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151:2000(ISO9 096:1992)
図6 ガス測定装置の上流で水分除去を行わない場合の測定と計算図
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Z 7151 : 2000 (ISO 9096 : 1992)
8. 装置
8.1 概要
限られた適用範囲(例えば,ボイラ排ガス温度の通常範囲,粒子状物質の低濃度,一定の大きさのダク
トだけ。)において,さまざまな種類の試料採取装置が使用されているが,できるだけ図3と図4の装置構
成として用いる。図中の数字は,8.2に挙げた項目と対応するが,図5と図6,7.と13.で使用したものとは
異なる。
この規格に準じて使用する試料採取装置及び流量測定器には,測定孔での装置の取り付け具,測定孔か
らのガスの漏れ及び大気の侵入を防ぐための器具が必要である。測定孔の大きさは,入口ノズルの挿入の
際に損傷を受けない程度の大きさにする。
この規格に準じた装置と条件は表3によって,一般に装置に使用する材料は,耐腐食性と耐熱性とし,
粒子の沈着を起こすような粗い管内表面は避ける。これらの表面からの粒子の回収は厄介である。ろ紙も
腐食ガス又は高温で性能を損なわないものとする。
8.2 粒子濃度測定のための装置リスト
2種類の吸引ガス測定法に分類できる。
・ 吸引ガスの流量測定(方法I)
・ 吸引ガスの体積測定(方法II)
オリフィス板を使用する場合(方法I),吸引ガスの水分量はそのまま維持する(図3を参照)。このオ
リフィスは等速吸引の調節・維持のために使用できる。積算形乾式ガスメータを使用する場合(方法II),
水分をガスメータに入る前に除去する(図4を参照)。瞬間形ガス流量測定器(例えば,さまざまな面積流
量計)は等速吸引の調節・維持が可能で,ガスメータは吸引ガス量が精度良く測定できる。
表3に,粒子濃度と流量測定に必要な装置部品をまとめた。部品番号1から17の数字は図3と図4と同
じである。
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Z 7151 : 2000 (ISO 9096 : 1992)
表3 粒子濃度とガス流量測定に必要な装置部品リスト
No. 名称 機器 規格
1 入口ノズル 8.3参照
2 プローブ管 8.4参照
3 粒子分離器
8.5参照,0.3 鉛最 上の
捕集率のろ紙
4 吸引ガス流量測定器(方法I) 瞬間及び積算値とも±2%以下
オリフィス板,フローメータほか
5 吸引ガス流量調節器 二つの調節器(微調節用とガス流の遮
断用)
6 排ガス吸引器 ポンプ(方法II) ノズル,サンプリング管,ろ紙,オリ
フィスなどの圧損に耐える。
ベンチュレータ,ファンエジェクタ
7 ガスメータ(方法II) 乾式ガスメータ ガス体積の±2%以下
8 吸引ガス流量測定器(方法II) オリフィス板,ロターメータ他 等速吸引流量の±5%以下
9 水分除去器(方法II) ガス体積の±1%以下
凝縮器,乾燥器(例えばシリカゲル)
10 排ガス温度測定器 熱電対,棒状温度計他 ダクト内の絶対温度の±1%以下
11 排ガス圧力測定器 液体マノメータ他 絶対圧力の±1%以下
12 ピトー管用圧力測定器 傾斜形液体マノメータ他 5Pa以下まで読取り可能
13 排ガス流速測定器 流速の±1%以下
ISO 3966規定品,標準ピトー管と校正
済みのS形ピトー管
14 排ガス水分測定器 凝縮器,乾湿球,温度乾燥器 ガス体積の±1%以下
15 吸引ガス温度測定器 熱電対他 絶対温度の±1%以下
16 吸引ガス圧力測定器 液体マノメータ他 ガスメータ内の絶対温度の±1%以下
17 傾斜形液体マノメータ他
吸引流量測定器(方法I)用差圧測定 読み値の±4%以下
器
18 大気圧測定器 ±300Pa以下
19 ノズル,管内沈着粒子回収具 すべてを回収可能なもの。 内表面を傷つけないもの。
