DB3201/T 1191-2024 石化行业高架火炬气排放连续监测技术规范

ICS17.120

CCSN56

3201

南京市地方标准

DB3201/T1191—2024

石化行业高架火炬气排放连续监测

技术规范

Specificationforflarecontinuousemissionmonitoring

forpetrochemicalindustries

2024-04-28发布2024-04-30实施

南京市市场监督管理局  发布

DB3201/T1191—2024

目次

前言..................................................................................II

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4系统组成和功能......................................................................2

5技术要求............................................................................3

6监测站房要求........................................................................14

7安装要求............................................................................4

8技术指标调试检测....................................................................5

9技术验收............................................................................05

10日常运行维护要求...................................................................7

11质量保证和质量控制要求.............................................................7

12数据审核和处理.....................................................................28

附录A（规范性）火炬气排放连续监测系统必测火炬气组分..................................9

附录B（规范性）Flare-CEMS主要技术指标调试和验收方法................................10

附录C（资料性）火炬气排放连续监测系统安装调试检测原始记录表3.........................13

附录D（资料性）火炬气排放连续监测系统调试检测报告...................................31

附录E（资料性）火炬气排放连续监测系统技术指标验收报告...............................35

附录F（资料性）火炬气排放连续监测系统日常巡检、校准和维护原始记录表.................40

参考文献..............................................................................B46

D

I

DB3201/T1191—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由南京市生态环境局提出并归口。

本文件起草单位：南京分析仪器厂有限公司、南京生态环境保护科学研究院、南京市产品质量监督

检验院（南京市质量发展与先进技术应用研究院）、江苏省南京环境监测中心、南京市生态环境监测监

控中心。

本文件主要起草人：薛逸才、王艳、杨德维、谢馨、方东、马少玲、窦焘焘、郭梦伊、韩宏伟、谢

轶嵩、霍洪强、张雷。1

0

2

3

B

D

II

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石化行业高架火炬气排放连续监测

技术规范

1范围

本文件规定了石化行业高架火炬气排放连续监测的系统组成和功能、技术性能、监测站房、安装、

技术指标、调试检测、技术验收、日常运行管理、日常运行质量保证以及数据审核和处理等有关要求。

本文件适用于石油炼制、石油化学、有机化工、煤化工等石化行业使用的高架火炬。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件1，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求

GB37822挥发性有机物无组织排放控制标准0

HJ75固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术规范

HJ212污染源在线监控（监测）系统数据传输标准

HJ1013固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法2

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.13

连续监测系统continuousmonitoringsystem（CMS）

连续监测废气参数（温度、压力、流速或流量等）所需要的全部仪器和设备。

[来源：HJ1286—2023，3.2]

3.2

火炬气排放连续监测系统Bflarecontinuousemissionmonitoringsystem（Flare-CEMS）

连续监测高架火炬废气中组分的排放浓度、热值和条件参数所需要的全部仪器和设备。

3.3

有效数据validdata

符合标准技术指标要求且经验收合格的Flare-CEMS（3.2），在正常运行时所测得的数据。

[来源：DHJ1286—2023，3.4]

3.4

分析周期analysiscycletime

系统连续运行时给出两组测量结果之间的时间间隔。

[来源：HJ1013—2018，3.6]

3.5

零点噪声zeronoise

在正常工作条件下，向仪器通入零点气体进行连续多次测量所得到的实测值与平均值的标准偏差。

1

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3.6

有效数据率validateddatarate

在一段时间内，监测数据有效的小时数占总运行小时数的百分比。

[来源：HJ1010—2018，3.2]

