5. Nguyên tắc

Tiêu chuẩn này mô tả phương pháp tham chiếu để lấy mẫu, ổn định mẫu và xác định hàm lượng N₂O trong khí ống khói thải từ đường ống và ống khói vào khí quyển bằng máy phân tích liên tục sử dụng phương pháp hồng ngoại không phân tán. Tiêu chuẩn này cũng trình bày đặc tính tính năng có liên quan đến các tiêu chí về tính năng tối thiểu được đưa ra cho máy phân tích và chi tiết về độ không đảm bảo của phương pháp. Các yêu cầu và khuyến nghị về đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng của phép đo ngoài hiện trường cũng được đề cập đến.

6. Mô tả thiết bị đo tự động

6.1. Khái quát

Thể tích đại diện của khí ống khói được hút ra từ nguồn phát thải trong khoảng thời gian cố định với lưu lượng được kiểm soát. Bụi có mặt trong thể tích mẫu được loại bỏ bằng cách lọc trước khi mẫu được ổn định và đi vào thiết bị phân tích. Hình 1 chỉ rõ cách sắp xếp điển hình của một hệ thống đo N₂O hoàn chỉnh.

CHÚ DẪN

1 Đầu lấy mẫu khí

2 Bộ lọc sơ cấp

...

...

...

4 Ống lấy mẫu (đã được gia nhiệt nếu cần)

5 Bộ làm mát mẫu với bộ tách ngưng tụ

6 Bơm mẫu

7 Bộ lọc thứ cấp

8 Van

9 Lưu lượng kế

10 Máy phân tích N₂O

11 Đầu ra

12 Lối vào khí “không” và khí khoảng đo (ưu tiên đặt trước đầu lấy mẫu) để kiểm tra hệ thống hoàn chỉnh

...

...

...

14 Lối vào khí “không” và khí khoảng đo để kiểm tra bộ chuyển đổi và máy phân tích N₂O

15 Van

16 Bộ chuyển đổi để oxy hóa CO

Hình 1 - Ví dụ về lắp đặt thiết bị đo

6.2. Các bộ phận của thiết bị lấy mẫu

6.2.1. Đầu lấy mẫu

Đầu lấy mẫu phải được làm bằng vật liệu chống ăn mòn phù hợp, ví dụ thép không gỉ. Đầu lấy mẫu phải được gia nhiệt để tránh xảy ra ngưng tụ bên trong đầu lấy mẫu; Đầu lấy mẫu cũng được làm mát bằng lớp bao không khí hoặc lớp bao nước khi lấy mẫu khí quá nóng. Nếu không thực hiện được, đầu lấy mẫu không được làm mát xuống dưới điểm sương axit. Đường kính đầu lấy mẫu có kích thước phù hợp để cung cấp lưu lượng khí đáp ứng các yêu cầu của máy phân tích.

6.2.2. Bộ lọc sơ cấp

Bộ lọc phải được làm từ gốm hoặc kim loại thiêu kết có cỡ lỗ 10 mm. Bộ lọc cần được gia nhiệt đến trên điểm sương của axit hoặc nước.

...

...

...

Ống lấy mẫu phải được làm bằng polytetrafluoetylen (PTFE), perfluoalkoxy (PFA) hoặc thép không gỉ. Ống lấy mẫu cần được vận hành ở 15 °C trên điểm sương của các chất có thể ngưng tụ (thường là điểm sương của nước hoặc axit). Đường kính ống phải có kích thước phù hợp để cung cấp lưu lượng dòng theo các yêu cầu của máy phân tích, phù hợp với chiều dài đường ống đã chọn và mức độ giảm áp suất trong đường ống cũng như tính năng của bơm mẫu được dùng.

6.2.4. Thiết bị làm mát hoặc thấm khô mẫu

Thiết bị làm mát hoặc thấm khô mẫu cần được sử dụng để tách hơi nước khỏi khí ống khói. Điểm sương cần đủ thấp dưới nhiệt độ không khí xung quanh. Nhiệt độ làm mát nên từ 2 °C đến 5 °C. Cần làm đủ mát thể tích khí được lấy mẫu và lượng hơi nước có chứa trong khí. Thiết bị làm mát và qui trình xử lý mẫu là quan trọng để ngăn ngừa sự tạo thành N₂O từ NO₂ và SO₂ hòa tan trong bộ ngưng tụ, và do vậy giảm thiểu nguồn gây sai số kết quả.

6.2.5. Bơm mẫu

Bơm kín khí được dùng để hút mẫu liên tục từ ống dẫn qua hệ thống lấy mẫu. Bơm này có thể là bơm màng, bơm pittông và các loại bơm khác. Bơm cần được làm từ vật liệu chống ăn mòn. Tính năng của bơm cần phải sao cho cung cấp cho máy phân tích lưu lượng khí theo yêu cầu. Để giảm thời gian lưu trong ống lấy mẫu và giảm nguy cơ chuyển đổi hóa lý của mẫu, lưu lượng khí cần lớn hơn lưu lượng mà thiết bị phân tích yêu cầu.

6.2.6. Bộ lọc thứ cấp

Bộ lọc thứ cấp là cần thiết để loại bỏ các hạt bụi vẫn còn trong mẫu, để bảo vệ bơm và máy phân tích. Nên dùng bộ lọc loại bỏ được các hạt bụi có kích thước lớn hơn 1 mm. Vật liệu làm bộ lọc là PTFE hoặc thủy tinh borsilicat. Kích thước bộ lọc cần được xác định theo lưu lượng dòng cần và dữ liệu của nhà sản xuất về lưu lượng dòng trên đơn vị diện tích.

6.2.7. Bộ điều chỉnh lưu lượng và lưu lượng kế

Cần sử dụng bộ điều chỉnh lưu lượng và lưu lượng kế để thiết lập lưu lượng yêu cầu. Các thiết bị này cần được làm bằng vật liệu chống ăn mòn.

...

...

...

Bộ chuyển đổi là ống xúc tác oxy hóa, có thể cần để xử lý sơ bộ mẫu khí. Bộ chuyển đổi oxy hóa CO trong mẫu khí thành CO₂ sau này có thể hiệu chính được, để giảm ảnh hưởng của các chất gây nhiễu.

Bộ chuyển đổi sử dụng một hỗn hợp oxit mangan và oxit đồng mà có thể oxy hóa CO thành CO₂ ở 120 °C. Vì N₂O chỉ bắt đầu phân hủy ở nhiệt độ trên 300 °C đã được xác nhận, nên sẽ không có tác động của bộ chuyển đổi lên nồng độ N₂O đo được. Hiệu suất của bộ chuyển đổi cần phải thỏa mãn các tiêu chí về tính năng được đưa ra trong Bảng 1.

6.3. Máy phân tích

Theo nguyên lý của phép đo, máy phân tích khí sử dụng sự hấp thụ bức xạ hồng ngoại (IR) bởi các thành phần đo được trong dải bước sóng đặc trưng. Máy phân tích vận hành theo phương pháp IR không phân tán (NDIR), trong khi đó độ chọn lọc của phép đo đạt được bởi detector bức xạ được lọc với các thành phần được đo. Sơ đồ về máy phân tích điển hình được nêu trong Hình A.1.

Hết sức chú ý chất khí CO và CO₂ gây nhiễu, vì để phát hiện N₂O thì độ hấp thụ tại khoảng 4,5 mm luôn được sử dụng, trong khi đó CO có độ hấp thụ tại 4,5 mm đến 4,7 mm và CO₂ có độ hấp thụ tại 4,3 mm. Chất cản trở là CO có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi (xem 6.2.8). Độ nhạy CO₂ cần phép xác định với các khí thử CO₂. Trong khi vận hành thực tế, CO₂ cần phép đo đồng thời để thu được dữ liệu để hiệu chính số đọc N₂O theo thời gian thực. Trong nhiều thiết bị, sự hiệu chính chất gây cản trở CO₂ được thực hiện tự động thông qua kênh CO₂.

