探头。无论采用何种取样探头，都应对探头取样样品的代表性进行论证。 试验用的取样探头和真空泵应能连续向分析仪提供足够的烟气流量。 如果需要论证在整个烟道横截面取样样品的代表性，应该有足够的取样探头覆盖取样截面。 取样探头应足够长，以对整个烟道横截面进行测量。取样探头的布置方法和步骤应事先由试验参 与各方协商确定。

6.2.3输送及调节系统

测量烟度、固体颗粒物、气相组分的取样传输管线应是相互独立的。 通常气态组分的测量系统的主要组件，如图1所示。当使用特殊的分析仪时，系统应做适当相应 改动。 根据分析仪操作原理不同，需对样品进行相应的处理。为了避免样品组分的冷凝，整个取样管线 应被加热至高出烟气冷凝温度至少10℃。 当样品经过一个水分离装置时，至少到该设备之前的样品管线均应加热。 对于硫含量低于1%（质量比）的天然气或轻烃燃料，需至少被加热至150℃。为此，建议对所有 设备（包括泵）进行加热，温度通常应控制在土5℃以内。取样管线中所有设备有以下几点要求： a）所有与样品有接触的材料应为非反应性材料（不锈钢或等同材料）。 b）为去除出厂时管道内携带的残留溶剂，推荐使用纯氮连续吹扫聚四氟乙烯（PTFE）管。在此

过程中，该管线应加热到为分析特殊组分所规定的温度。 需确保所有接头和组件无泄漏。 1） 所有组件应设计为能在规定温度的范围内工作。 当不可避免地使用较长管线时，推荐在测量系统中加入一个二级泵以提供足够的烟气流量。 仪器与探头之间的取样传输时间应尽可能短，最好不超过30s

图1气态组分的测量系统设计

分析仪器应完整地配备必要的流量控制元件，如调节器、阀门、流量计等。样品接触的材料应具 有抗腐蚀性，如不锈钢或加碳聚四氟乙烯（PTFE）。整个取样系统的样品温度应根据当地大气压力维 持在合适数值，以避免水和碳氢化合物冷凝。 按照本标准第7章所述，所有测量用分析仪均应进行必要的性能检测。

6.3进行试验、试验报告及评价

验应在燃气轮机达到ISO2314：1989所规定的稳定运行状态后进行。试验期间，以干空气中水 质量含量表示的环境湿度应在土0.5g/kg范围之内。如果环境条件变化并超过上限值，需在各方协 行修正。 试验开始前、结束后应对分析仪进行校准。

整个系统应在试验前检查并定期进行检查。应对系统连接的紧密性进行专门检查。所有试验用仪 器应在制造商规定的测试步骤确定的时间内进行必要的性能检定。 分析仪读数稳定后，开始进行多次测量（至少3次），同时采集燃气轮机性能参数。 易受温度变化产生校准漂移的仪器应放置于一个稳定的热源环境中。 三次单独试验测量值的算数平均值构成一个完整的试验。每个测量值的最短取样时间至少为1mir 并加上系统平均响应时间。测量值应是取样时间内稳态浓度的平均值（见7.9)。 为达到事先协商好的准确度，颗粒物的测量时间应延长。 试验报告格式，参见表A.1。 评价可按表A.2中的实例计算进行。表A.2的说明见第9章

组分测量可用的分析仪类型见表3。本章只提供列表中第一种类型分析仪的详细说明。在各方协 情况下也可以使用其他类型的分析仪。

表3各组分测量可用的分析仪类型

7.2NO.分析仪的规范

7.2NO.分析仪的规范

NO.浓度的测量应采用化学发光法，即测量NO与O3反应时的发光强度。由于这种方法对 敏感，样品需先流经一个NO，转换为NO的转化器。测量时，应记录总的NO.浓度与原有的

度，NO,的浓度就等于两者之差。仅NO.浓度是

1O.分析仪的主要性能规

对于工作在制造商规定的环境下仪器的主要性能规范见表4。

表4NO.分析仪的主要性能规范

CO与CO2应采用非分散性红处法（NDIR）分析仪测量。该分析仪利用平行参考气室和料 不同的能量吸收率，并利用不同气室或（和）电子回路的变化以获得所要求的测量灵敏度。采 吸收过滤器和（或）光学过滤器（最好用后者），可以把由于吸收带重叠产生的气体于扰减至最

