GB T 25749.4-2010 机械安全 空气传播的有害物质排放的评估 第4部分：测量排气系统捕获效率的示踪法.pdf

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1、ICS 13.110 J 09 g雪中华人民ft ./、不日国国家标准G/T 25749.4-2010/ISO 29042-4 :2009 机械安全空气传播的有害物质排放的评估第4部分:测量排气系统捕获效率的示踪法Safety of machinery-Evaluation of the emission of airborne hazardous substances-Part 4 Tracer method for the measurement of the capture efficiency of an exhaust system CISO 29042-4: 2009 , IDT)

2、 2010-12-23发布数量骂/fJjt为中华人民共和国国家质量监督检验检茂总局中国国家标准化管理委员会2011-10-01实施发布GB/T 25749.4-201 O/ISO 29042-4: 2009 目次前言.E引言.N l 范围-2 规范性引用文件-3 术语和定义4 原理-5 捕获效率的简化表达.2 6 试验方法.2 6.1 通用程序.2 6.2 浓度G的测量 4 6.3 特定机器组中的应用7 控制参数与影响因素7.1 总则-7.2 控制参数7.3 影响捕获效率的因素.6 8 试验报告.6 附录A(资料性附录)C3(95%)不确定度随机分量的简化计算8参考文献.I GB/T 2574

3、9.4-2010/ISO 29042-4 :2009 目。昌GB/T 25749(机械安全空气传播的有害物质排放的评估由以下9部分组成:第1部分:试验方法的选择一一第2部分z测量给定污染物排放率的示踪气体法一一第3部分:测量给定污染物排放率的试验台法一一第4部分:测量排气系统捕获效率的示踪法一一第5部分z测量不带导管出口的空气净化系统质量分离效率的试验台法第6部分:测量带导管出口的空气净化系统质量分离效率的试验台法第7部分:测量污染物浓度的试验台法一一第8部分:测量污染物浓度的室内法第9部分:净化指数本部分是GB/T25749的第4部分。本部分等同采用ISO29042-4: 2009(机械安全

4、空气传播的有害物质排放的评估第4部分:测量排气系统捕获效率的示踪法C英文版)。本部分等同翻译ISO29042-4: 2009。为便于使用，本部分做了下列编辑性修改:删除了ISO前言，重新编写了前言;一一删除了引言中关于ISO/TC199工作范围的内容;第1章中的列项从a)开始编排;-一一将规范性引用文件的导语按GB/T1. 1-2009进行了修改，并将ISO29042-4: 2009引用的国际标准改为对应的国家标准。本部分由全国机械安全标准化技术委员会CSAC/TC208)提出并归口。本部分起草单位:机械科学研究总院、上海华测品标检测技术有限公司、广西柳工机械股份有限公司、南京林业大学光机电仪

5、工程研究所。本部分主要起草人=张晓飞、李勤、宁燕、朱平、林建荣、居荣华、富锐、付大为、郭勇、汪希伟、宋小宁、黄中良、刘治永。阳山GB/T 25749.4-2010/ISO 29042-4 :2009 引机械领域安全标准的结构如下:一二A类标准(基础安全标准)，给出适用于所有机械的基本概念、设计原则和一般特征。一二B类标准(通用安全标准)，涉及在机械的一种安全特征或使用范围较宽的一类安全装置: B1类，特定的安全特征如安全距离、表面温度、噪声)标准; B2类，安全装置(如双手操纵装置、联锁装置、压敏装置、防护装置)标准。C类标准(机器安全标准)，对一种特定的机器或一组机器规定出详细的安全要求的标

6、准。根据GB/T15706. 1，本部分属于B类标准。C类标准可补充或修改本部分中的条款。对于按照C类标准设计和构造的机器，如果C类标准中的条款与A类或B类标准不一致时，优先采用C类标准。N GB/T 25749.4-20 1 O/ISO 29042-4 :2009 机械安全空气传播的有害物质排放的评估第4部分:测量排气系统捕获效率的示踪法1 范围GB/T 25749的本部分规定了测量安装在机器上的排气系统捕获效率的方法。该方法基于示踪技术，并且能在所有类型的试验环境(试验台、室内和室外，见GB/T25749. 1)中操作。本技术只有在示踪气体的空气动力学特性与真实污染物具有可比性的情况下才适

