烟尘采样参考.docx
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烟尘采样参考
烟气过滤器
烟气过滤器在测量气体组分时用于去除烟气中的烟尘和水分。
其结构如图3.8所示。
图3.8烟气过滤器结构图
⑴预过滤器(玻璃砂芯)⑵接烟气枪后相连的进气管
⑶出气管,接转子流量计⑷过滤器主体
湿度检测器
TH-880Ⅳ的湿度测量是通过湿度检测器与主机相连接配合完成的。
湿度检测器是由含湿量传感器与含湿量采样器组成。
湿度检测器和含湿量传感器的结构见图3.9和图3.10。
⑴含湿量采样管⑵储水罐(放入略少于1/3罐高的纯净水))
⑶含湿量传感器⑷传感器信号电缆线
图3.9湿度检测器
图3.10含湿量传感器及分解图
⑴传感器信号电缆线⑵湿烟气出口,用软管连接主机气体洗涤器入口
⑶吸水性良好的纱布⑷密封圈
⑸储水罐(放入略少于1/3罐高的纯净水)
注意:
仪器进行烟尘采样时,将含湿量传感器从仪器上取下,以提高含湿量传感
器的使用寿命。
气体洗涤器和硅胶干燥器
气体洗涤器和硅胶干燥器是用于去除烟气中的SO2和水分的。
图3.7气体洗涤器和硅胶干燥器
更换滤清器
烟尘采样时,在硅胶干燥器出口和主机烟气进口(主机面板干燥塔处)直接应加接此部件,其目的是除去来自硅胶干燥器中的粉末,保护烟尘采样泵。
连接时候应注意箭头所指方向(箭头方向应与烟气流动方向一致)。
如图4.2所示。
使用时,若发现其明显变黑,表明其内沉积的烟尘或粉末太多,应及时更换,否则影响使用效果。
图6.2滤清器结构示意图
6.1.4更换硅胶干燥器中的硅胶
硅胶干燥器中应为蓝色的硅胶,若有2/3以上变为粉红色则应更换,如图6.3所示。
仪器工作完毕后将密封盖盖严,以防止硅胶受潮变色。
图6.3变色硅胶的更换示意图
3.2.1.5烟尘采样嘴
为了配合不同的烟气流量,TH-880Ⅳ配置了不同直径的采样嘴(分别为Φ4、Φ5、Φ6、Φ7、Φ8、Φ10、Φ12、Φ14),各种类型的采样嘴详见图3.11。
图3.11烟尘采样嘴
3.2.1.6烟尘采样器
图3.12烟尘采样器结构图
⑴烟尘采样管烟气入口⑵皮托管检测入口⑶烟尘采样管
⑷护手套(可前后移动并固定)⑸烟尘采样器烟气出口⑹烟温测量电缆接口
⑺皮托管检测出口⑻把手
图3.13烟尘采样器出口端部件示意图
⑴烟尘采样器烟气出口(用ф10×15的硅胶管与主机气体洗涤器的入口相连)
⑵烟温测量电缆接口(用烟温变送器与主机上的烟温接口相连)
⑶、⑷烟气压力检测出口(用ф4×7的硅胶管与主机“动压+、-”端口相连)
⑸把手
图3.14烟尘采样探头
⑴压差检测(+),用于测量烟气动压⑵烟尘采样器入口
⑶压差检测(-),用于测量烟气静压⑷测温热电偶
⑸烟尘收集滤筒密封螺帽⑹烟尘收集滤筒箱
烟尘采样注意事项
检查气体洗涤器中双氧水和硅胶干燥器中硅胶是否有效。
A.气体洗涤器中应为无色、透明、浓度为3%的双氧水,若变色或浑浊应更换。
B.硅胶干燥器中应为蓝色的硅胶,若有2/3以上变为粉红色则应更换。
警告:
⑴气体洗涤器中的双氧水应位于其瓶所标两红线之间,超出此范围都是危险的。
在已确定被测烟道中烟尘湿度
和需用的采嘴直径D的前提下,才可以进行烟尘采样。
✧烟尘采样的操作方法:
1.在进行烟尘采样测量之前,请按图4.26将4.1.2节中所述处理好的新滤筒装入烟尘采样器的滤筒箱中;按图4.27拧上采样头和烟尘采样嘴。
采样头拧紧后,烟尘采样嘴和皮托管上烟气动压气嘴的方向应保持一致,如图4.28所示。
(注意:
采样时,采样嘴与气流方向的偏差不得大于5o)
图4.26滤筒的安装方法示意图
图4.27采样嘴和采样弯头的安装示意图