3.7

校准calibration

在正常工作条件下，向仪器通入标准气体进行连续多次测量，根据仪器实测值与标准气体标称值之

间的差值来分析仪器示值误差的一组操作。

4系统组成和功能

4.1系统组成

Flare-CEMS由废气参数监测单元、废气组分监测单元、数据采集与处理单元组成，见图11。

0

2

3

B

图1Flare-CEMS组成示意

4.2功能D

Flare-CEMS应能实现连续测量进入高架火炬的废气参数（温度、压力、流速或流量等）、废气中主

要气体组分的浓度，同时计算废气的热值、废气中主要气体组分的排放速率和排放量，显示（可支持打

印）和记录各种数据和参数，形成相关图表；并具有通过数据、图文等方式传输至管理平台的功能。

4.3正常工作条件

Flare-CEMS正常工作应满足以下条件：

a)环境温度：室内15℃～35℃、室外-20℃～50℃；

2

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b)室内相对湿度：≤85%；

c)室内大气压：80kPa～106kPa；

d)供电电压：AC220V±22V，50Hz±1Hz。

5技术要求

5.1安全要求

5.1.1在环境温度15℃～35℃，室内相对湿度≤85%条件下，Flare-CEMS系统电源端子对地或机壳

的绝缘电阻不应小于20MΩ。

5.1.2在环境温度15℃～35℃，室内相对湿度≤85%条件下，Flare-CEMS系统在1500V（有效值）、

50Hz正弦波试验电压下持续1min，不应出现击穿或飞溅现象。

5.1.3Flare-CEMS系统应具有漏电保护装置，具备良好的接地措施。

5.1.4安装和使用者应建立起有效安全措施，防止易燃易爆、有毒有害气体泄漏，及防备其他安全风1

险；若设备安装环境有防爆要求，则应按照GB/T3836.1中相关规定执行。

5.2性能要求

5.2.1废气参数监测的性能指标0

5.2.1.1温度

Flare-CEMS温度监测宜选用热电偶传感器或热敏电阻，与参比方法测量结果平均值的绝对误差不超

过±5℃，计量周期宜同火炬相关装置的大修周期（不少于1次/年），量程范围根据火炬气类型不同的

分别为高温高压火炬气0℃～300℃、低温高压火炬气-2002℃～30℃、常温低压火炬气0℃～100℃，

精度均为±3℃。

5.2.1.2压力

Flare-CEMS压力监测宜选用扩散硅式力敏器件的压力传感器3，量程范围应能覆盖-100kPa～20MPa，

精度应满足0.5%F.S。

5.2.1.3流量

Flare-CEMS流量监测宜选用具有自标定功能的超声波流量计B，量程范围0.03m/s～80m/s，且满足：

——当火炬气流速≥0.03m/s且≤0.3m/s时，流量计的最大绝对误差不超过仪表量程的±20%；

——当火炬气流速＞0.3m/s时，流量计精度等级满足5.0级。

5.2.2废气组分监测的性能指标

5.2.2.1测量气体组分范围D

测定气体组分应至少包括常规监测目标气体（氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢，共5种）、