Vì có thể gây cản trở tới phép đo và dẫn đến ngưng tụ trong máy phân tích, hơi nước có trong khí mẫu bị ngưng tụ trong bộ làm mát khí trước khi khí đi vào máy phân tích. Chú ý rằng sự có mặt của các giọt nước nhỏ có thể ảnh hưởng đến việc phân tích N₂O, vì độ hòa tan của N₂O trong nước là 1,2 g/l (tại 20 °C, 101,3 kPa).

6.4 Trách nhiệm

6.4.1. Khái quát

Phương pháp chuẩn phải tuân thủ các tiêu chí tính năng được quy định trong Bảng 1. Các tiêu chí về tính năng này ấn định theo các trách nhiệm được quy định trong 6.4.2 đến 6.4.4.

...

...

...

Nhà sản xuất hệ thống đo phải chứng minh rằng loại thiết bị đó đáp ứng các tiêu chí về tính năng tương ứng nêu trong Bảng 1, với phép thử tính năng chung.

6.4.3. Đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng trong phòng thí nghiệm

Người sử dụng hệ thống đo phải chứng minh được rằng phép thử thông thường trong phòng thí nghiệm với chương trình QC, các tiêu chí về tính năng tương ứng nêu trong Bảng 1 được đáp ứng đầy đủ.

6.4.4. Đảm bảo chất lượng trong khi vận hành ngoài hiện trường

Người sử dụng hệ thống đo phải kiểm tra các tiêu chí về tính năng phù hợp nêu trong Bảng 1 được đáp ứng đầy đủ, trong khi vận hành ngoài hiện trường.

Bảng 1 - Tiêu chí về tính năng phù hợp của máy phân tích và tiêu chí hệ thống đo cần được đánh giá trong phép thử tính năng nói chung và bằng phương pháp QA-QC trong phép thử trong phòng thí nghiệm và trong khi vận hành ngoài hiện trường

Đặc tính tính năng

Tiêu chí về tính năng

Phép thử tính năng

...

...

...

Vận hành ngoài hiện trường

Đánh giá độ không đảm bảo

Thời gian đáp ứng

≤ 200 S

x

x

x

Giới hạn phát hiện

...

...

...

x

x

Độ lệch

≤ 2 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất đã sử dụng

x

x

...

...

...

Trôi điểm “không” trong 24 h

≤ 2 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất đã sử dụng

x

x

x

Trôi điểm hiệu chuẩn khoảng đo trong 24 h

≤ 2 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất đã sử dụng

x

...

...

...

x

x

Độ nhạy với áp suất khí quyển

≤ 2 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất đã sử dụng cho 2 kPa

x

x

Độ nhạy với lưu lượng mẫu hoặc áp suất của mẫu

...

...

...

x

x

Độ nhạy với nhiệt độ xung quanh

≤ 2 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất đã sử dụng cho mỗi 10 °C

x

...

...

...

Độ nhạy với điện áp điện

≤ 2 % của khoảng mỗi 10 V

x

x

Cản trở ^b

≤ 6 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất đã sử dụng

x

...

...

...

x

Thất thoát và rò rỉ trong hệ thống ổn định mẫu và ống lấy mẫu

≤ 2 % của giá trị đã đo

x

x

Độ lệch chuẩn lặp lại trong phòng thí nghiệm tại điểm “không”

...

...

...

x

x

x^c

Độ lệch chuẩn lặp lại trong phòng thí nghiệm tại khoảng đo

≤ 2 % giới hạn trên của dải đo thấp nhất đã sử dụng

x

x

...

...

...

^a Dải thể tích dòng hoặc áp suất thử được xác định theo khuyến nghị của nhà sản xuất.

^b Các chất cản trở nên được thử nghiệm theo Bảng 2

^c Chỉ một trong hai giá trị cần được đưa vào tính toán: khả năng thứ nhất là chọn độ lệch chuẩn lặp lại đã thu được từ các phép thử trong phòng thí nghiệm tương ứng với nồng độ gần nhất với nồng độ thực trong ống khói, hoặc độ lệch chuẩn cao hơn của độ lặp lại hoặc hệ số phương sai của độ lặp lại độc lập với của nồng độ đo được trong ống khói.

7. Tiêu chí về tính năng và xác định các đặc tính tính năng

7.1. Tiêu chí về tính năng

Bảng 1 đưa ra tổng quát về đặc tính tính năng phù hợp và các tiêu chí về tính năng của máy phân tích và cần đánh giá hệ thống đo ở ba mức, trong phép thử tính năng nói chung, bằng phương pháp QA-QC trong phép thử trong phòng thí nghiệm và trong khi vận hành ngoài hiện trường. Trong cột ngoài cùng bên phải, chỉ ra các giá trị đưa vào tính toán độ không đảm bảo mở rộng.

Giới hạn trên của dải đo thấp nhất được sử dụng cần phải đặt theo mục đích áp dụng, sao cho các giá trị đo nằm trong khoảng từ 20 % đến 80 % dải đo của máy phân tích.

7.2. Xác định đặc tính tính năng và độ không đảm bảo của phép đo

7.2.1. Thử tính năng

...

...

...

Điều kiện môi trường xung quanh được áp dụng trong phép thử tính năng nói chung phải được ghi chép đầy đủ.

7.2.2. Kiểm soát chất lượng

Người sử dụng phải kiểm tra các đặc tính tính năng cụ thể trong vận hành hệ thống đo với tần suất được quy định trong Bảng 3.

Người sử dụng hệ thống đo phải xác định độ không đảm bảo của phép đo khi ứng dụng ngoài hiện trường theo các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia. Có thể xác định bằng cách tiếp cận trực tiếp hoặc gián tiếp đối với việc ước lượng độ không đảm bảo như được nêu trong ISO 20988 ^[5]. Độ không đảm bảo của các giá trị đo khi vận hành ngoài hiện trường không chỉ bị ảnh hưởng do đặc tính tính năng của máy phân tích mà còn do độ không đảm bảo vì:

a) Ống lấy mẫu và hệ thống ổn định mẫu;

b) Điều kiện cụ thể của địa điểm;

c) Khí chuẩn được sử dụng.

7.3. Thiết lập độ không đảm bảo

Độ không đảm bảo cần phải được thiết lập để xác định liệu máy phân tích và hệ thống lấy mẫu liên quan có đáp ứng được các yêu cầu cho độ không đảm bảo mở rộng tối đa cho phép hay không. Độ không đảm bảo này cần phải soạn thảo theo qui trình được quy định trong ISO 14956 hoặc các yêu cầu trong ISO/IEC Guide 98-3, có tính đến tất cả các đặc tính phù hợp kể cả việc tính toán độ không đảm bảo mở rộng được nêu trong Bảng 1.

...

...

...

- Xác định độ không đảm bảo tiêu chuẩn cho từng giá trị được đưa vào tính toán độ không đảm bảo bằng các phương pháp của phép thử trong phòng thí nghiệm và phép thử ngoài hiện trường, theo các yêu cầu của ISO/IEC Guide 98-3.

- Tính độ không đảm bảo bằng cách kết hợp tất cả các độ không đảm bảo tiêu chuẩn theo ISO 14956, có tính đến độ không đảm bảo của khí chuẩn và khoảng phương sai của đại lượng ảnh hưởng và có tính đến các chất cản trở của điều kiện vị trí cụ thể. Các điều kiện này đôi khi không được biết, trong trường hợp này, các giá trị mặc định quy định trong Bảng 2 cần được áp dụng.

- Có thể loại bỏ giá trị của độ không đảm bảo tiêu chuẩn nhỏ hơn 5 % của độ không đảm bảo tiêu chuẩn tối đa.

- Tính độ không đảm bảo mở rộng.