图4.28烟尘采样嘴的固定方向示意图
警告:
只能用镊子将已编号且称重的新滤筒装入采样管的滤筒箱内,而不能用手去
拿滤筒,以防沾污滤筒。
1.配3%双氧水装入气体干燥器中不能超过加液上限,低于加液下限加双氧水。
不工作时将其密封,防止液体流入仪器内。
2.每次完成烟气测试后,需抽空气(3~5)分钟,以保证下次测量的准确性和保护传感器的使用寿命。
3.含湿量传感器储水罐中的水不宜超过1/3,防止因湿度过大影响测量结果,使用中严禁倒置,使用完毕后,需将残水倒掉。
4.仪器长时间闲置不用时,应每个月通电开机一次。
5.仪器通电时需使用单相三孔插座;仪器机壳须接地;在静电场所,采样器必须接地。
6.为了用户在工作时能安全使用本机,随机备有带鳄鱼夹的地线两根,使用时分别夹住机
壳与烟枪接地位置。
另一端必须保证可靠地与大地相连;否则会损坏仪器和使操作者触
电。
7.含湿量传感器自锁航空插头在插入或拔起时应注意:
插入时应捏住插头尾部,拔起时应捏住自锁扣。
8.严禁将380V电源直接接入主机,由此引起的电机或仪器的损坏,我公司不予保修。
9.在采样中,如果停电或无意关机,当时的仪器状态可保存,来电或开机后仪器继续工作。
10.烟道内静电干扰较大时,可先测烟温,然后采用手动输入烟温数值,并在正式采样中从主机上拔除热电偶传感器,以避免高压静电对仪器产生干扰
。
15.采样时,持采样器的用户应配套防护手套,以防烫伤,采样孔要用毛巾堵塞采样管以外的空隙,以防外部空气进入烟道影响测量结果。
仪器基础理论知识
4.1TH-880测量前的准备工作
为了顺利完成各项测量工作,用户在测量前应作必要的准备。
主要包括现场准备、实验室的准备和开机前的准备。
4.1.1现场踏勘与资料收集
用户在进入现场进行实际测量之前,应对目标现场进行实地踏勘,并收集与测量项目相关的资料和信息,建议做如下工作:
1.现场的地理位置,海拔高度,周围的地形,烟气扩散情况,有无明显阻挡。
2.现场大气参数:
大气压力,平均年温,月温曲线,风向风速(测量时记录)。
3.被测对象的设备运行情况及设备参数(如锅炉结构类型,型号,额定出力系数,空气过量系数,…)燃煤类型及燃烧效率,除尘设备类型及除尘效率,烟囱高度及口径。
4.据前观察,初步确定测点位置、测点数目及测点分布:
A.选择测试开孔位置的理论依据:
烟道中烟气速度场和烟尘浓度场的分布是不均匀的。
一般情况下,速度场是中心处速度快,靠近管壁处的速度慢。
而烟尘浓度场,在垂直烟道中,中心处烟尘粒子较小,浓度也较低;靠近管壁处的烟尘粒子较粗,浓度也较高。
而在水平管道中,上部烟尘颗粒较细,浓度也低;而下部颗粒较大,浓度也偏高,特别是在烟气流速较低的烟道中更为明显。
另外,烟道(从锅炉出口至烟囱入口)在走行中也有拐弯、风机、闸门等变径处,这些地方的气流因受干扰而产生涡流,严重影响速度场和浓度场的分布。
因此,采用等速采样重量法测定烟尘浓度时,测量结果是否准确,是否有代表性,在很大程度上取决于测试开孔位置选择的正确与否。
B.选择测试开孔的原则:
⑴尽可能将测试开孔位置选在烟囱或地面管道气流平稳的平直管段上,而且应优先选择垂直管道。
⑵测孔位置距弯头、风机、闸门等变径处其下游方向要大于6倍直径,在其上游方向要大于3倍直径。
如果现场条件确实满足不了上述要求,测孔位置距拐弯或变径处的距离,最少不能低于1.5倍直径,而且要适当增加断面测点数。
⑶测孔附近要尽量开阔,采样时烟尘采样管送取方便,必要时应设置采样平台,采样平台应有足够的工作面积使工作人员安全、方便地操作。
平台面积不应小于1.5m2,并设有1.1m高的护栏和不低于10cm的脚部挡板,采样平台的承重应不小于200kg/m2,采样孔距平台面约为