烷烃监测目标气体（甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、己烷及更重组分、共8种）、

高活性挥发性有机物监测目标气体（乙烯、丙烯、所有丁烯、所有戊烯、1，3-丁二烯，共5种），应符

合附录A的规定，各组分浓度最高量程不应低于0.01mol/mol。根据火炬气实际情况，可增加监测的目

标气体。

5.2.2.2分析周期

3

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系统分析周期≤15min。

5.2.2.3零点噪声

废气组分分析单元零点噪声不超过150μmol/mol。

5.2.2.4方法检出限

90%组分的方法检出限≤450μmol/mol。

5.2.2.5组分分析准确度

废气组分分析结果，准确度应不超过±5%标准气体标称值。

5.2.2.6组分分析精密度

废气组分分析结果，各组分精密度≤5%。1

5.2.2.7分离度

二氧化碳和乙烯、乙烯和乙烷、正戊烷和异戊烷的分离度达到1.0以上。

5.2.2.824h浓度漂移0

废气组分分析单元24h浓度漂移不超过5%。

5.2.2.9有效数据率

Flare-CEMS连续运行30天，有效数据率不小于95%。2

6监测站房要求

6.1监测站房内温度宜保持在15℃～35℃，相对湿度应3≤85%，空调应具有来电自动重启功能，站

房内应安装排风扇或其他通风设施。

6.2监测站房应配备零点气和标准气体，以满足日常零点校准、量程校准、定期校准的需要。

6.3监测站房应有防水、防火、防潮、防雷、隔热、保温措施，站房内应安装可燃气体、有毒气体、

低氧报警器。

6.4安装在监测站房外部的电气设备的电气防爆等级应不低于监测站房所处区域防爆等级的要求。B

6.5安装在监测站房内部的电气设备的电气防爆等级应不低于GB/T3836.1规定的ExIIBT3或Class1、

Division2、GroupBCD。若监测站房所处电气防爆环境为1级区域，应采用正压通风，在监测站房

内所有通道关闭时，应能保持室内外压差不低于25Pa（2.5mmH2O）；当监测站房失压时，应能发出报

警信号。

6.6若分析对象或载气中有氢气D、乙炔，则监测站房内靠近顶棚处的电气防爆等级为ExIICT2或Class

1、Division2、GroupB（氢气）或A（乙炔）。

6.7监测站房、仪器设备、辅助设施应在明显的位置设置标识、标牌。

6.8监测站房宜选用分析小屋，分析小屋应带有正压通风系统或供热通风与空气调节（HVAC）系统。

6.9监测站房的其他要求按照HJ7执行。

7安装要求

4

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7.1采样单元

7.1.1Flare-CEMS采样点应选择在能准确可靠地连续监测火炬气排放状况的位置上，应避开火炬管路

弯头、断面等形状急剧变化的部位，不应在火炬筒体上直接选取采样点。采样点位置的其他要求按照

HJ75执行。

7.1.2设置采样或监测平台时，应易于人员和监测仪器到达，当采样平台设置在离地面高度≥2m的

位置时，应有通往平台的斜梯，宽度应≥0.9m，有条件的可采用旋梯、Z字梯或升降梯等。

7.1.3样品采集和传输装置的材质应选用耐高温、防腐蚀、不吸附、不与待测污染物发生反应的材料，

且不影响待测污染物的正常测量。

7.1.4采样单元应满足GB37822要求，分析仪器尾气不直接排放到外环境。同时，满足分析仪器背压

要求，保障分析仪器正常运行。

7.1.5采样系统应配备有效阻火设施。采样系统检修期间，应采取硬隔离手段。

7.1.6鉴于火炬气系统特性，可不再单独设置人工采样口。

7.1.7采样系统应纳入本单位LDAR（泄漏检测与修复）检测计划，定期组织进行泄漏检测与修复。1

7.2施工要求

7.2.1Flare-CEMS施工应满足HJ75中安装施工要求和HJ1013安全要求。

7.2.2样品气传输管线应具备稳定、均匀加热和保温的功能，其加热温度应不低于0120℃（特殊气体，

如CS2等容易自燃的气体，加热温度应高于露点温度10℃以上），加热温度值应能在机柜或系统软件

中显示查询。

7.2.3废气中含强腐蚀性气体时，样品经过的器件或管路应选用耐腐蚀性材料。

8技术指标调试检测2

8.1Flare-CEMS在现场安装运行以后，在接受验收前，应进行技术性能指标的调试检测，调试检测的

技术指标包括：

a)Flare-CEMS分析周期；3

b)Flare-CEMS零点噪声；

c)Flare-CEMS方法检出限；

d)Flare-CEMS组分分析准确度和精密度；

e)Flare-CEMS组分分离度；B

f)Flare-CEMS组分24h浓度漂移；

g)Flare-CEMS有效数据率。

8.2技术性能指标的调试检测要求如下：

a)相关指标的检测应在生产设备正常且稳定运行的条件下开展；

b)调试检测技术性能指标应满足第D5章要求；

c)各技术性能指标的调试检测方法按照附录B执行。其中，分析周期连续测量3d，每天至少测

量1次，每天分析周期都应满足要求；调试检测数据记录格式见附录C，调试检测完成后编制

调试检测报告，报告的格式见附录D。

9技术验收

9.1总体要求

5

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Flare-CEMS在完成安装、调试检测后，应进行系统技术指标验收，其中技术指标验收中的准确度