Bảng 2 - Khoảng mặc định của các đại lượng ảnh hưởng và các cản trở được áp dụng để xác định độ không đảm bảo

Đại lượng và chất cản trở ảnh hưởng

Khoảng dao động và các nồng độ mặc định của chất cản trở

Áp suất khí quyển

± 2 kPa

...

...

...

Theo khuyến nghị của nhà sản xuất

Nhiệt độ xung quanh

± 15°C

Nguồn năng lượng

± 10 % điện áp danh nghĩa

CO₂

14 % thể tích

CO

300 mg/m³

...

...

...

200 mg/m³

NO

250 mg/m³

CHÚ THÍCH: Ví dụ về đánh giá độ không đảm bảo được nêu trong Phụ lục C.

8. Quy trình đo

8.1. Vị trí lấy mẫu

Vị trí lấy mẫu được chọn cho thiết bị đo và lấy mẫu cần phải có kích thước và kết cấu phù hợp, để cho phép đo khí phát thải là đại diện và phù hợp với nhiệm vụ của phép đo. Ngoài ra, vị trí lấy mẫu cần phải được chọn để an toàn cho người thực hiện, khả năng tiếp cận và có sẵn nguồn điện.

8.2. (Các) Điểm lấy mẫu

Cần đảm bảo nồng độ các khí được đo là đại diện cho điều kiện trung bình bên trong ống dẫn. Do vậy, điểm lấy mẫu cần phải được chọn sao cho mẫu có tính đại diện cao.

...

...

...

Nếu khí ống khói là đồng nhất, việc lấy mẫu có thể tiến hành tại bất kỳ điểm nào trong mặt phẳng lấy mẫu. Đối với những ống dẫn lớn, điểm lấy mẫu có thể được đặt gần với cửa lấy mẫu miễn là không có bất kỳ sự xáo trộn nào của dòng khí hoặc nồng độ do ảnh hưởng của cửa lấy mẫu.

CHÚ THÍCH 2: Tính đồng nhất có thể được xác nhận với phép đo liên tục O₂ hoặc CO₂ sử dụng đầu đo cố định hoặc di chuyển trong mặt phẳng lấy mẫu. Phương pháp được mô tả trong EN 15259 ^[9].

8.3. Lựa chọn hệ thống đo

Để lựa chọn máy phân tích, đường ống lấy mẫu và các bộ ổn định mẫu phù hợp, các đặc tính sau của khí ống khói phải được biết trước khi tiến hành ngoài hiện trường:

a) Nhiệt độ của khí xả thải;

b) Độ ẩm;

c) Lượng bụi;

d) Khoảng nồng độ N₂O dự kiến;

e) Nồng độ dự kiến của các chất có khả năng gây nhiễu, kể cả ít nhất bốn thành phần được liệt kê trong Bảng 2.

...

...

...

Để tránh kéo dài thời gian đáp ứng, ống lấy mẫu phải càng ngắn càng tốt. Nếu cần, sử dụng bơm. Nếu lượng bụi trong khí mẫu cao, cần sử dụng bộ lọc đã được gia nhiệt phù hợp.

Trước khi tiến hành phép đo ngoài hiện trường, người sử dụng phải kiểm định máy phân tích đầy đủ chức năng theo các yêu cầu về tiêu chí tính năng đã định. Trong tiêu chuẩn này, ống lấy mẫu và các bộ ổn định mẫu cần ở tình trạng vận hành tốt.

8.4. Lắp máy phân tích vào vị trí

8.4.1. Khái quát

Hệ thống đo hoàn chỉnh, kể cả các bộ ổn định mẫu, ống lấy mẫu và máy phân tích phải được nối với nhau theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Đầu lấy mẫu phải đặt trong ống dẫn theo 8.2.

Bộ ổn định mẫu, đầu lấy mẫu, bộ lọc, ống nối và máy phân tích phải ổn định ở nhiệt độ yêu cầu.

Sau khi làm nóng trước, dòng khí đi qua hệ thống lấy mẫu và máy phân tích cần được điều chỉnh đến lưu lượng dòng đã chọn được dùng trong suốt phép đo. Lưu lượng dòng này được duy trì ở mức độ không đổi trong khoảng ± 10 % của lưu lượng dòng danh định.

Khi cả thiết bị và hệ thống lấy mẫu đã được thiết lập, chức năng của thiết bị và hệ thống lấy mẫu cần phải được kiểm tra. Kết quả của các kiểm tra này phải đáp ứng được các yêu cầu và giới hạn đặt ra của nhà sản xuất thiết bị cũng như các yêu cầu (như vật liệu sử dụng,...) được nêu trong tiêu chuẩn này. Tính phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn này phải được lập thành tài liệu.

Mọi bản ghi dữ liệu, quá trình xử lý dữ liệu và hệ thống máy ghi được sử dụng nối với hệ thống đo cũng phải được kiểm tra về tính phù hợp với các chức năng. Nếu bất kỳ một thành phần nào thay đổi, thì cần phải làm lại các kiểm tra này. Tất cả các kiểm tra phải được lập thành tài liệu. Độ phân giải theo thời gian của hệ thống ghi dữ liệu được dùng để tính các giá trị trung bình phải nhỏ hơn hoặc bằng 10 s.

...

...

...

8.4.2.1. Điều chỉnh máy phân tích

Tại thời điểm bắt đầu đo, khí “không” và khí khoảng đo được cung cấp trực tiếp cho máy phân tích, mà không cần đi qua hệ thống lấy mẫu. Điều chỉnh, như đã nêu, cần được thực hiện cho đến khi các giá trị khí “không” và khí khoảng đo hiệu chính được bộ xử lý dữ liệu đưa ra.

- Điều chỉnh giá trị không, nếu cần.

- Điều chỉnh khoảng đo, nếu cần.

- Cuối cùng, kiểm tra điểm “không” lần nữa để xem liệu có bất kỳ thay đổi đáng kể nào không (ví dụ thay đổi nhỏ hơn độ lệch của độ lặp lại tại điểm “không”). Nếu có những thay đổi, lặp lại quy trình.

8.4.2.2. Kiểm tra hệ thống lấy mẫu

Trước khi bắt đầu đo, xác định xem liệu có rò rỉ trong ống lấy mẫu hay không bằng cách cung cấp khí “không” và khí khoảng đo vào máy phân tích qua hệ thống lấy mẫu, càng gần đầu lấy mẫu càng tốt (nếu có thể nằm phía trước của bộ lọc). Độ chênh lệch phải nhỏ hơn 2 %.

CHÚ THÍCH: Khả năng nhiễm bẩn trong hệ thống lấy mẫu có thể dẫn đến hiệu ứng nhớ do sự hấp phụ lên bề mặt hoặc sự giải hấp của bề mặt.

Hai qui trình để kiểm tra sự rò rỉ của ống lấy mẫu được nêu trong Phụ lục E làm ví dụ.

...

...

...

8.4.3. Kiểm tra điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo sau khi đo

Tại thời điểm kết thúc đo và ít nhất một lần trong ngày, tiến hành kiểm tra điểm “không” và khoảng đo tại lối vào của hệ thống lấy mẫu. Thông tin này phải được lập thành tài liệu. Trong trường hợp độ lệch giữa việc kiểm tra sau khi đo và điều chỉnh sơ bộ, giá trị độ lệch phải được đưa ra trong báo cáo thử (Điều 12).

Nếu độ trôi khoảng đo hoặc điểm “không” lớn hơn 2 % của giá trị đo được, cần phải hiệu chính giá trị đã đo theo giá trị khoảng đo và giá trị trôi. Hiệu ứng của độ lệch điểm “không” và khoảng đo có thể chỉ được hiệu chính nếu độ chệch thấp hơn 10 % kết quả. Nếu lớn hơn, phải loại bỏ kết quả.