(1.2~1.3)m。
⑷采样断面的烟气流速一般应大于5m/s。
C.采样孔结构
⑴测试开孔直径一般为75mm,外面焊上一个短管,用丝堵拧上,用时打开;或采用带盖板的法兰。
⑵当遇烟道为正压状态时,为了防止高温烟气外喷,保证操作人员的安全,测孔应设置防喷装置(本文中提到的带盖法兰作用与此相同)。
D.委托单位的准备工作
⑴在选定的管道上按要求开测试点孔,焊上丝堵(或带盖法兰)。
⑵向司炉人员交待清楚测试目的,并要求与测试人员密切配合,避免人为因素的干扰。
⑶按要求准备足够的测试用煤,保证测试期间运行负荷稳定,并满足测试工况的要求。
⑷保障现场测试条件和提供安全措施,如接通电源,搭设工作平台等。
⑸提供有关资料,如测试期间耗煤量、运行负荷,鼓(引)风机型号、风量及锅炉、除尘器型号和烟囱高度等。
5.核查测量现场的供电情况及接地线的布设。
6.野外测量时,务必对本机及相关部件采取四防(防雨、防雪、防尘及防日光曝晒)措施。
凡此种种,了解得越详细越好,并以文字和表格形式记录下来,作为重要的背景资料和历史资料,既可为实际测量作好充分的准备,又可为日后进行环境状况分析和环境评价提供重要依据,也可为政府和环保部门进行宏观决策和调控提出建议。
用户千万别小看采样前的现场踏勘和资料收集,把实测结果与现场背景和过往资料联系起来分析,站在宏观角度看,往往可以找出一些规律性的东西。
4.1.2实验室的准备工作
在确定测量项目后,根据被测对象和现场踏勘的实际情况,认真作好实验的准备工作,主要是:
1.检查仪器工作是否正常,采样管、导气管、导压管是否畅通,传导电缆是否完好,各连
接件是否可靠,各需用附件是否齐全。
2.对于已经运行过一段时间的仪器,对气路应进行气密性检查。
3.采样管和采样嘴的准备:
根据测试管段直径的大小来准备不同长度的采样管;而采样嘴,本公司提供了ф4~ф14一套(共8只),且携带方便,用户在现场可择需而取。
4.皮托管需每年送计量部门检定一次,用户要核查皮托管是否在检定期内。
5.压力、流量传感器应定期校正,其方法详见第5章。
6.新滤筒或油烟捕集器的处理及编号:
A.将已编号的新滤筒(可在其盒上编号)在(105~110)℃烘箱中烘1h,取出放入干燥瓶中冷却至室温,用万分之一(或以上)的天平称重。
B.若在400℃以上的高温排气筒中采样,应使用刚玉滤筒(可在其盒上编号),在400℃高温炉中烘烤1h,取出放入干燥瓶中冷却至室温,用万分之一(或以上)天平称重。
D.可按采样存贮数据库的采样编号进行编号。
7.检查气体洗涤器中双氧水和硅胶干燥器中硅胶是否有效。
A.气体洗涤器中应为无色、透明、浓度为3%的双氧水,若变色或浑浊应更换。
B.硅胶干燥器中应为蓝色的硅胶,若有2/3以上变为粉红色则应更换。
警告:
⑴气体洗涤器中的双氧水应位于其瓶所标两红线之间,超出此范围都是危险的。
⑵在测量或搬运过程中,请勿将机箱倾倒,以防双氧水溢出。
4.1.3开机前的准备工作
野外工作时,一定要做好对仪器的防护工作。
用户千万不要认为测尘的采样仪器就不怕尘。
烟尘采样器是用来采集烟尘的,但是为防止烟尘进入主机内,采取了一道又一道的防护措施。
4.1.3.2检查电源的供电和接地情况
有少数用户误从AC380V三相交流电源中拉出两根火线当作AC220V的电源。
这样,其一,轻则烧掉保险丝,重则将主机内的电路板和传感器全部烧掉;其二,不少用户或地区误将AC220V的零线或中性线当地线用,这只有在确认中性线已可靠接地时方可。
在三相交流电源中,中性线是为了给三相平衡提供一个公共的通路。
在三相平衡的情况下,中性线上既无电压,也无电流;然而,大多数情况下,三相交流电是不平衡的。