20 粒子輸送用容器 粒子の質量の±1%以下,又は0.1mg
ふた付き容器。粒子とともにひょう量
するため,耐熱性頑強で軽いもの。
程度までひょう量可能な天びんを使
用しない限り,捕集粒子は容器の質量
の0.3%以上が必要。
21 ろ紙容器 部品番号20と同じ仕様
22 時計 スタート,ストップの機能付き 1秒まで読み取れるもの
23 粒子分離器の附属品 サイクロン,マイクロサイクロン,ろ
布バック他
24 プローブ管,粒子分離器及び吸引流量
測定器(方法I)の加熱・冷却器
25 排ガス成分分析器 適応可能なもの ガス密度は±2%以下
26 天びん 捕集した粒子の±1%以下,又は0.1mg
容器中のわずかな量の粒子をひょう
量する必要がある 程度までひょう量できるもの
27 ダクトの寸法測定器 ダクトの内径は直線で±1%以下まで
校正されたものさし,大型ダクトでは
巻き尺 測る
8.3 入口ノズル
入口ノズルは試料採取装置の一部で,装置まで試料ガスを導入する最初の部分である。ノズルは一般に
鋭いエッジでシンプルな構造で,試料採取装置の性能に影響を及ぼすような突起物などがあってはならな
い。鋭いエッジ,シンプルな構造例を図7に示す。その他機械的に傷つきにくい設計で,次の許容精度を
満たすもの。
一 一 湘 ,有効直径dNを次の式によって決定する。
2 2
dN1 dN1
dN
2
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図7 吸引ノズル (1) の形状
入口部の内径dN1は4mm以上で,ノズル外部の広がりはテーパ状とし,粒子沈着が起きないように滑ら
かにする。曲がり部は,ノズル外部径の少なくとも半径1.5倍以上とする。ノズルの内部表面は滑らかに
し,滑らかさを保てる材料で作る。ノズル先端からノズルの支持部までの距離は,周囲のガス流に影響を
及ぼすような流れの乱れを起こさない十分な長さをとる。通常,支持部直径の約3倍にする。
備考1. ノズルの内径は入口部の内径より小さくしてはならない。
2. 試料を広い速度範囲にわたりガス流から吸引できるよう,通常異なる内径のノズルを用いる。
8.4 プローブ管
プローブ管は試料採取装置の一部で,試料ガスを吸引するためにダクト及び煙道内におかれた入口ノズ
ルを備えたもので,通常入口ノズル,ろ紙,水分分離器などいろいろな部品と連結する。ダクト内に置か
れるプローブ部分は堅強なものとする。
プローブ管は入口ノズルの位置合わせにおいて,その方向を示すための目印などを備える。ろ紙までの
プローブ管の内部は,すべて十分に磨いて滑らかにし,接続部の数はできる限り少なくする。プローブ管
内に沈着したすべての粒子を回収するための用具を準備しておく。
8.5 粒子分離器
主粒子分離器はろ紙とし,副粒子分離器(ろ布バック,サイクロンなど)はろ紙の負担を減らすために
用いる。主粒子分離器は20℃で0.3 鉛 DOPなど)に対して,98%以上の捕集率をもつろ紙とする。
捕集率を維持するために適した最大ガス流量以上にしない(ろ紙の大きさによる)。
この目的のために最も適したろ紙は平板又は円筒形のろ紙で,繊維充てんろ紙は性能が繊維径及び充て
ん方法によって変わるため,粒子の保持効率に十分注意を払う。これを使用する場合には,繊維は十分細
く,前述の性能を十分満たす充てん密度まで注意して充てんする(チャンネルは避ける)。繊維充てんろ紙
の粒子保持効率は,既知の効率の平板繊維ろ紙と比べて確認しておく。ろ紙の支持体は,ろ紙の取り外し
の際にろ紙を傷めないように設計する。
ろ紙の輸送の際,粒子を捕集したろ紙は,どんな損失及び水分の吸着も起こさないように取り扱う。
特殊な場合(例えば,顕微鏡観察又は化学分析のための溶液若しくは金属成分を含まない物質)は,特
別なろ過材が必要となる。ソーダガラス繊維などの腐食性のガス及び粒子に侵されるようなものは使用し
ない。通常,シリカ,ほう珪酸ガラス,アルミナシリカが適する。
粒子分離器は,ダクト内に挿入するか,ダクト外に取り付けられる。前者の場合,ノズル入口でのガス