CHÚ THÍCH: Độ trôi rất có thể tỉ lệ theo thời gian. Trong trường hợp đó, giá trị đo được có thể được hiệu chính dựa trên sự thay đổi tuyến tính của điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo theo thời gian.

9. Kiểm soát chất lượng

9.1. Khái quát

Kiểm soát chất lượng là hết sức quan trọng để đảm bảo rằng độ không đảm bảo của giá trị N₂O đo được được giữ trong khoảng giới hạn quy định trong quá trình giám sát liên tục ngoài hiện trường. Điều này có nghĩa là sự bảo dưỡng cũng như qui trình điều chỉnh điểm “không’’ và khoảng đo cần phải được tuân theo vì chúng là thiết yếu để thu được các dữ liệu chính xác và dữ liệu chất lượng có thể truy cứu nguồn gốc.

9.2. Tần suất kiểm tra

Tần suất tối thiểu của các đợt kiểm tra theo yêu cầu được nêu trong Bảng 3. Phòng thí nghiệm cần phải thực thi các tiêu chuẩn quốc gia phù hợp để xác định đặc tính tính năng hoặc quy trình được quy định trong Phụ lục B.

...

...

...

Kiểm tra

Tần suất

Tiêu chí hoạt động

Lau rửa và thay đổi cái lọc bụi^a tại lối vào lấy mẫu và tại lối vào máy phân tích

Mỗi lần lấy mẫu và đo nếu cần^a

-

Bảo dưỡng thường xuyên một số bộ phận của máy phân tích

Theo yêu cầu của nhà sản xuất

Như yêu cầu

...

...

...

Khi thiết bị được mua hoặc đặt mua và sau khi bảo dưỡng chính

Như yêu cầu

Độ lệch

Ít nhất hằng năm và sau bảo dưỡng thiết bị^b

Như yêu cầu và khi độ tuyến tính vượt quá ±2 % của dải đo

Độ lệch chuẩn lặp lại trong phòng thí nghiệm tại mức không và mức khoảng đo

Ít nhất hằng năm và sau bảo dưỡng thiết bị^b

Như yêu cầu và khi độ tuyến tính vượt quá ±2 % của dải đo

^a Cái lọc bụi phải được thay định kỳ theo thải lượng bụi tại vị trí lấy mẫu. Trong quá trình thay cái lọc này, hộp đựng cái lọc phải được làm sạch.

...

...

...

10. Đánh giá phương pháp ngoài hiện trường

Độ không đảm bảo của kết quả đo thu được bằng phương pháp này đã được đánh giá trên nhà máy đốt bùn thải, do bốn đội thử nghiệm và sáu nhà phân tích xác định.

Chi tiết về đặc tính của các thiết bị của nhà máy đốt chất thải, điều kiện trong quá trình thử nghiệm ngoài hiện trường và giá trị của độ lặp lại và độ tái lập ngoài hiện trường được nêu trong Phụ lục D.

11. Biểu thị kết quả

Tín hiệu của máy phân tích được chuyển đổi thành nồng độ khối lượng bằng cách sử dụng hệ số chuyển đổi phù hợp. Kết quả của phép đo cần được thể hiện theo nồng độ khối lượng theo khí khô tại 273 K và 101,3 kPa (điều kiện tiêu chuẩn).

Nồng độ N₂O đo được theo khí ẩm cần phải được hiệu chính về khí khô , g_d, ví dụ tính bằng miligam trên mét khối, sử dụng Công thức (1):

                                                                      (1)

Trong đó

g_w là nồng độ N₂O đo được tính theo khí ẩm, ví dụ tính bằng miligam trên mét khối;

...

...

...

Độ không đảm bảo của sự hiệu chính theo khí khô phụ thuộc vào lượng hơi nước đo được và vào độ không đảm bảo của phép đo hàm lượng hơi nước.

Nếu cần, nồng độ N₂O đo được cần được hiệu chính về điều kiện oxy tham chiếu để tính được nồng độ chuẩn g_n, ví dụ tính bằng miligam trên mét khối, sử dụng Công thức (2):

                                                                             (2)

Trong đó

g_a là nồng độ N₂O đo được tại nồng độ oxy thực tế, ví dụ tính bằng miligam trên mét khối;

 là hàm lượng oxy đo được, trong khí thải, thể hiện theo phần trăm thể tích;

 là lượng oxy quy chiếu thể hiện bằng phần trăm thể tích.

Độ không đảm bảo của việc hiệu chính theo nồng độ oxy quy chiếu phụ thuộc vào nồng độ oxy đo được và giá trị nồng độ oxy quy chiếu.

12. Báo cáo thử nghiệm

...

...

...

Nếu không quy định, báo cáo thử nghiệm ít nhất cần phải có các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Mô tả mục đích của phép thử;

c) Nguyên tắc lấy mẫu khí

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

e) Thông tin nhận biết máy lấy mẫu đã sử dụng và các chứng nhận phù hợp đáp ứng các yêu cầu cho một phương pháp so sánh theo như Bảng 1;

f) Khoảng vận hành;

g) Chi tiết chất lượng và nồng độ của khí so sánh đã sử dụng, chi tiết về việc điều chỉnh được thực hiện trước và sau khi lấy mẫu thực sự (tại lối vào của ống lấy mẫu và tại lối vào của máy phân tích);

h) Mô tả nhà máy và quá trình;

...

...

...

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

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

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

m) Những thay đổi trong các công đoạn vận hành của nhà máy trong quá trình lấy mẫu;

n) Thời gian và khoảng thời gian lấy mẫu;

o) Thời gian trung bình theo các giai đoạn tương ứng;

p) Độ không đảm bảo của phép đo;

q) Mọi sai khác so với tiêu chuẩn này.

...

...

...

(Tham khảo)

Sơ đồ của máy phân tích NDIR điển hình kiểu hai chùm tia

Sơ đồ về cấu hình điển hình của máy phân tích NDIR kiểu hai chùm tia được nêu trong Hình A.1. Bộ nhận quang khí, với bộ cảm biến phân tích gồm hai loại detector. Một là detector chính cho mẫu khí (N₂O) và cho các chất cản trở, hai là detector bù trừ để phát hiện các chất cản trở đặc thù như CO₂ và CO. Tín hiệu từ detector thứ hai được sử dụng phối hợp với detector chính, hiệu chính sự ảnh hưởng của các chất cản trở.

CHÚ DẪN

1. Nguồn bức xạ IR

2. Bộ điều biến

3. Ngăn đối chứng

4. Ngăn mẫu

...

...

...

6. Bộ nhận tín hiệu quang học kèm theo bộ cảm biến phân tích

7. Bộ khuếch đại

8. Bộ hiển thị

Hình A.1 - Sơ đồ của máy phân tích NDIR kiểu hai chùm tia

Phụ lục B

(Quy định)

Qui trình xác định đặc tính tính năng trong phép thử tính năng chung

B.1. Điều kiện chung của phép thử

...

...

...

Trong quá trình thử với từng đặc tính tính năng, giá trị của các thông số sau cần phải không đổi trong dải đo được quy định như dưới đây:

- Nhiệt độ môi trường xung quanh: ± 2 °C;

- Áp suất lấy mẫu: ± 0,2 kPa;

- Điện thế cung cấp: ± 1 % điện thế danh nghĩa (ngoại trừ đối với phép thử phụ thuộc điện thế);

- Lưu lượng dòng mẫu: ± 1% (ngoại trừ thử độ nhạy với lưu lượng dòng mẫu);

- Đối với phép xác định đặc tính tính năng khác nhau, cần phải sử dụng khí tham chiếu với độ không đảm bảo của nồng độ đã biết.

B.2. Quy trình

B.2.1. Khái quát

Đặc tính tính năng được xác định theo quy trình mô tả trong TCVN 6751 (ISO 9169), và theo khuyến nghị nêu trong B.2.2 đến B.2.8.

...

...

...