7.3.2CO和CO,分析仪的主要性能规范

在制造商规定的环境条件下仪器的主要性能规范

表5CO分析仪的主要性能规范

“采用修正这一做法已经有很多成功的实践经验

表6CO,分析仪的主要性能规范

7.3.3CO和CO,分析仪的特殊要求

7.3.3.1操作方面

优先的操作方式是基于样品干态下进行样品分析，此时保持样品在校准和测试过程中分析 处样品压力稳定控制在0.2kPa以内。采用这种操作方式，无论何时要求测量SO2和（或）O2组 CO和CO分析仪可与相应的SO,和O,分析仪串联使用

7.3.3.2样品温度

在基于干态（最好）测量CO和CO2时，（根据6.2取样系统配集水箱）分析仪内取样单元 应稳定在不低于40℃，波动范围土2℃。如在各方协商一致，且使用轻烃燃料的情况下，样品也 “湿态”下分析。此时，取样室及在该系统内与样品接触的所有其他部分的温度应稳定在不低于

波动范围土2℃。同时应对水的干扰进行修正

7.4SO2分析仪的规范

硫氧化物应最好利用燃料分析计算得到 因此应首先假设燃料中的硫全部被氧化成SO2 烟气中SO，的预期浓度超过较低检测限值4mg/m时，需要考虑测量SO2。

7.4.2SO.分析仪的主要性能规范

4.2.2其他气体的影响

7.4.2.3主要性能规范

对于工作在制造商规定的环境条件下仪器的主要性能规范见表7

表7SO,分析仪主要性能规范

7.5UHC分析仪的规范

测量未燃烧或部分燃烧后的碳氢化合物应采用火焰离子探测法。 当未燃烧的碳氢化合物气体相继在独立控制的火焰中燃烧时，碳氢键断开会产生与之成比例的电 离数。 该方法测量得到所有碳氢化合物的总数。对于要求测量的挥发性有机化合物（VOC）来说，必须 对各个碳氢化合物加以区分，以排除非VOC的成分。 注：在某些特定的环境下，外界的碳氢化合物含量甚至比燃气轮机排气中的含量要高，可在测试前、后将烟气取 样探头置于空气中取样测试进行验证。如果周围空气中碳氢化合物含量很高，需要同时测量的话，可在燃气 轮机进口附近位置再加装一套取样管线，此取样管线不需要被加热，可在湿态下测量碳氢化合物，样品温度 与未加热管线的温度一致。

7.5.2UHC分析仪的主要性能规范

造商规定的环境条件下仪器的主要性能规范见表

表8UHC分析仪主要性能规范

7.5.3扰与对碳氢化合物变化的响应

7.5.3.1分析仪所用气体应是40%氢气（H2）与60%氢气（He）的标准气体混合物。这样可以减少下 列因素引起分析仪输出的变化。 a）不同的氧含量。 b）不同的碳氢化合物种类。 这些是燃气轮机在不同运行工况下的排放特性。氮气（N2）也可替代氢气（He）。 7.5.3.2产生火焰需要空气，如果空气中含有少量残余的有机物质，有机物（CH4）的体积浓度应小于 满刻度偏差的10%，且任何情况下都不能大于10ppmC1。实践证明，使用人工合成空气是一种好办法。 7.5.3.3为测量由于样品中氧气含量的变化引起的仪器输出的变化，应对以下气体的读数做比较： a）零空气中含有500ppmC，等同于零空气中含有500/3ppm丙烷。

b）氮气中含有500ppmC1，等同于氮气中含有500/3ppm丙烷。 以上两种读数之间的差别应小于2%。 7.5.3.4为测量由于样品中碳氢化合物含量的变化引起的仪器输出的变化，应对以下气体的读数做 比较： a) 零空气中含有500ppmC丙烷。 b）零空气中含有500ppmC丙烯。 c）零空气中含有500ppmC：甲苯。 d）零空气中含有500ppmC正已烷。

