固定污染源排放烟气黑度的测定—林格曼烟气黑度图法(HJ/T 398-2007)有效性复审意见

孙 鹏

(大连市环境监测中心，辽宁 大连 11602)

固定污染源排放烟气黑度的测定—林格曼烟气黑度图法(HJ/T 398-2007)有效性复审意见

孙 鹏

(大连市环境监测中心，辽宁 大连 11602)

本文概述林格曼烟气黑度图法(HJ/T 398-2007)的技术规范，针对林格曼黑度观测的局限性和优势提出该方法现实意义，分析该方法计算公式如何取值，详细探讨了影响该测量方法观测结果的相关因素，提出该方法标准结论。最后针对前文提到的方法标准影响因素和不足，提出解决对策及建议。

林格曼黑度；级数；因素

1 方法技术规范概述

19世纪末法国科学家林格曼将烟气黑度划分为六级，用于固定污染源排放的灰色或黑色烟气在排放口处黑度的监测。标准的林格曼烟气黑度图由14cm×21cm不同黑度的图片组成，除全白与全黑分别代表林格曼黑度0级和5级外，其余4个级别是根据黑色条格占整块面积的百分数来确定的，黑色条格的面积占20%为1级；占40%为2级；占60%为3级；占80%为4级。观测时，可将烟气与镜片内的黑度图比较测定，简称“林格曼图”。将烟气浓度分为六级。以全白、微灰、灰、深灰、灰黑、全黑六种颜色分别代表含烟尘量为0、0.25、0.7、1.2、2.3、4～5克/米。把林格曼烟气黑度图放在适当的位置上，将烟气的黑度与图上的黑度相比较，有具有资质的观察者用目视观察来测定固定污染源排放烟气的黑度。对照法即是用林格曼烟气浓度图与烟囱排出的烟气按一定的要求，比较测定。测烟望远镜具有体积小，易携带，观测方便等特点。凭借监测者的视觉评价烟气的浓度。方法简便，但易产生误差。烟气林格曼黑度观测以成本低廉、简单易行在国内外环境监测中得到广泛应用。在观测过程中，观测者的主观判断、天气状况、观测仪器及锅炉运行状况等都对观测结果有一定的影响。

2 方法在现实中的应用和公式讨论

烟气林格曼黑度观测就是按烟气的视觉黑度进行监测的方法。由于很难确定烟气的视觉黑度与其中有害物质含量之间的精确对应关系，不能代替有害物质排放浓度的实际测定。但这一方法以其成本低廉，简便易行，直观快捷在国内外得到了广泛应用。我国的锅(窑)炉的排放标准已采用它作为控制烟气排放的指标之一。实践证明对燃煤烟气类，林格曼黑度是一种很适用的监测手段。

炉窑烟气的林格曼黑度监测，从方格黑度比较到望远镜式林格曼黑度仪、数字式光电烟色仪，监测仪器已越来越先进。但如何利用这些先进的仪器，得出一个有代表性、可比性的林格曼黑度值，我国目前尚无标准的测试方法，因而监测取值五花八门。笔者认为，林格曼黑度的监测方法，应把最高值和一定时间内的平均值综合起来考虑，因为冒黑烟的多为非机械进料窑炉，它们冒烟总是间歇性的。烟气的黑度也总是从浓到淡反复出现。如果只在起炉时冒了一下黑烟，而一、二秒钟后，马上变淡，甚至低于0.5级。这时如果取最高值，烟气肯定超标，这似乎有点过分，因为烟尘的监测也是在一定的时间内取平均值的。但反过来，取平均值时并不超标，而开始冒烟太黑，这时如果认定不超标群众会认为宽容，有意见。所以瞬时最高值和一定时间内的平均值要综合考虑。经笔者较长时间的监测分析，认为采用如下的计算公式取值较好：

林格曼黑度值A=(Amax+A均)×1/2

式中，Amax为烟气林格曼黑度瞬时最高值；A均为烟气任意10砂钟内的平均值。

从上述公式可以推论出：(1)如果A均超过1级，该烟气的林格曼黑度值肯定超过1级。(2)如果Amax超过2级，该烟气的林格曼黑度值也肯定超过1级。(1)如果Amax低于2级，A均低于1级，这时A值就要看综合效果了。

3 影响观测结果相关因素

3.1 方法因素

烟气林格曼黑度已经作为控制锅(窑)炉烟气污染物排放的指标之一，纳入了国家标准，而在小型炉、窑、灶的污染控制中，有着不可替代的作用，其测量方法应当标准化。应用林格曼级数作为控制烟气的标准，一般规定“在任何C分钟(或小时)的周期内，黑度(或不透光度)为A级的烟气的排放时间不得超过B分钟(或小时)”。目前，国家尚未对林格曼级数的确定方法，观测周期、读数方法及读数频次有较大的随意性。因此，烟气林格曼黑度观测方法应尽快标准化。