这时,若中性线接地不良,则其上既有电压,也有电流。
用户用试电笔去测AC220V的火线和零线,经常发现试电笔的氖灯都亮即是例证,这就形成所谓的虚地。
若仪器的地接在这样的虚地上,机壳经常麻手。
有的地方采用了重复接地,即中性线和零线均接地,若当大设备的某一相发生缺相,则这时在地线上浮有很高的电压。
解决的办法有两条:
⑴将零线和地线分开。
如当地的接地确实不理想,应单独做一接地装置(接地电阻应小于4Ω)(此工作由厂方实施)。
⑵理想的办法是在用户的AC220V与仪器电源之间加接一台300W的隔离变压器(1:
1
),如图4.1所示。
我们之所以在此不厌其烦地讲述接地的重要性,实在是因为这太重要了。
因为从烟囱排出的烟尘中带有大量的电荷,不仅危及操作者的安全,还会损坏仪器中的电子元器件和传感器。
图4.1采用隔离变压器对仪器供电的接法
注意:
在图4.1中AB为一根有效截面积4mm2以上的铜线从隔离变压器连接到接地点。
TH-880Ⅳ中的参数及说明
符号
符号名称
单位
说明
Ba
大气压力
kPa
测点处或现场环境的大气压力(实为大气压强,单
位面积所承受的大气压力,1N/m2=1Pa,1大气压
=101325Pa=101.325kPa=760mmHg),一般大气压随
海拔升高而降低。
大气压是空气受重力作用而施予
物体表面的压力,其值还与当地的温度和湿度等条
件有关
PS
烟气静压
kPa
烟气的静压,即单位体积的烟气所具有的势能,它
表现为烟气在各方向上作用于管壁的压力。
当PS>
Ba时,PS>0;当PS 压就是测点处烟气的势能与大气压的差值。 因此, 测量静压是测量它与大气压的压差 符号 符号名称 单位 说明 Ba 大气压力 kPa 测点处或现场环境的大气压力(实为大气压强,单 位面积所承受的大气压力,1N/m2=1Pa,1大气压 =101325Pa=101.325kPa=760mmHg),一般大气压随 海拔升高而降低。 大气压是空气受重力作用而施予 物体表面的压力,其值还与当地的温度和湿度等条 件有关 PS 烟气静压 kPa 烟气的静压,即单位体积的烟气所具有的势能,它 表现为烟气在各方向上作用于管壁的压力。 当PS> Ba时,PS>0;当PS 压就是测点处烟气的势能与大气压的差值。 因此, 测量静压是测量它与大气压的压差 Pd 烟气动压 Pa 单位体积的烟气所具有的动能,是使烟气流动的压力。 由于动压仅作用于烟气的流动方向,故动压恒 为正值 Pt 烟气全压 Pa Pt=PS+Pd,即全压为静压与动压的代数之和。 是烟气在管道中流动所具有的总能量,它和静压一样为相对压力,可正可负。 在校正S皮托管时要测量该值 BS 烟气绝对压力 Pa BS=Ba+PS,测点处烟气的静压与该点烟气所承受的 大气压之和 Pγ 流量计前压力 Pa 烟气通过流量计的指示压力,实际表示烟气通过压差孔处所受的阻力,一般Pγ<0。 假如Pγ=0,则流量 也应为0 tS 烟气温度 ℃ 测点处的烟气温度,TS=ts+273.15称为测点处烟气 绝对温度 tγ 流量计前温度 ℃ 烟气通过流量计的温度 tC 干球温度 ℃ 烟气通过湿度传感器时,其干球所感受的温度 tb 湿球温度 ℃ 烟气通过湿度传感器时,其湿球所感受的温度 VS 烟气流速 m/s 在测量状态下,烟气的自然排放速度(m/s) Pd 烟气动压 Pa 单位体积的烟气所具有的动能,是使烟气流动的压力。 由于动压仅作用于烟气的流动方向,故动压恒 为正值 Pt 烟气全压 Pa Pt=PS+Pd,即全压为静压与动压的代数之和。 是烟气在管道中流动所具有的总能量,它和静压一样为相对压力,可正可负。 