意性等随机效应导致的测量不重复性也会产生测量 不确定度。不确定度来源如图 1 所示。 图 1 不确定度来源因果图 测量标准不确定度评定 随机效应导致的标准不确定度 以 2010 年至 2012 年锅炉烟气二氧化硫排放浓度监督抽查报告为基础。每个 年度随意选择了样本各 30 个。其中，二氧化硫排放浓度<100mg/m 3 的样本 10 个； 二氧化硫排放浓度为 101 mg/m3~200 mg/m 3 的样本10 个；二氧化硫排放浓度>200 mg/m 3 的样本 10 个。锅炉烟气二氧化硫排放浓度的标准不确定度，通过实测样本测量列，采用 A 类评定方法进行评定。计算出不同二氧化硫排放浓度水平段各自的样本相对标准偏差后，按下式计算合并样本的标准偏差： 1m 1 m m S 2 i i 1 p 本实例由于现场实际情况是在重复条件下，连续测量 6 次，并以 6 次测量的 平均值作为实测结果，故 3 个二氧化硫排放浓度水平段各自平均值的相对标准偏差，即相对标准不确定度分别为： 1（1）﹥200 mg/m3 水平段：S = 0.90% u(C 1 1 ) 0.90% / 6 0.0037 2（2）101 mg/m3～200 mg/m3 水平段：S = 3.2% u(C ) 3.2% / 6 0.013 2 2 63（3）﹤200 mg/m3 水平段：S = 4.2% u(C ) 4.2% / 6 3 3 0.017 因锅炉燃烧工况及测量的复杂性，各样本标准偏差较为分散，严格来说应分别按不同浓度水平段的标准偏差参与合成计算，得到不同浓度水平段的不确定度。但由于每个样本测量次数较大(20次)，考虑到各平均值相对标准偏差均小于 l% ，仍采取了将不同浓度水平计算出合并样本标准偏差作为烟气二氧化硫重复性测量的相对标准不确定度，即： 1 m S 2 1 m S 2 m i i 1 (0.00372) (0.013)2 3 (0.017)2 1 1 p 自由度 ν= 6－1 = 5 系统效应导致的标准不确定度 测量仪器的系统效应产生的测量不确定度，主要是依据烟气分析仪检定证书及技术说明书中给出的技术指标采用 B 类方法进行评定。 二氧化硫、氧在测量范围内示值的最大允许误差，均按服从均匀分布考虑，对于 3均匀分布，k= 。 3 仪器校准引人的标准不确定度分量 因校准报告给出的是扩展不确定度，包含因子k=2，仪器校准产生的相对标 准不确定度为： u(x 2 )/x 2 2.0% /2 1.00% 仪器示值误差引人的标准不确定度 仪器技术说明书中给出的二氧化硫测量范围内示值的最大允许误差为± 5% ，据此计算二氧化硫测量引人的相对标准不确定度： u(x)/x 5.0% / 3 2.88% 3 3 标准气体纯度引人的标准不确定度 标准二氧化硫气体按国家二级标准物质，浓度值的相对扩展不确定度为2.0%，包含因子 k=1.96，相对标准不确定度为： u(x 4 )/x 4 2.0% /1.96 1.02% 测定烟气二氧化硫排放浓度时，各不确定度分量彼此相互独立，则相对合成标准不确定度为： u(x ) u(x ) 1 x 1 2 u(x ) 2 x 2 2 u(x ) 3 x 3 2 u(x ) 4 x 4 2 (1.25%) (1.25%) 2 (1.50%) 2 (2.88%) 2 (1.02%) 2 过量