验收应在其他各项技术指标验收合格后开展。

9.2技术验收条件

符合下列要求的Flare-CEMS方可开展技术验收工作：

a)Flare-CEMS的安装位置符合第7章要求；

b)系统应当预留数据传输功能，具备数据一址多发上传功能，数据传输应满足HJ212的要求；

c)根据第8章要求完成72h的调试检测，并提供调试检测报告及调试检测结果数据；

d)调试检测后至少稳定运行30天，有效数据率不低于95%。

9.3技术指标验收

9.3.1一般要求

9.3.1.1技术指标验收包括废气参数技术指标、废气组分监测技术指标验收。技术指标应符合第15章

的要求，操作步骤和计算按附录B执行

9.3.1.2验收期间除本文件规定操作外，不应对Flare-CEMS进行校准、维护、检修、调整。

9.3.1.3验收前应检查采样伴热管设置是否符合7.2相关要求。检查探头、伴热管线以及分析仪器之

前的整个气体管路，应满足全程伴热无冷点。0

9.3.1.4验收期间，生产设备应正常且稳定运行。验收时，应采用有生产合格证且在有效期的标准气

体，零点气可选择废气组分分析设备中所使用的载气，纯度≥99.999%，标准气体应当包含氮气、氢气、

一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、正己烷、乙烯、

丙烯、丁烯、戊烯、1，3-丁二烯等（加测的其他气体，应配备相应标准气），不确定度为±2%。

9.3.1.5对废气组分分析单元进行验收时，零点气和标准气体可就近通入分析设备中。2

9.3.1.6日常运行中更换Flare-CEMS分析仪表或变动Flare-CEMS采样点位时，应满足第7章的要求，

并进行再次验收。

9.3.2验收内容3

9.3.2.1废气参数监测单元验收通过文件验收形式进行，系统的温度、压力、流速（或流量）仪表应

具有相应的计量合格证书、现场调试检测报告。

9.3.2.2废气组分监测技术指标验收内容包括分析周期、零点噪声、方法检出限、组分分析准确度和

精密度、分离度和24h浓度漂移验收。B

9.3.3验收报告

技术指标验收完成后编制技术指标验收测试报告。技术指标验收测试报告应至少包括以下信息：

a)报告标识、编号；

b)检测日期和编制报告日期；D

c)Flare-CEMS标识制造单位、型号和系列编号；

d)Flare-CEMS的主要组件；

e)安装Flare-CEMS的企业名称和安装位置相关污染源名称；

f)环境条件记录情况（大气压力、环境温度、环境湿度）；

g)分析周期、零点噪声、方法检出限、组分分析准确度和精密度、分离度、24h浓度漂移引用

的标准及技术指标要求；

h)所有可溯源到国家标准的标准气体；

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i)参比方法所用的主要设备、仪器等；

j)检测结果和结论；

k)测试单位；

l)三级审核签字；

m)组分分析设备出厂检测原始谱图复印件；

n)验收测试结果和验收测试报告；

o)备注（技术验收单位认为与评估Flare-CEMS性能相关的其他信息）。

10日常运行维护要求

10.1总体要求

Flare-CEMS使用单位应根据Flare-CEMS使用说明书和本文件的要求编制仪器运行管理规程，确定系

统运行操作人员和管理维护人员的工作职责。运维人员应熟练掌握Flare-CEMS的原理、使用和维护方法1。

Flare-CEMS日常运行维护应包括日常巡检和日常维护保养，具体巡检和维护保养记录格式可参见附录F。

10.2常见故障分析及排除

满足HJ75常见故障分析及排除的相关要求，记录格式见附录F。0

10.3安全要求

运行维护、检测相关人员注意以下安全要求：

a)运行维护、检测人员应定期参加安全培训；

b)运行维护、检测人员应掌握防火防爆常识，并熟练使用消防器材；2

c)设置安全监督员制度，在维护检测作业中，应接受安全员监督；

d)应穿着防静电工作服和防静电工作鞋，在检测现场不应穿脱和拍打衣服，不应梳头和追逐打

闹；

e)不应将火种带入检测现场；3