在校正S皮托管时要测量该值 BS 烟气绝对压力 Pa BS=Ba+PS,测点处烟气的静压与该点烟气所承受的 大气压之和 Pγ 流量计前压力 Pa 烟气通过流量计的指示压力,实际表示烟气通过压差孔处所受的阻力,一般Pγ<0。 假如Pγ=0,则流量 也应为0 tS 烟气温度 ℃ 测点处的烟气温度,TS=ts+273.15称为测点处烟气 绝对温度 tγ 流量计前温度 ℃ 烟气通过流量计的温度 tC 干球温度 ℃ 烟气通过湿度传感器时,其干球所感受的温度 tb 湿球温度 ℃ 烟气通过湿度传感器时,其湿球所感受的温度 VS 烟气流速 m/s 在测量状态下,烟气的自然排放速度(m/s) 续表TH-880Ⅳ中的参数及说明 符号 符号名称 单位 说明 ℓdυ 等速采样流量 L/min 烟尘等速采样时的流量。 ℓdυ=0.00254×d2×VS×(1-Xsw)× ×BS/TS ℓsnd 标况采气流量 L/min ℓsnd=0.05ℓdυ× =0.000127d2×VS×(1-XSW)×BS/TS 标准状态下的采样流量 Qs 工况烟气流量 m3/h 在测量状态下,湿烟气流量(热态风量)。 Qs=3600×S×VS;S为被测烟道有效截面积(m2) Qsnd 标干烟气流量 Ndm3/h Qsnd=9.7×S×VS×(1-XSW)BS/TS 标准状态下干烟气流量 符号 符号名称 单位 说明 ℓdυ 等速采样流量 L/min 烟尘等速采样时的流量。 ℓdυ=0.00254×d2×VS×(1-Xsw)× ×BS/TS ℓsnd 标况采气流量 L/min ℓsnd=0.05ℓdυ× =0.000127d2×VS×(1-XSW)×BS/TS 标准状态下的采样流量 Qs 工况烟气流量 m3/h 在测量状态下,湿烟气流量(热态风量)。 Qs=3600×S×VS;S为被测烟道有效截面积(m2) Qsnd 标干烟气流量 Ndm3/h Qsnd=9.7×S×VS×(1-XSW)BS/TS 标准状态下干烟气流量 XSW 烟气含湿量 % 式中: Pb——烟气通过湿球表面时的指示压力(Pa); PS——烟气静压(Pa); Ba——大气压力(Pa); Pbv——湿球温度为tb时的饱和水蒸汽压力; tc、tb——干、湿球温度。 当通过湿球表面的 烟气流速大于2.5m/s时,C=0.00066 d 采样嘴直径 mm 等速采样时采样嘴直径由预测选嘴确定。 ρS 烟尘密度 kg/m3 ρS=0.0027ρN×Bs/Ts (kg/m3) 式中: Bs=Ba+Ps(Pa); Ts=ts+273.15(K); ts——烟温(℃); ρN——标准状态下烟气密度 α 空气过量系数 实际供气(空气)量与理论供气量之比 Ke 锅炉出力系数 测量烟尘浓度时,锅炉必须运行在设计出力70%以上,并按锅炉运行三年和三年以上两种情况,将不同出力下实测的烟尘排放浓度乘以Ke,作为该炉额 定出力情况下的烟尘排放浓度Ce Kp 皮托管校正系数 校正时采用的公式为Ps=Pt-K2pPd,其中Ps为烟尘静压(Pa);Pt为用S皮托管测出的全压读数(Pa);Pd为用S皮托管测出的动压读数(Pa);Kp为S皮托 管校正系数 XSW 烟气含湿量 % 式中: Pb——烟气通过湿球表面时的指示压力(Pa); PS——烟气静压(Pa); Ba——大气压力(Pa); Pbv——湿球温度为tb时的饱和水蒸汽压力; tc、tb——干、湿球温度。 当通过湿球表面的 烟气流速大于2.5m/s时,C=0.00066 d 采样嘴直径 mm 等速采样时采样嘴直径由预测选嘴确定。 