Thời gian đáp ứng của máy phân tích cần phải được xác định tại lưu lượng dòng mẫu danh nghĩa được nhà sản xuất quy định.

Vì thời gian đáp ứng phụ thuộc nhiều vào lưu lượng dòng mẫu, nên lưu lượng dòng mẫu cần được giữ không đổi trong suốt phép thử (± 10 %).

Cần tính trung bình của bốn lần đáp ứng với nồng độ tăng và trung bình của bốn lần đáp ứng với nồng độ giảm. Nếu trung bình của hai thời gian đáp ứng này khác nhau, thì nên lấy trung bình thời gian đáp ứng dài hơn.

B.2.3. Giới hạn phát hiện

Giới hạn phát hiện của máy phân tích được xác định bằng cách tiến hành ít nhất 30 phép thử tại nồng độ gần bằng “không”. Ước lượng giới hạn phát hiện được tính bằng:

=                                                                                                                     (B.1)

Trong đó

s_o là độ lệch chuẩn của loạt phép đo;

g_mr là khoảng đo của máy phân tích.

...

...

...

B.2.4. Độ lệch

Độ lệch của máy phân tích cần được xác định bằng cách áp dụng ít nhất năm nồng độ khí xấp xỉ nhau phân chia đồng đều dọc trên dải đo, theo tuần tự như sau:

Độ lệch được xác định bằng cách tính giá trị còn lại cho mỗi nồng độ (độ chênh lệch giữa nồng độ của mẫu chuẩn và trung bình kết quả của phép thử). Mỗi nồng độ còn lại cần phải tuân thủ với các tiêu chí về tính năng được đưa ra trong Bảng 1.

B.2.5. Độ trôi điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo

Độ trôi điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo được ước lượng bằng cách áp dụng ít nhất 10 mức điểm “không” và khoảng đo kế tiếp nhau, được phân bố đồng đều trong khoảng thời gian 24 h, và tính cho mỗi độ dốc nồng độ của đường hồi quy tuyến tính. Theo TCVN 6751 (ISO 9169).

B.2.6. Độ nhạy theo các đại lượng ảnh hưởng

Hệ số ảnh hưởng được xác định cho từng đại lượng ảnh hưởng (nhiệt độ, áp suất,...). Tỉ số của phương sai của đại lượng ảnh hưởng so với phương sai tương ứng của đại lượng đo.

Hệ số ảnh hưởng cần được xác định bằng cách áp dụng đại lượng đo cho máy phân tích khi đại lượng ảnh hưởng bên ngoài được đặt theo giá trị “chuẩn”, và sau đó khi đại lượng ảnh hưởng được đặt tại theo một giá trị được chọn.

Hệ số ảnh hưởng có thể thay đổi theo nồng độ của đại lượng đo.

...

...

...

B.2.7. Độ nhạy với chất cản trở

Hệ số cản trở được xác định cho từng chất cản trở. Sử dụng tỉ số của phương sai của chất cản trở với phương sai tương ứng của đại lượng đo.

Hệ số cản trở cần được xác định bằng cách áp dụng đại lượng đo cho máy phân tích không có chất cản trở và sau đó khi chất cản trở được đặt tại giá trị lựa chọn.

Hệ số cản trở có thể thay đổi theo nồng độ của chất cản trở. Một vài phép xác định có thể được thực hiện ngay tại nồng độ “không” và tại nồng độ khoảng 70 % đến 80 % của dải đo. Nếu không có phép đo CO₂ bên trong và tính lại tự động thì CO₂ phải được xác định bằng cách thủ công và chất cản trở đo được (tuyến tính) có thể được tính toán lại.

B.2.8. Độ lặp lại tại mức nồng độ “không” và mức khoảng đo

Để xác định độ lặp lại tại mức nồng độ “không” và khoảng đo, một số phép đo cần được thực hiện lại tại nồng độ “không” và nồng độ khoảng đo. Độ lặp lại cần được tính cho cả loại phép đo (giá trị “không” và giá trị khoảng đo) theo TCVN 6751 (ISO 9169).

Phụ lục C

(Tham khảo)

...

...

...

C.1. Điều kiện cụ thể tại địa điểm

Xem Bảng C.1

Bảng C.1 - Điều kiện cụ thể địa điểm

Các điều kiện đặc trưng

Giá trị/dải đo

Dải đo của máy phân tích (N₂O)

0 mg/m³ đến 400 mg/m³

Nồng độ nghiên cứu của N₂O

< 400 mg/m³

...

...

...

Lưu lượng mẫu

(60 ± 6)l/h

Nhiệt độ trong phạm vi điều chỉnh

285 K

Nhiệt độ không khí xung quanh trong toàn phép đo

283 K đến 308 K

Sự biến đổi điện áp

200 V đến 220 V, hoặc 100 V đến 110 V

...

...

...

100 kPa

Sự thay đổi áp suất khí quyển

< 1 kPa

Sự thay đổi nồng độ CO ngoài hiện trường

14 mg/m³ đến 40 mg/m³

Sự thay đổi phần thể tích CO₂ ngoài hiện trường

10 % đến 13 %

Sự thay đổi nồng độ NO_x ngoài hiện trường

13 mg/m³ đến 56 mg/m³

...

...

...

5 mg/m³ đến 15 mg/m³

Nồng độ N₂O của khí chuẩn

(320 ± 6,4) mg/m³

C.2. Đặc tính tính năng của phương pháp - kết quả của tính đúng đắn trong phép thử

Xem Bảng C.2.

C.3. Tính độ không đảm bảo chuẩn của giá trị phép đo của máy phân tích

C.3.1. Khái quát

Công thức mô hình trong điều này cũng như tính toán độ không đảm bảo từng phần có liên quan đến giá trị đo được của máy phân tích và được tính bằng miligam trên mét khối.

Bảng C.2 - Đặc tính tính năng

...

...

...

Tiêu chí về tính năng

Các kết quả của phép thử tại phòng thí nghiệm và trong quá trình vận hành ngoài hiện trường

Thời gian đáp ứng

200 s

90 s

Giới hạn phát hiện

± 2 % của dải

±1,5 % của dải

Độ lệch

...

...

...

±2 % của dải

Trôi điểm “không” trong 24 h

±2 % của dải

±1 % của dải

Trôi điểm hiệu chuẩn khoảng đo trong 24 h

±2 % của dải

±1 % của dải

Độ nhạy với lưu lượng thể tích mẫu

2 % của dải

...

...

...

Độ nhạy với áp suất khí quyển

2 % của dải cho mỗi 2 kPa

2 % của dải cho mỗi 2 kPa

Độ nhạy với nhiệt độ không khí xung quanh

2 % của dải cho mỗi 10 K

1 % của dải cho mỗi 10 K

Độ nhạy với điện thế tại mức khoảng đo

2 % của dải trên 10 V

1 % của dải cho mỗi 10 V

...

...

...

Tổng £ ±6 % của dải

CO₂ tại 14%

CO tại 300 mg/m³

NO₂ tại 40 mg/m³

NO tại 320 mg/m³

SO₂ tại 200 mg/m³

Tổng £ ±6 % của dải

2,8 %

2,3 %

...

...

...

0,1 %

0,1 %

Thất thoát và rò rỉ trong ống lấy mẫu và hệ thống ổn định mẫu

2 % giá trị đã đo

2 % giá trị đã đo

Độ lệch chuẩn lặp lại trong phòng thí nghiệm tại điểm “không”

1 % của dải

0,2 % của dải

Độ lệch chuẩn lặp lại trong phòng thí nghiệm tại mức khoảng đo

...

...

...