7、用(见7.1.1)。测量排气系统捕获效率可用于:a) 机器排气系统性能的评估;b) 排气系统改进的评估;c) 比较类似的机器排气系统的设计;d) 按照捕获效率将排气系统分级;e) 确定排气系统实现给定捕获效率水平所要求的空气流量;f) 根据捕获效率确定机器排气系统的技术水平。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 15706. 1-2007 机械安全基本概念与设计通则第1部分:基本术语和方法(lSO12100-1: 2003 , IDT) 3 术语和定

8、义3. 1 GB/T 15706.1-2007界定的以及下列术语和定义适用于本文件。捕获效率capture efficiency 可c排气系统排气系统直接收集的给定污染物的质量流量与机器排放的这种污染物的非受控质量流量之间的比率。3.2 示踪技术tracer technique 使用空气动力学特性与所考虑的有害物质相似且其浓度能可靠测量的气态物质的技术。4 原理测量方法的原理包括:1 GB/T 25749.4-2010/ISO 29042-4 :2009 a) 发射模拟真实污染物空气动力学性能的示踪物，示踪物流量为qE;b) 测量排气系统收集到的示踪物的流量qc0 5 捕获效率的简化表达捕获效

9、率可由等式(1)表示:张=丰x100% 飞lE. ( 1 ) 将示踪物以恒定流量直接发射至排气管，然后在排气管横截面处测量示踪物平均浓度来确定示踪物的流量qE:qE =Q(Cz - C1) .( 2 ) 式中:Q 测量qE期间排气管中的平均空气流量;C1 测量之前示踪物的平均环境浓度(本底浓度); Cz 排气管中示踪物的平均浓度(发射到排气管中的示踪物)。在真实污染物排放的特征点或特征区(例如:排放区内距离排气系统最远的位置)，以恒定流量qE发射示踪物，并在排气管相同位置测量示踪物平均被度来确定示踪物流量qc:qc = Q (C3 - C 1 ) 式中tQ 测量qc期间排气管中的平均空气流量;

10、CI 本底浓度稳定后示踪物的平均环境浓度;C3一一排气管中示踪物的平均浓度(在所选位置的排放)。捕获效率可由等式(4)表示:. ( 3 ) 平cqc QF(C3-CFI) =一X100% = :._3 - ;: / X 100% .111. ( 4 ) qE , V Q( Cz - C1 ) 如果可认为排放流量是恒定的，即Q二Q，则上述等式可简化为:C。一C可c=一土一一二X100% Cz -C1 此时，只需测量排气管中的浓度来确定捕获效率。6 试验方法6. 1 通用程序2 图l给出了测量程序，图2则给出了一种典型的试验方法。为了能够通过采样排气管中的空气来测量浓度，可假定示踪物己与空气很好的

11、混合。注:为了减小混合长度，可给排气管增加其他装置。至少应完成三次试验。. ( 5 ) GB/T 25749.4-201 O/ISO 29042-4: 2009 _I f二说明21 采样52一一-泵;3一一分析器;4一一注入;6 6 5一示踪气体流量计;第1阶段和第4阶段:元示踪物发射时的测量5 第2阶段z排气管中有示踪物发射时的测量5 第3阶段=有摸拟真实污染物的示踪物发射时的测量6一一示踪气体气瓶(纯净或稀释的示踪气体); 7 环挠浓度C1或C1;8一一浓度C2; 9一一浓度C3。图1使用示踪气体对简单排气系统的测量程序7 8 9 3 GB/T 25749.4-201 O/ISO 2904

12、2-4: 2009 y 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 。100 200 300 400 500 600 X 1 ( 说明:X一一时间，S;Y一一示踪物浓度。图2典型试验记录6.2 浓度G的测量考虑流量突然从0增加到qE的发射器，浓度c3随时间逐步上升。c3的变化曲线大致给出两个时间常数:-第一个常数，相对较小，对应于直接受排气系统影响的空间内示踪物积累。第二个常数，较大，对应于室内其他空间示踪物的积累。从排气系统能直接影响到的区域漏出的那部分示踪物是在较长时间内二次间接收集的。由于系统的效率基于污染物的直接收集，因此该效率是在确定了c3(对应于第一时间