7.5.4VOC的测定

氨的测量是基于NO2、NO转化器两种设计的不同性能，配合7.2节中提及的化学发光法仪器进行 使用。由于转化器的材料的不同（不锈钢与碳），它们与烟气中的NO2和NH3成分的反应不同。 不锈钢转化器通常的工作温度在700℃左右。在此温度下NH，完全氧化为NO，根据以下反应式

4NH,+50,→4NO+6H,0

要注意此测量方法会产生不正确的NO结果。 炭转化器工作温度为300℃，在此温度下NH没有被氧化。根据以下反应式，NO,会转化为NO：

测量NO.NH.所用转化器流程图如图2所示。

NO, +C→NO+CO

图2测量NO.NH,所用转化器流程图

利用两种不同转化器的不同性能来确定烟气中NH3的含量，如图2所示。转化器和光化学仪器的 操作方法符合7.2.2所述要求。转化器的设 以氧化NH和转化NO，得到NO

7.6.3转化器效率修正

如果测量值接近要求的限值，应用转化器效率来修正读数。 转化器的效率表达式为

100×(No,转化后一中No） NH, = NH, 100×(NO.转化后一中No) NO2 dNo,

利用顺磁式原理对氧气进行测量。 氧分子具有顺磁性，它们在不均匀的磁场中被吸引向高磁场方向。 如果两种具有不同氧气含量的气体被带入同一磁场中，它们之间会产生压力差。一种气体是样 品，另一种是参考气体。测量燃气轮机排放物时，采用氧气含量为20.95%的氮气作为参考气体。该气 体通过两支管路引入测量室，典型的氧分析仪功能图如图3所示。在其中一支管路中将参考气体与样 品在磁场混合。所有的管路都是联通的，随氧含量成比例的压力差Ap会产生一个流量，该流量由微流

传感器转化成电信号产生

7.7.2主要性能规范

对于工作在制造商规定的环境条件下仪器的主要性能规范见表9

图3典型的氧分析仪功能图

表9氧分析仪主要性能规范

多数气体会表现出顺磁性，顺磁性会对氧气读数产生影响。这些影响相对于整个测量准确度

忽略的。如果在各方协商一致下，该影响也可以

7.8烟度分析仪的规范

采用ISO5063：1978中所述方法进行测量。 烟度的测量并不是固体颗粒物的测量。需要测量固体颗粒物时，相关的测量方法见7.9。 燃气轮机排气烟度的浓度等级指定使用烟点数来计量，也被称为Bacharach数，烟点的计量范围为 一9，其较低值与烟度的对数较低值对应。

7.8.2.1泵（手动）

通过直径6mm的有效表面积，允许泵一次工作循环吸入160cm土5%的体积流量【每平方厘米的 有效表面积接近（570土28.5）cm的体积流量]，泵的冲程应为200mm左右。 注：如果烟取样温度偏离正常的环境温度，建议通过测量样品的温度并用修正曲线调整烟点数的读数至体积流量 为570cm（每平方厘米有效表面积），对读数进行修正。 在将滤纸加入到夹缝中之前，事先应把夹滤纸的设备固定，使系统具有良好的气密性以确保泵在 开始操作和加热时烟气没有发生冷凝。

外径为6mm，并满足7.8.2.1中的要求。

滤纸有（85土2.5）%的光学反射率。测量时，将滤纸放置在一个反射率大于75%的表面上， 为3dm/min（每立方厘米有效表面积）的净空气，穿过滤纸后会产生一个2kPa～10kPa的压降。

7.8.2.4灰度等级

由0～9十个等级组成，从白色到深灰色均等间隔分布。这些等级以标记的样品的形式存在，或者 通过光学反射率（85土2.5）%的纸基或塑料基获得。 每个等级的识别号以1/10递减，并以对于样品中入射光的反射部分所占百分数的形式表示。 标号0对应于纸基，例如，标号6即表示入射光的反射部分减少60%。 刻度上每个点上反射率的公差最多应为其反射率的3%。 如果刻度被透明的塑料盖保护，其作用是使测试点和标准等级都通过相同厚度的保护膜进行观