0,2 % của dải

C.3.2. Các thành phần cần để xác định độ không đảm bảo

Nồng độ N₂O ví dụ tính bằng miligam trên mét khối bằng với nồng độ do máy phân tích đưa ra ống với số hiệu chính do sai lệch của các đại lượng ảnh hưởng và đặc tính tính năng của máy phân tích. Công thức (C.1) cho biết công thức mô hình thống kê tương ứng được dùng cho phép ước lượng độ không đảm bảo:

                                                 (C.1)

Trong đó

g_read là nồng độ của N₂O do máy phân tích đưa ra;

 là số hiệu chính cho độ lệch

 là số hiệu chính cho trôi điểm “không”;

 là số hiệu chính cho trôi điểm hiệu chuẩn trên khoảng đo;

...

...

...

là hiệu chính cho điều chỉnh;

 là hiệu chính cho cản trở (ví dụ CO, CO₂, NO₂, SO₂);

là hiệu chính cho các đại lượng ảnh hưởng (ví dụ nhiệt độ xung quanh áp suất khí quyển, lưu lượng mẫu, hiệu điện thế).

Hiệu chính là cụ thể cho từng máy phân tích. Đôi khi giá trị hiệu chính bằng “không”. Ví dụ, thông số ảnh hưởng có thể tăng hoặc giảm trong thời gian đo và thường không được quan trắc. Do vậy, cần xem xét để số hiệu chính tốt nhất là bằng “không”.

Cho dù sự hiệu chính bằng “không” hoặc khác “không”, thì độ không đảm bảo có liên quan đến các số hiệu chính này cần phải được xem xét khi tính độ không đảm bảo. Vì số hiệu chính được nêu trong Công thức (C.1) chưa được hiệu chính, nên độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp gắn với phép đo nồng độ  được cho là căn bậc hai của tổng các bình phương của độ không đảm bảo từng thành phần u_i:

                                     (C.2)

Trong đó:

u_doc là độ không đảm bảo của số đọc trên máy phân tích;

u_lof là đóng góp của độ không đảm bảo do độ lệch;

...

...

...

u_d,s đóng góp của độ không đảm bảo do trôi điểm hiệu chuẩn trên khoảng đo;

u_rep đóng góp của độ không đảm bảo do độ lặp lại của phép đo;

u_adj đóng góp của độ không đảm bảo do điều chỉnh;

u_i đóng góp của độ không đảm bảo do cản trở;

u_infj đóng góp của độ không đảm bảo do đại lượng ảnh hưởng.

Độ không đảm bảo mở rộng được U() xác định bằng Công thức (C.3):

U() = 1,96 u()                                                                                                  (C.3)

Đối với Công thức C.2, độ không đảm bảo được xác định từ số liệu của phép thử, khi sự phân bố xác suất của các giá trị là phân bố vuông góc đối với các thông số chủ yếu và là phân bố chuẩn đối với một số thông số khác. Hệ số phủ 1,96 có thể được dùng vì số các phép đo được dùng để xác định đóng góp độ không đảm bảo và số bậc tự do được gắn là đủ cao hoặc phân bố vuông góc được thừa nhận.

Trong trường hợp phân bố vuông góc, độ không đảm bảo tiêu chuẩn cho từng đặc tính tính năng được tính theo ISO 14956 bằng Công thức (C.4):

...

...

...

Trong đó

x_i,min là giá trị nhỏ nhất của số đọc trung bình bị ảnh hưởng bởi đặc tính tính năng i trong quá trình thử tính năng;

x_i,max là giá trị lớn nhất của số đọc trung bình bị ảnh hưởng bởi đặc tính tính năng i trong quá trình thử tính năng;

x_i,adj là giá trị số đọc trung bình với các đại lượng ảnh hưởng tại giá trị chuẩn của nó quá trình thử tính năng.

Công thức (C.4) có thể được đơn giản hóa trong ba trường hợp sau:

- Nếu giá trị x_i,adj là ở giữa khoảng ngoài do giá trị lớn nhất x_i,max và giá trị nhỏ nhất x_i,min của tất cả các giá trị x_i, sau đó độ không đảm bảo chuẩn u_i được tính bằng Công thức C.5:

                                                                                               (C.5)

- Nếu giá trị tuyệt đối của độ lệch đo được nằm ở trên và dưới giá trị giữa là bằng nhau (xem Công thức (C.6), độ không đảm bảo chuẩn được tính bằng Công thức C.7:

...

...

...

u_i =                                                                                                         (C.8)

C.3.3. Đóng góp độ không đảm bảo từng thành phần

Độ không đảm bảo liên quan đến số đọc nồng độ do độ phân giải của máy phân tích và của thu thập dữ liệu. Độ không đảm bảo được xem như không đáng kể.

Đóng góp của độ không đảm bảo do độ lệch được xác định từ độ lệch chuẩn tối đa giữa giá trị đo được và giá trị được đưa ra qua phép hồi quy tuyến tính đạt được trong thử trong phòng thí nghiệm. Thừa nhận rằng độ lệch có xác suất bằng với bất kỳ giá trị nằm trong khoảng [-;+]  độ không đảm bảo chuẩn được tính bằng cách ứng dụng phân bố xác suất vuông góc.

Đối với độ trôi điểm “không” và điểm hiệu chuẩn khoảng đo, cho rằng độ trôi có cùng xác suất với giá trị kể cả trong khoảng [-;+] và [-,+] Độ không đảm bảo chuẩn được tính bằng cách ứng dụng phân bố xác suất vuông góc.

Độ không đảm bảo chuẩn do lặp lại bằng với độ lệch chuẩn lặp lại được tính từ kết quả của phép đo lặp lại. Một vài phép thử có thể được tiến hành ở các nồng độ khác nhau (tại ít nhất mức “không” và khoảng đo). Chỉ một trong các giá trị này được đưa vào ước lượng độ không đảm bảo. Giá trị có thể được chọn, ví dụ dựa trên khoảng đo dự kiến, nghĩa là như độ lệch chuẩn lặp lại tương ứng với nồng độ gần nhất đo được trong ống khói, hoặc như là độ lệch chuẩn lặp lại cao nhất liên quan đến nồng độ đo được trong ống khói.

Việc đóng góp độ không đảm bảo do điều chỉnh được tính từ độ không đảm bảo của khí hiệu chuẩn. Nói chung, độ không đảm bảo do nhà sản xuất đưa ra là độ không đảm bảo mở rộng. Nếu độ không đảm bảo mở rộng U_cal của khí hiệu chuẩn được thể hiện bằng giá trị phần trăm thì độ không đảm bảo do điều chỉnh tại khoảng đo  được tính bằng Công thức (C.9):

u_adj =                                                                                                                 (C.9)

Các đại lượng ảnh hưởng, như nhiệt độ xung quanh, áp suất khí quyển, lưu lượng mẫu và hiệu điện thế được thử nghiệm cho một giá trị của thông số và hiệu ứng của các đại lượng ảnh hưởng được xem như là tỉ lệ với giá trị của thông số. Hiệu chính hiệu ứng của đại lượng ảnh hưởng j, cũng tỉ lệ với phương sai của chúng.

...

...

...

Trong đó

 là thay đổi trong đại lượng ảnh hưởng j;

b_j là hệ số độ nhạy của đại lượng ảnh hưởng j.

Độ không đảm bảo chuẩn do đại lượng ảnh hưởng j được tính bằng Công thức C.11:

u_{inf j} =b_j u(x_j)                                                                                                                   (C.11)

Trong đó u(x_j) là độ không đảm bảo liên quan đến phương sai của đại lượng ảnh hưởng j.

Hệ số độ nhạy của đại lượng ảnh hưởng được xác định trong phép thử trong phòng thí nghiệm. Độ không đảm bảo chuẩn liên quan đến phương sai của đại lượng ảnh hưởng có thể được ước lượng dựa trên phân bố vuông góc của các giá trị, x_j, của đại lượng ảnh hưởng.

Trường hợp có các chất cản trở thì tương tự như trường hợp các đại lượng ảnh hưởng. Sự ảnh hưởng của các chất cản trở được thử đối với một nồng độ của một chất cản trở và cũng tỉ lệ với giá trị của thông số, nghĩa là sự hiệu chính hiệu ứng của chất cản trở là tỉ lệ với phương sai của chúng.