ρS 烟尘密度 kg/m3 ρS=0.0027ρN×Bs/Ts (kg/m3) 式中: Bs=Ba+Ps(Pa); Ts=ts+273.15(K); ts——烟温(℃); ρN——标准状态下烟气密度 α 空气过量系数 实际供气(空气)量与理论供气量之比 Ke 锅炉出力系数 测量烟尘浓度时,锅炉必须运行在设计出力70%以上,并按锅炉运行三年和三年以上两种情况,将不同出力下实测的烟尘排放浓度乘以Ke,作为该炉额 定出力情况下的烟尘排放浓度Ce Kp 皮托管校正系数 校正时采用的公式为Ps=Pt-K2pPd,其中Ps为烟尘静压(Pa);Pt为用S皮托管测出的全压读数(Pa);Pd为用S皮托管测出的动压读数(Pa);Kp为S皮托 管校正系数 续表TH-880Ⅳ中的参数及说明 符号 符号名称 单位 说明 Csnd 标干烟尘浓度 mg/m3 在标准状态下,单位体积(m3)的干烟气所含的烟尘 量(mg) C' 烟尘折算浓度 mg/m3 在计及空气过量系数后的烟尘浓度 Ce 额定烟尘浓度 mg/m3 在计及锅炉出力系数后的烟尘浓度 Gsnd 烟尘排放量 kg/h 在标准状态下,每小时排放的干烟尘质量 符号 符号名称 单位 说明 Csnd 标干烟尘浓度 mg/m3 在标准状态下,单位体积(m3)的干烟气所含的烟尘 量(mg) C' 烟尘折算浓度 mg/m3 在计及空气过量系数后的烟尘浓度 Ce 额定烟尘浓度 mg/m3 在计及锅炉出力系数后的烟尘浓度 Gsnd 烟尘排放量 kg/h 在标准状态下,每小时排放的干烟尘质量 Cso2 SO2浓度 mg/m3 在标准状态下,单位体积(m3)的干烟气所含SO2量(mg) Gso2 SO2排放量 kg/h 在标准状态下,每小时排放的SO2的质量 Cso2 SO2浓度 mg/m3 在标准状态下,单位体积(m3)的干烟气所含SO2量(mg) Gso2 SO2排放量 kg/h 在标准状态下,每小时排放的SO2的质量 附录1关于烟尘采样仪中计算公式及其说明 用户在使用过程中,经常向我们问及有关烟尘采样仪中的参数及相关参数的计算公式。 其实,国家环保总局组织编写的《空气与废气监测分析方法》(第四版)中的相关章节中已作了详细说明。 现就我们的理解,将烟尘和烟气组分测量时涉及的有关参数及计算说明如下,供用户参考。 1.烟气含湿量及计算方法 首先要明确的是烟尘(烟气)含湿量的定义。 水汽含量占烟气的体积百分数称作烟气含湿量。 本机采用的是干湿球法测量烟气含湿量,其计算公式为: XSW= ×100% (1) 式中: XSW——烟气含湿量(%);Pbv——湿球温度为tb时的饱和水蒸汽压力(Pa);tC、tb——分别为干球和湿球温度(℃);Ba——大气压力(Pa);Pb——烟气通过湿球表面时的指示压力(Pa);PS——烟气静压(Pa);C——系数,当通过湿球表面的烟气流速大于2.5m/s时,C=0.00066。 2.烟气成分参数的计算 为了计算烟气流速,先必须知道烟气密度和烟气的气体常数。 为此,先了解一下烟气的成分参数。 A.烟气过量空气系数的简化计算式为: α= (2) 式中: α——过量空气系数;Vo2——氧气在烟气中所占的体积百分数(%)。 例如,Vo2=11%,将11直接代入 (2)式中,求得α=2.1 B.标准状态下湿烟气密度的计算: ρN= [(Mo2Vo2+McoVco+Mco2Vco2+Mn2Vn2)(1—XSW)+ XSW](3) 式中: ρN——标准状态下湿烟气密度[kg/m3(标)];Mo2、Mco、Mco2、Mn2、 ——相应气体的分子量;Vo2、Vco、Vco2、Vn2——相应气体的体积百分数(%)。 C.测量状态下湿烟气的
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- 烟尘 采样 参考