13、常数)的基础上来规定的。实际应用中，除非在很小的室内，否则室内的时间常数比收集系统的时间常数大的多。因此，对首次达到准平衡状态后的一段时间间隔内的效率取平均值将有利于测量。室内空间较小时，环境浓度的c-c 增加会削弱测量的质量。鉴于此，只有比率低于0.05时，才宜接受该测量值。宜在停止定量发CZ-c 射示踪物1分钟后测量浓度c。由图2可看出，由于响应的波动，浓度c3宜根据合理时间段内的平均值来确定。对于给定的测量，有效的平均时间段可通过测量系统的时间常数乘以采样数目计算得出。为了允许对信号进行统计分析，得出最小捕获效率或相对标准差等结果，测量系统的时间常数宜调整至规定值。这种调整可通过使用采样

14、管路上的缓冲容积或使用数字滤波器来实现。时间常数宜调整至10 So连续采样之间的时间间隔宜大于或等于所用测量系统的时间常数。对信号c3的统计分析可确定c3(95%)浓度。C3(95%)是指规定测量时间95%以上c3的平均值。由该值可计算出最小捕获效率，计算公式为:C3(95%) -C 张(95%)=. ( 6 ) c2 -C 如果c3为高斯分布，则c3(95%)可由c3的平均值和标准差通过等式(7)计算得出:c3 (95%) = C3 -1. 64 X(c3)( 7 ) 给出测量结果的同时，应给出测量结果的不确定度。不确定度可根据附录A计算得出。4 G/T 25749.4-201 O/ISO

15、29042-4: 2009 也可能通过相对标准差来描述排气系统的性能，相对标准差可由C3的标准差估计值与G的平均值之间的比率计算得出。6.3 特定机器组中的应用根据GB/T25749的本部分起草且涉及给定机器组的每项新的C类标准，应提供更详细的试验条件附加信息，尤其是关于示踪产生和采样的条件、试验持续时间、机器的操作条件的附加信息。7 控制参数与影响因素7.1 总则本章涉及到可调整用于准确模拟实际污染物排放的控制参数，以及测量期间影响测量和表征状态的参数。7.2 控制参数7.2. 1 示踪物的类型a) 气体污染物由于在试验场所测得的气体揣流扩散系数远大于分子扩散系数，因此，从总质量转移角度来看

16、，可认为所有气体的总体特性几乎是相同的。在这种条件下，应按照以下准则选择示踪气体:1) 元毒或毒性非常低;2) 在预定处理温度中具有化学稳定性;3) 与室内的污染物不产生干涉;的本底浓度较低。由于捕获效率可能取决于示踪物的密度，因此宜检查排放条件是否与真实条件接近。注:某些情况下，在排放之前要稀释示踪气体。示踪气体以及相关的分析器的选择主要取决于期望的准确度、测量范围和成本。通常使用的示踪气体是氮、六氟化硫、一氧化二氮。气溶胶污染物基于扩散系数的相同考虑，可考虑由示踪气体模拟细小气溶胶，特别是对工业卫生具有重要影响的细小气溶胶。颗粒直径超过3m4m时，传输过程中观测到的差异可能随颗粒尺寸逐渐增

17、加;然而，如果颗粒直径在10m以下，则这种差异始终低于由于测量的不确定度引起的差异。b) 气溶胶污染物同样基于扩散系数的考虑，可考虑由示踪气体模拟细微气榕胶，特别是对工业卫生具有重要影响的细微气溶胶。颗粒直径超过3m4m时，传输过程中观测到的差异可能随颗粒尺寸逐渐增加。然而，如果颗粒直径达到10m，这种差异仍然低于由其他测量的不确定度引起的差异，则可采用气溶胶示踪技术。7.2.2 发射器的形状和位置发射器的形状应尽可能与真实污染源的形状类似。通常划分为:一-点污染源;面污染源;体污染源。点污染源可由能产生可变空气动力特性射流的开口管来模拟，或者由能以较低初始速度扩散示踪物的烧结材料来模拟。注:

18、典型的发射器可由最大尺寸为20rnrn X 20 mrn X 20 rnrn的烧结青铜构成。5 GB/T 25749.4-20 1 O/ISO 29042-4 :2009 面污染源和体污染源可由网状点污染源或适当分布的穿孔管模拟。如果此方法不可行，则由对应于污染物排放特征点的发射器位置确定几种效率，尤其是距离捕获系统最远的位置。如果存在很多污染源和捕获装置，则应折衷考虑受检机器的主要排放点。7.2.3 示踪物发射的空气动力学特性示踪物发射的空气动力特性(速度、流量)应能模拟污染源的这些特性。应监测示踪物的发射强度(初始速度、流量)和方向。定向污染源和热污染源可由规定排放速度的射流来模拟。捕获效

19、率不受以下相关因素的影响:示踪物发射方向的微小改变;示踪物发射流量的微小改变。应限制排放的时间，以避免环境中示踪物浓度显著增长，因为这既不利于测量质量，也不符合职业暴露限值的规定。7.3 影晌捕获效率的因素排气系统的性能受到周围环境的影响。在测量过程中，应尽可能测量或评估以下因素:交叉气流的方向和速度;一一进气口和整个排气系统的特性(例如:流量、射流速度、各系统的位置和各加热系统的特性)。另外，在现场试验过程中，其他机器及其相关的排气系统的一些因素可能对受检排气系统的空气流量产生重大影响。因此，这些参数宜尽可能保持恒定并做记录。8 试验报告6 a) 引用GB/T25749的本部分(即GB/T2

20、5749.4-2010)以及相应的C类标准;b) 受检机器或排气系统的描述(机器本身以及每个附加设备的制造商、样式、类型、改型、设计、尺寸、制造年份、序列号等)一一机器本身以及每件附加设备;c) 试验期间的运行数据，包括机器所使用的工具和机器所加工的物料;d) 受检排气系统的描述(制造商、样式、类型、改型、设计、尺寸、制造年份、序列号、操作数据)以及普通通风系统的描述;e) 测量程序的描述，尤其是:示踪物的类型、流量、方向和发射速度，以及选择该示踪物的理由;一一发射器的几何特征;一一发射和采样点的位置;一一一测量持续时间;f) 所使用的测量仪器以及最近一次的校准时间;g) 三种决定因素z平均值

21、、最低效率和变化系数的试验结果;h) 实验室;i) 试验的次数zj) 环境数据(温度、湿度、大气压力); k) 浓度和流量测量所用的程序(例如:标准列表)的描述;1) 试验负责人的姓名;m) 试验的日期;n) 偏离任何有关标准的说明;0) 其他必要的说明。GB/T 25749.4-20 1 O/ISO 29042-4 :2009 7 GB/T 25749.4-20 1 O/ISO 29042-4 :2009 附录A(资料性附录)C3 (95%)不确定度随机分量的简化计算最小捕获效率可c(95%)的不确定度取决于很多参数，包括C3(95%)不确定度的随机分量。该随机分量依次取决于测量C3过程中得

22、到的无关联结果的数量。再次假设浓度C3为高斯分布，则可对随机分量进行估算。8 总体(C3，的分位点呈渐进正态分布:式中:q 所考虑的分位点;1c3 -tzr，2q(1-q!_x1 I v e- vn I t 标准正态分布表中查得的值，例如:xt的概率等于q。示例:q=O叫Ut=1. 64，分位点为则，正分布为(C3一1.6钮，2哈)GB/T 25749.4-20 1 O/ISO 29042-4 :2009 参考文献lJ ISO 4053-1 Measurement of gas flow in conduits- Tracer methods - Part 1: General 2J ISO

23、29042-1 Safety of machinery-Evaluation of the emission of airborne hazardous sub stances-Part 1 : Selection of test mcthods goNJENgmNC白OFON|叮-m寸h的NH益。华人民共和国家标准机械安全空气传播的有害物质排放的评估第4部分:测量排气系统捕获效率的示踪法GB/T 25749. 4 2010/ISO 29042自4:2009国由* 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张1字数22千字2011年2月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2011年2月第一版* t号:155066. 1-41634 18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533定价GB/T 25749.4-2010 打印日期:2011年3月30日F002A