C.3.4. Kết quả của tính độ không đảm bảo

...

...

...

Đặc tính tính năng

Độ không đảm bảo chuẩn

Giá trị của độ không đảm bảo chuẩn tại giới hạn trên của khoảng đo thấp nhất đã dùng

mg/m³

Độ lệch

u_lof

= 4,62

Trôi điểm “không”

u_d,z

...

...

...

Trôi điểm hiệu chuẩn khoảng đo

u_d,s

= 2,31

Độ lệch chuẩn lặp lại trong phòng thí nghiệm tại điểm “không”

u_rep

(0,2/100)x400 = 0,8

Độ không đảm bảo của khí chuẩn

u_adj

= 3,2

...

...

...

x= 1,62

x = 1,33

x = 0,23

x = 0,06

...

...

...

Độ nhạy đối với lưu lượng mẫu

u_inf,svf

= 2,31

Độ nhạy đối với áp suất khí quyển

u_inf,ap

= 4,62

Độ nhạy đối với nhiệt độ xung quanh

u_inf,ap

x 400 x = 5,04

...

...

...

u_inf,v

x 400 x = 4,62

C.3.5. Độ không đảm bảo tổng hợp

Độ không đảm bảo tổng hợp tính bằng miligam trên mét khối được tính theo công thức C.12:

 =  = 10,5                                                                                                   (C.12)

C.3.6. Độ không đảm bảo mở rộng

Độ không đảm bảo mở rộng tính bằng miligam trên mét khối được tính theo Công thức C.13:

= 1,96                                                                                                   (C.13)

= 20,6

...

...

...

Tổng của các hiệu ứng của chất cản trở với các tác động tích cực được tính như sau:

S = 2,8 % + 2,3 % + 0,4 % + 0,1 % + 0,1 % = 5,7 %                                                       (C.14)

Tổng này nhỏ hơn tiêu chí tính năng 6 % của khoảng.

Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp và độ không đảm bảo chuẩn mở rộng thu được ở đây là 10,5 mg/m³ và 20,6 mg/m³, tương ứng, nhưng thấp hơn 18,1 mg/m³ và 36,2 mg/m³, tương ứng, mà được tính bằng cách sử dụng các giá trị tiêu chí tính năng trong Bảng 1.

Giá trị của đặc tính tính năng thu được từ phép thử tính năng chung, phép thử trong phòng thí nghiệm và phép thử khi vận hành ngoài hiện trường tuân thủ với các yêu cầu.

Kết luận: Phương pháp đo đáp ứng đầy đủ với các yêu cầu.

Phụ lục D

(Tham khảo)

...

...

...

D.1. Khái quát

Đối với phép xác định đặc tính tính năng, tiến hành phép thử liên hai phòng thí nghiệm và phép thử ngoài hiện trường.

D.2. Tính năng lắp đặt

D.2.1. Phép thử được tiến hành tại nơi lắp đặt nêu trong D.2.2 và D.2.3.

D.2.2. Ống dẫn khí thử được thử với bốn mức nồng độ khí N₂O tinh khiết và sáu khí N₂O có các nồng độ của các thành phần cản trở khác nhau.

Có bốn phòng thí nghiệm và năm máy phân tích tham gia. Điều tra khảo sát được tiến hành tại ba mức nồng độ N₂O và với nồng độ các chất cản trở khác nhau CO₂, CO và SO₂ tại một mức nồng độ N₂O.

D.2.3. Lò đốt bùn thải, được trang bị với hệ thống lắp đặt để sau đốt cháy, bụi ở bộ thu hồi tĩnh điện và bộ lọc khí ống khói ẩm cũng được thử nghiệm.

Bốn đội thử nghiệm với sáu máy phân tích tham gia. Đặc tính khí ống khói được nêu trong Bảng D.1.

Bảng D.1 - Đặc tính khí ống khói trong phép thử ngoài hiện trường tại lò đốt bùn thải

...

...

...

m³/h

O₂

%

CO₂

%

CO

mg/m³

NO_x as NO₂

mg/m³

...

...

...

mg/m³

N₂O

mg/m³

20 500 đến 24 000

9 đến 11,5

10 đến 13

14 đến 40

13 đến 56

5 đến 15

...

...

...

D.3. Độ lặp lại, tái lập và độ không đảm bảo trong phép thử trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường

D.3.1. Khái quát

Độ lệch chuẩn lặp lại, đối với mỗi mức nồng độ, hệ số phương sai của độ lặp lại, độ lệch chuẩn tái lập ở mỗi mức nồng độ, hệ số phương sai của độ tái lập, độ lệch chuẩn tái lập ở mỗi mức nồng độ, độ không đảm bảo chuẩn (bao gồm độ lệch chuẩn tái lập phép thử liên phòng thí nghiệm cũng như độ chệch) và hệ số phương sai của độ không đảm bảo chuẩn được tính theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2), dùng kết quả từ phép thử liên phòng thí nghiệm tại bộ lấy khí và từ phép thử ngoài hiện trường ở lò đốt bùn thải (D.2.3).

D.2.3. Kết quả của phép xác định độ lặp lại, tái lập và độ không đảm bảo

D.3.2.1. Kết quả của điều tra liên phòng thí nghiệm được nêu trong Bảng D.2 (không có chất cản trở) và trong Bảng D.3 (có chất cản trở).

Bảng D.2 - Đặc tính tính năng theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2); kết quả của phép thử liên phòng thí nghiệm tại bộ lấy mẫu khí, với sự tham gia của bốn phòng thử nghiệm và năm máy phân tích

Các đặc tính tính năng

Mức nồng độ

...

...

...

1

2

3

4

Số lượng kết quả thử, n

60

60

60

...

...

...

Giá trị mong muốn, mg/m³

35,5

170,7

104,5

0,0

Giá trị lớn nhất, , mg/m³

35,6

172,5

104,3

...

...

...

Độ lệch chuẩn lặp lại, s_r,j, mg/m³

0,12

0,35

0,06

0,24

Độ lệch chuẩn lặp lại, s_R,j, mg/m³

0,65

0,43

1,20

...

...

...

Hệ số phương sai lặp lại, C_V,r, %

0,3

0,2

0.1

_^a

Hệ số phương sai tái lập, C_V,R, %

1,8

0,3

1,1

...

...

...

Độ không đảm bảo chuẩn, u _j, mg/m³

0,74

1,98

1,33

0,39

Hệ số phương sai độ không đảm bảo chuẩn (độ không đảm chuẩn tương đối, liên quan tới giá trị lớn nhất), C_V,u, %

2,1

1,1

1,3

...

...

...

^a Tính toán không có lợi tại mức “không”

Bảng D.3 - Đặc tính tính năng theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2); kết quả của phép thử liên phòng thí nghiệm tại bộ lấy mẫu khí, với sự tham gia của bốn phòng thử nghiệm và bốn máy phân tích (mức nồng độ 5: năm máy phân tích)

Các đặc tính tính năng

Mức nồng độ

Các cản trở

...

...

...

6

7

8

9

10

5 % CO₂

10 % CO₂

10 % CO₂

10 % CO₂

...

...

...

10 % CO₂

80 mg/m³ CO

240 mg/m³ CO

400 mg/m³ CO

120 mg/m³ CO

230 mg/m³ SO₂

...

...

...

54

48

48

48

48

48

Giá trị mong muốn, mg/m³

62,9

66,1

...

...

...

60,4

65,9

64,9

Giá trị lớn nhất, , mg/m³

61,0

64,0

64,5

69,2

64,3

...

...

...

Độ lệch chuẩn lặp lại, s_r,j, mg/m³

0,12

0,08

0,08

0,04

0,14

0,92

Độ lệch chuẩn lặp lại, s_R,j, mg/m³

2,76

...