7.8.3烟点数的测定

拧开固定纸的设备，将滤纸插入泵的缝隙并拧紧设备。 将取样探头垂直地插入烟道，保证取样探头与烟道测孔之间有足够的气密性。 取样时可以采用手动泵或者电动泵。 当使用手动泵时，要进行十次吸气。每次吸气应是有规律的，持续时间为2s～3s。当操作人员不 再感到活塞的反应时，一次吸气结束。 拔出烟气中的取样探头，拧开固定装置并小心取出滤纸。

纸带对着标准刻度尺的背面放置，目测比较测试点与标准刻度。通过标准刻度中心孔检查点。 线最接近测试点的刻度值。对于0～4之间的刻度间隔，需要特别注意估计中间等级。 在烟道不同位置选取足够多的取样点，以确保获得具有代表性的结果。

7.9固体颗粒物分析仪的规范

图4质量法测量的固体颗粒物浓度取样系统 （主分离器在管道内侧）

4质量法测量的固体颗粒物浓度取样系统

（主分离器在管道内侧）

特定烟气系统如不适合采用不锈钢材料，则应采用耐高温、耐腐蚀的材料组成，如材料为玻 羊探头、弯头、传输管线和分离器等，主分离器由一个过滤套组成。在固体颗粒物量较大并在 同内可能装满过滤套时，需要再加装一个预分离器，如旋风分离器。过滤套的材质应能够承受 ，且化学性质稳定，应足够细密，满足全部过滤颗粒样品的要求

7.9.3主要性能指标

图5质量法测量的固体颗粒物浓度取样系统 （主分离器在管道外侧）

固体颗粒物分析系统（SPAS）的性能取决于代表性样品正确的采集、传输、分离与计量。 除非有先前试验证明并经试验各方协商同意，否则只有当采样横截面每平方米至少4个采样点 时，样品才应当被认为是有代表性的。通常取样点的个数在12～20之间。 同时，取样点截面应布置在任何类型的连续流动扰动（弯曲、膨胀、收缩等）的下游至少8D处 （D，为水力直径）和上游2D处。如果这些条件在实际中无法实现，相应的尺寸可分别缩短至2D和 1D。在这种情况下，取样点的个数应当增加

样品采集时，应使用单孔取样探头。取样探头的设计和SPAS的操作过程中应保证空气动力直径小 于5um的颗粒由于不等速取样造成的偏差在土10%以内。取样探头轴向偏离角度应不超过土10°。固体 颗粒物取样探头示例如图6所示。 取样探头有效直径的选择取决于所取含尘气流的体积流速。在理想等速取样条件下（取样探头尖 头处的速度与取样管道截面中的速度相等），我们根据式（5）得到

说明：5mm≤d.<30mm

说明：5mm≤dm<30mm

固体颗粒物取样探头示

由于不等速采样导致的误差可利用图7（根据Belyaev和Levin等式）的相对斯托克斯数St

式中： de——颗粒直径，m

图7取样效率（根据Belyaev和Levin等式）

daPpaC. St.. W 18μ d.

w——气体速度，m/s; def探头有效直径，m; C—Cunningham滑移修正系数。 Cunningham滑移修正系数根据式（7）计算

J一颗粒在气流中的阻力； 4气体分子的平均自由行程。 当气体分子的平均自由行程4与颗粒直径dpa的比值（即Knudsen数）接近1时，根据Stokes定 律这是颗粒在气流中的阻力J减小，此时进行Cunningham滑移系数修正。 根据Grassmann所述，J由式（8）计算得到。

J =1.764+0.562exp 0.785 pe

弯头与传输管的设计及SPAS系统的操作过程中，应尽量减小由于布朗扩散、重力沉降、惯性沉 积、静电聚集和（或）热泳效等现象所导致的传输损失。管子尽可能短、垂直布置；如果可能的话，不 使用弯头，使用接地的金属管，以避免温度梯度等，方能在应用中均取得良好的效果。管子直径应不小 于5mm。如图8所示为采用内置式主分离器的取样系统，包括合适的弯管、探头、管道与分离器。

图8探头、弯头、管道和分离器装配图

图8探头、弯头、管道和分离器装配图

固体颗粒应该被“完全地”从样品中分离出来。下面的做法已具有良好的实践经验：使用直径小 于10um的石英纤维过滤套，将其紧紧地填充在一个玻璃纤维筒里面，同时在主分离器之后，附加一个 阻挡过滤器以捕获残留的细颗粒。