3.2 观测人员和观测仪器

用林格曼图鉴定烟气的黑度取决于观察者的判断力。由于观察者在经验和主观判断上存在着一定的差异，这对观测精度有一定的影响。烟气林格曼黑度观测设备最初是标准的林格曼浓度图，该图在使用正确的情况下，读数精度较高。但该图的尺寸较大，使用时必须装在支架上，一人不便操作，而且在观察者与烟囱之间要有相当长的一段开阔距离，使用中还要注意保持图的清洁，如浓度图受沾污和褪色应及时换掉，否则将影响观察的精度。测烟望远镜携带方便，操作简单，对观察空间要求不高，但观察精度与标准的林格曼浓度图相比尚有一定的差距。光电测烟仪是一种能够在仪器的内部定标，自动测定烟气黑度等级的仪器。该仪器的原理是用光学系统搜集烟的图象，把烟透光率与仪器内部的标准黑度板透光率比较，通过光学系统处理，把光信号变成电信号输出，由显示系统显示出烟的黑度等级。该仪器的优点是直接显示数据，可以排除人的主观判断和外界因素的影响。缺点是该仪器要以晴朗的天空为背景，在阴霾和多云或云层薄厚不匀的天气条件下，干扰较大，测量效果较差；在雨天、雾天、大风天和夜间无法观测。

3.3 气象因素

凭视觉所鉴定的烟气的黑度是反射光的作用。所观察到的烟气黑度的读数，与天空的均匀性和亮度、风速风向及观察时照射光线的角度都有一定的关系。观测烟气黑度应在白天进行观察，并力求在比较均匀的天空照明下进行。为更好地观测烟气的黑度，观测时应注意风向，观测者的视线与烟气的流向要垂直。风速过大时，烟气扩散速度太快，不宜进行烟气观测。

3.4 其它因素

观测时锅炉的运行工况对观测结果有很大影响。在《锅炉烟尘测试方法》中规定，烟尘测试应在热工况稳定后进行，锅炉的运行必须大于一定的负荷。烟气林格曼黑度观测最好在烟尘测试期间进行或者参照烟尘测试的方法来调整锅炉运行工况和负荷。近年来国外根据光的散射理论和大量观测数据的统计分析，建立了一些尘粒的性质和浓度、烟囱几何结构、天空背景的光学性质及烟气的林格曼级数的关系式，以便更好地用该方法来控制烟气中污染物的排放。

4 方法标准结论

基本适用：(1)有标准号，标准颁布时间在2010年3月1日之前；(2)方法经过验证，不是暂行方法和环境质量标准附录中的方法；(3)方法测定范围涵盖环境质量标准值；(4)检测标准没有大的技术性问题。

5 解决对策及建议

(1)需要列入近期编制计划的方法，本方法暂时适用，国际标准及美国EPA已经制定，但我国没有制定本方法。(2)要注意气象条件，力求在比较均匀的天空照明下进行。如在阴霾的情况下测试，由于天空背景较暗，在读数时，应根据经验，取消偏低的级数。(3)注意监测烟的部位，应测试刚离开烟囱的那部分烟的黑度。(4)注意测试光线的角度，监测取样视线应尽量与光线成直角。(5)保证足够的监测时间，一次监测时间一般应大于1800秒。如烟气黑度波动较大，应延长监测时间。

Stationary Source Emissions and Determination of Flue Gas Blackness Ringelmann Blackness Chart(HJ/T 398-2007)： the Effectiveness of the Review Comments

SUN Peng

(Dalian Environmental Monitoring Centre，Dalian 116023，China)

This paper makes a brief overview on Ringelmann blackness(HJ/T 398-2007)，after observing the limitations and advantages of the proposed method，the practical significance，and the method of calculation formula，the factors related to the measurement method of observation results，then the method of standard conclusion，according to the standard methods above to influence factors and problems，puts forward countermeasures and suggestions.

Ringelmann blackness；series；factors

孙鹏，学士，工程师，研究方向为环境保护与污染治理

X21

A

1673-288X(2017)02-0123-02

引用文献格式：孙 鹏.固定污染源排放烟气黑度的测定—林格曼烟气黑度图法(HJ/T 398-2007)有效性复审意见[J].环境与可持续发展，2017，42(2)：123-124.