...

...

2,31

2,53

3,00

3,84

Hệ số phương sai lặp lại, C_V,r, %

0,2

0,1

0,1

0,1

...

...

...

1,5

Hệ số phương sai tái lập, C_V,R, %

4,5

3,8

3,6

3,7

4,7

6,1

Độ không đảm bảo chuẩn, u _j, mg/m³

...

...

...

3,47

3,57

9,39

3,68

4,76

Hệ số phương sai độ không đảm bảo chuẩn (độ không đảm chuẩn tương đối, liên quan tới giá trị lớn nhất), C_V,u, %

6,2

5,4

5,5

...

...

...

5,7

7,6

Có thể thấy rằng độ không đảm bảo chuẩn với chất cản trở trong khi mẫu là rất thấp; nằm trong khoảng từ 1,1 % đến 2,1 % liên quan đến giá trị trung bình (hệ số phương sai của độ không đảm bảo chuẩn). Có thể thấy phần chính của độ không đảm bảo này là do áp dụng phương pháp với những máy phân tích khác nhau và các phòng thí nghiệm khác nhau (tái lập). Nếu một phòng thí nghiệm được vận hành, độ lệch chuẩn lặp lại (hoặc tương ứng với hệ số phương sai) là rất thấp.

Với các khí thử có chứa CO₂, CO và SO₂ như là chất cản trở, độ không đảm bảo chuẩn tăng đến 5,5 % đến 7,6 % với một giá trị ngoại lai 13,6 %. Tuy nhiên, có thể thấy rằng độ không đảm bảo này là chủ yếu do độ tái lập (các phòng thí nghiệm vận hành khác nhau). Độ tái lập như trung bình của độ lệch trong một phòng thí nghiệm vận hành là thấp hơn rất nhiều.

D3.2.2. Đánh giá tại lò đốt bùn thải

Kết quả của phép thử liên phòng thí nghiệm trên lò đốt bùn thải được nếu trong Bảng D.4. Giá trị của đặc tính tính năng thường cao hơn tại giá trị tại bộ lấy mẫu khí. Trường hợp này, không kể trường hợp khác, do nồng độ N₂O thay đổi nhiều trong khí xả của lò đốt. Nói chung, trong điều kiện hiện trường, có thể xảy ra sự phân tán tương đối rộng của giá trị đo. Độ không đảm bảo chuẩn tương đối của phương pháp dưới điều kiện hiện trường thực nằm trong khoảng 7,4 % đến 12,1 %.

Bảng D.4 - Đặc tính tính năng theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2); kết quả của phép thử liên phòng thí nghiệm tại lò đốt bùn thải, với sự tham gia của bốn phòng thử nghiệm và sáu máy phân tích (mức nồng độ 1 và 2: năm máy phân tích)

Các đặc tính tính năng

Mức nồng độ

...

...

...

2

3

4

5

6

7

8

9

Số kết quả thử, n

...

...

...

30

36

42

36

18

18

18

18

Giá trị trung bình chung,  , mg/m³

...

...

...

214,6

120,9

149,7

69,4

191,5

166,2

56,8

61,5

Độ lệch chuẩn s_j tại mức j, mg/m³

...

...

...

15,9

10,9

14,1

8,41

17,2

20,2

6,68

6,13

Hệ số phương sai của độ không đảm bảo chuẩn (độ không đảm bảo chuẩn tương đối, liên quan tới giá trị trung bình chung), C_V,u, %

...

...

...

7,4

9,0

9,4

12,1

9,0

8,1

11,8

10,0

...

...

...

(Tham khảo)

Quy trình thử rò rỉ

E.1. Phương pháp A

E.1.1. Lắp hệ thống lấy mẫu hoàn chỉnh, kể cả nạp bộ lọc và bộ hấp thụ.

E.1.2. Để bộ lấy mẫu nóng đến nhiệt độ vận hành của nó.

E.1.3. Làm kín đầu lấy mẫu.

E 1.4. Đóng đầu lấy mẫu và bật (các) bơm.

E 1.5. Sau khi đạt áp suất nhỏ nhất đọc lưu lượng dòng.

E.1.6. Lưu lượng dòng rò rỉ không được vượt quá 2 % của lưu lượng dòng khí mẫu dự kiến.

...

...

...

E 2.1. Lắp hệ thống lấy mẫu hoàn chỉnh, kể cả nạp bộ lọc và bộ hấp thụ.

E 2.2. Để bộ lấy mẫu nóng đến nhiệt độ vận hành của nó.

E 2.3. Gắn đầu lấy mẫu.

E 2.4. Hút chân không hệ thống lấy mẫu đến áp suất thấp khoảng 10 kPa.

E 2.5. Đóng khóa hệ thống lấy mẫu ở phía trước bơm.

E 2.6. Đọc áp suất trong hệ thống lấy mẫu sau 1 min.

E 2.7. Tính áp suất cho phép tối đa tăng theo thời gian, tính bằng kilopascal trên phút, hoặc tính theo Công thức (E.1):

 = p₁-p₂ = q_vp_a                                                                                                      (E.1)

Trong đó:

...

...

...

p₂ là áp suất trong hệ thống lấy mẫu sau 1 min, tính bằng kilopascan;

 là độ rò rỉ cho phép của hệ thống lấy mẫu, tính theo phần trăm thể tích;

V₁ là thể tích bên trong của hệ thống lấy mẫu, tính bằng lít;

q_v là lưu lượng dòng dự đoán để lấy mẫu, tính bằng lít trên phút;

p_a là áp suất khí quyển, tính bằng kilopascan.

VÍ DỤ

- Thể tích bên trong của hệ thống lấy mẫu V₁ = 8 I;

- Tốc độ từng phần trong khi lấy mẫu

- Áp suất tối thiểu trong quá trình lấy mẫu

...

...

...

- Áp suất không khí xung quanh

Đưa các giá trị này vào Công thức (E.1) kết quả là:

 = 102 x 0,02/8 x 20 = 5,1 kPa/min

Và sau 1 min, p₁ cần phải thấp hơn:

p₁ = p₀ + = 15,1 kPa

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 8244-2:2010 (ISO 3534-2:2006), Thống kê học - Từ vựng và ký hiệu. Phần 2: Thống kê ứng dụng.

[2] TCVN 6910-2 (ISO 5725-2), Độ chính xác (độ đúng và độ chụm) của phương pháp đo và kết quả đo. Phần 2: Phương pháp cơ bản xác định độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp đo tiêu chuẩn.

...

...

...

[4] TCVN 8712:2011 (ISO 12039:2001), Phát thải nguồn tĩnh - Xác định cacbon monoxit, cacbon dioxit và oxy- Đặc tính tính năng và hiệu chuẩn các hệ thống đo tự động

[5] ISO 20988, Air quality - Guidelines for estimating measurement uncertainty

[6] ISO/TS 21748:2004, Guidance for the use of repeatability, reproducibility and trueness estimates in measurement uncertainty estimation

[7] EN 13284-1, Stationary source emissions - Determination of low range mass concentration of dust - Part 1: Manual gravicmetric method

[8] EN 14792, Stationary source emissions - Determination of mass concentration of nitrogen oxides (NO_x) - Reference method: Chemiluminescence

[9] EN 15259, Air quality - Measurement of stationary source emissions - Requirements for measurement sections and sites and for the measurement objective, plan and report

[10] VDI 2469 Part 1, Gaseous emission measurement - Measurement of nitrous oxide - Manual gas chromatography method

[11] VDI 2469 Part 2, Gaseous emission measurement - Measurement of nitrous oxide - Automatic infrared spectrometric method

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8713:2011 (ISO 21258:2010) về Phát thải nguồn tĩnh - Xác định nồng độ khối lượng của dinitơ monoxit (N2O) - Phương pháp tham chiếu: Phương pháp hồng ngoại không phân tán