の流れに影響を与えないようノズル先端までの距離を考慮した分離器の構造を決める。また,後者の場合,
どんな凝縮も起こさないよう加熱を施す。
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Z 7151 : 2000 (ISO 9096 : 1992)
ろ過体の上流で沈着した粒子状物質が容易に,かつ,確実に回収できるようにノズル,プローブ管,粒
子分離器を設計する。
9. 前準備
9.1 概要
測定を行う前に,測定の目的と手順について実施するプラント関係者と協議する。プラントの状況,例
えば,定常か周期的かなどで,測定計画に影響を及ぼす。プロセスが定常状態の場合には,測定の間,安
定した操作条件で作業を行う。
まず,最適な測定位置(9.2を参照),試料採取点の必要な数と形式(9.3を参照)の選定を行うため,プ
ラントの予備調査を行う。このことは,測定孔の位置(9.4を参照)や測定現場の位置(9.5を参照)に影
響を及ぼす。
集められた情報から,測定装置(9.6を参照)の選択及び測定手順の計画をたてる。また,実施する測定
項目などについてプラントの管理者と協議し,提示しておく。爆発及び火災の危険に対する対応,利用で
きる電力供給源,コンプレッサエアーシステムも確認しておく。あらゆる安全措置をたて(序文を参照),
適した手順を決定しておく。
選定する測定位置の確認は最適な測定に先立って行う。
測定期間中のプラントの操作状況と同様に,測定日,開始時間,予備調査及び測定の回数についてもプ
ラントの管理者と合意しておく。
9.2 適当な試料採取位置の選定
試料採取位置は,一定の形状及び断面積が一定な長い直管ダクトで,流れの方向及び乱れを起こすよう
な障害物(例えば,ベンド,ファンダンパ)から十分離れたところで,できれば鉛直ダクトが適している。
測定断面でガス速度分布が十分に均一になっている場所を確保するため,測定断面のある直管部の長さ
は少なくとも直径の7倍以上が必要で,その場合,測定断面は入口(障害物など)から直径の5倍以上の
距離に,また,煙道出口に近い場合には,出口先端から5倍以上は離して選ぶ(測定断面のある直管部の
長さは,ダクト直径の10倍以上とればよいことになる)。いずれの場合でも,粒子の分布が適度に均一に
なるような部分を選ぶ。試料採取に先駆け,ガス流の状態が10.4の条件を満たすかどうかを確認する。
水平ダクトにおける試料採取を避けられない場合,測定孔はダクトの底に沈着物の滞留が少ないダクト
出口の近くに設けた方がよい。
実際,直径の7倍の長さの直管ダクトは,広いスペースを占めるのであまり存在しない。試料採取断面
の選択において,短い直管ダクトでは上記の推奨条件に合わない場合がある。ガスの逆流及び粒子層形成
などが生じれば,測定結果の不確かさは計り知れないほど増大する。この場合の推奨事項は附属書Eを参
照する。
9.3 試料採取点の最小数及び位置
試料採取点の最小数は,測定断面の大きさによって決まる。一般に,この数は断面が大きくなるほど増
える。
表4と表5に,円形と長方形ダクトの最小数を示す。試料採取点は,試料採取断面の等面積の中心に置
く(附属書Bを参照)。
採取点はダクトの内壁から試料採取線の3% (d, l>1m) 又は3cm (d, l<1m) 以内に設けない。採取点の計
算結果がこの領域内の場合には,この面積の内側端を選ぶ。採取点は,表4と表5に示した最小数よりも
多い場合も起こる。例えば,不規則な形状のダクト及び流れの逆流が起きているような場合である。
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JIS Z 7151:2000の引用国際規格 ISO 一覧
- ISO 9096:1992(IDT)
JIS Z 7151:2000の国際規格 ICS 分類一覧
- 13 : 環境.健康予防.安全 > 13.040 : 気質 > 13.040.40 : 固定施設からの発生ガス