3. 废气参数测量基础

在固定污染源废气采样中，流速与采样体积的核算并不是独立完成的，它建立在四个基础废气参数之上：温度、压力、湿度、含氧量。这四个参数分别进入不同的计算环节——温度与压力决定实际工况体积与标况体积的换算，湿度修正干烟气体积，含氧量则用于判断过剩空气系数与折算浓度。测量偏差会沿着计算链逐级放大，因此理解每个参数的测量原理、常用仪器和误差来源，是保证核算结果可信的前提。

一、温度测量：热电偶与热电阻

烟气温度是体积换算的第一输入量。工况体积与标况体积之间遵循理想气体状态方程，温度以开尔文参与计算，摄氏温度每偏差 1 ℃，在 150 ℃ 工况下引起的体积换算误差约为 0.24%。固定污染源排气温度通常在 60～180 ℃ 之间，部分工业炉窑可达 300 ℃ 以上。

常用仪器为铠装热电偶（K 型、S 型）和铂电阻（Pt100）。K 型热电偶适用 -200～1300 ℃，成本低、响应快，是烟道测温的主流选择；S 型用于高温炉窑；Pt100 在 0～400 ℃ 内线性好、稳定性高，但响应较慢。测量时将探头插入烟道测温孔，插入深度应不小于烟道直径的 1/3，且探头感温端应避开烟道壁的辐射影响。读数应在探头达到热平衡后稳定 1～2 min 再记录，同时记录测温点位置与烟道断面尺寸，因为大断面烟道存在温度分层，单点测量需注明代表性。

二、压力测量：静压、动压与全压

压力测量分为静压与动压两类，二者用途不同。静压用于将工况体积换算为标况体积，动压用于计算流速。常用仪器为皮托管配合微压差传感器，或一体化压力传感器。

静压测量使用皮托管的静压孔，测得烟道内气体相对于大气压的压差，通常为负值（烟道内为负压）。标况体积换算中，绝对压力等于当地大气压加上静压，因此静压的符号必须严格按定义处理：负压时绝对压力小于大气压。动压测量使用皮托管的全压孔与静压孔之差，动压恒为正值，与流速的平方成正比。实际测量中动压往往很小（数帕至数十帕），传感器分辨率应达到 1 Pa 量级，且皮托管需正对气流方向，偏角超过 10° 会带来明显误差。

三、湿度测量：干湿球法与电容式湿度计

烟气湿度直接影响干烟气体积和污染物浓度的折算。湿度测量常用干湿球法和电容式湿度传感器。干湿球法通过干球温度与湿球温度之差查算相对湿度，再结合温度、压力换算为含湿量；电容式传感器直接输出相对湿度，响应快但需注意烟气中水汽凝结和粉尘污染对探头的影响。

湿度以含湿量（体积分数）参与计算，干烟气体积等于湿烟气体积乘以（1 减含湿量）。若含湿量偏差 2 个百分点，在 10% 含湿量的工况下，干烟气体积的相对误差约为 2.2%，会直接传递到排放浓度折算中。因此湿度计应在测量前校准，测量时探头置于烟道中心区域，待读数稳定后取多次平均值。

四、含氧量测量：氧分析仪

含氧量本身不参与流速核算，但它是过剩空气系数和污染物折算浓度的关键参数。常用仪器为电化学氧传感器和氧化锆氧分析仪。电化学传感器便携、成本低，适合现场采样；氧化锆分析仪精度高、响应快，多用于在线监测。测量时需注意烟气中酸性气体对电化学传感器的交叉干扰，以及采样管路漏气导致的读数偏高。

五、参数如何进入核算链

四个参数并非孤立使用，而是按固定顺序进入计算。下面的信号链图展示了从现场测量到最终核算结果的传递关系：

六、参数误差对核算结果的影响

理解参数影响，最直接的方式是看误差传递。以某示例工况为例：烟温 150 ℃、静压 -500 Pa、当地大气压 101.3 kPa、含湿量 10%、动压 25 Pa、烟气密度按修正后取 0.85 kg/m³。若温度测量偏高 5 ℃，标况体积换算结果偏低约 1.2%；若静压符号处理错误（把负压当作正压），绝对压力偏差 1 kPa，标况体积偏差约 1%；若含湿量少算 2 个百分点，干烟气体积偏高约 2.2%。这些偏差单独看都不大，但叠加后可能使排放浓度核算结果偏离 3%～5%，在达标边缘的场合足以影响判断。

因此现场测量应做到三点：一是仪器测量前校准，尤其是压力传感器零点与氧分析仪标气校准；二是每个参数记录测量位置、时间和工况条件，便于复核；三是同一断面多点测量时取算术平均值，并注明断面是否存在明显分层或涡流。

七、现场记录建议

建议在采样记录中为每个参数保留独立字段：温度（℃、测点位置）、静压（Pa、正负号）、动压（Pa、皮托管系数）、湿度（%、测量方法）、含氧量（%、仪器型号与校准情况）。这些字段既是核算的输入，也是后续排障时判断数据合理性的依据。例如含氧量异常偏高时，应优先排查采样管路是否漏气；动压读数接近零时，应检查皮托管方向与传感器量程。参数测量看似基础，但它决定了整条核算链的起点是否可靠。