f)雷雨天应停止检测作业。

11质量保证和质量控制要求B

11.1一般要求

日常运行中的质量保证和质量控制是保障Flare-CEMS正常稳定运行、持续提供具有质量保证监测数

据的必要手段。当Flare-CEMS不能满足技术指标要求时，应及时采取纠正措施，并应缩短下一次校准、

维护和核查的间隔时间。D

11.2定期校准

11.2.1废气参数监测设备需每年至少进行一次计量检定校准。

11.2.2废气组分分析设备每15d至少进行一次单点标定校准测试。

11.2.3废气组分分析设备每3个月至少进行一次零点噪声和多点标定校准测试。

11.2.4校准技术指标应满足5.2废气组分监测性能指标要求。

11.2.5定期校准的记录卡格式见附录F表F.5、F.6。

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11.3定期维护

11.3.1使用氢气钢瓶时，至少每周巡检一次钢瓶的气体压力并记录，同时对减压阀、气体管路进行安

全检漏并书面记录，有条件的应做到一用一备。

11.3.2用氢气发生器时，至少每周检查一次氢气发生器变色硅胶，硅胶超过2/3变色时应予以更换。

11.3.3使用氢气发生器时，应按其说明书规定，定期检查氢气压力、氢气发生器电解液等，根据使用

情况及时更换电解液，定期添加去离子水；对于使用氢气钢瓶的，推荐每周巡检钢瓶气的压力并记录，

有条件的可做到一用一备。

11.3.4至少每周检查一次出峰时间与标准谱图的一致性是否符合仪器使用手册要求。

11.3.5至少每月检查一次采样连接管路的气密性，Flare-CEMS的过滤器、采样管路的结灰情况，若

发现数据异常应及时维护。

11.3.6至少每半年检查一次零点气发生器中的过滤填料，根据使用情况对其进行更换。

11.3.7更换主要部件如色谱柱、定量环后应对Flare-CEMS进行准确度检测，并记录校准数据和过程，

校准数据满足第5章相关要求且稳定后方可投入运行。1

11.3.8维护频次和定期维护记录格式见附录E。

11.4标准气体

标准气体应在有效期内使用，其标准物质证书中不确定度应在±2%以内；零点气可使用废气组分0

分析单元的载气（氮气或者氢气，纯度≥99.999%）；标准气体应当包含氮气、氢气、一氧化碳、二氧

化碳、硫化氢、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、正己烷、乙烯、丙烯、丁烯、

戊烯、1，3-丁二烯等（加测的其他气体，应配备相应标气），不确定度为±2%。

11.5技术指标抽检2

按照8.2的要求对部分或全部Flare-CEMS技术指标抽检时，检测结果应满足第5章的相关要求。

12数据审核和处理3

12.1Flare-CEMS数据审核

按照HJ75相关要求执行。

12.2无效时间段数据处理B

按照HJ75相关要求执行。

12.3数据记录与报表

12.3.1记录D

监测结果记录表式见附录C。

12.3.2报表

定期形成Flare-CEMS数据报表，给出废气参数（温度、压力、流量）、废气组分摩尔浓度和废气组

分排放量的最大值、最小值、平均值，废气组分累计排放量以及参与统计的样本数，表式见附录C。

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附录A

（规范性）

火炬气排放连续监测系统必测火炬气组分

表A.1给出了火炬气排放连续监测系统必测火炬气组分的规定。

表A.1Flare-CEMS必测火炬气组分

序号化合物名称摩尔质量（g/mol）CAS号备注

1氮气28.017727-37-9常规气体

2氢气2.021333-74-0常规气体

3一氧化碳28.01630-08-0常规气体1

4二氧化碳44.01124-38-9常规气体

5硫化氢34.087783-06-4常规气体

6甲烷16.0474-82-80烷烃

7乙烷30.0774-84-0烷烃

8丙烷44.1074-98-6烷烃

9异丁烷58.12275-28-5烷烃

10正丁烷58.12106-97-8烷烃

11异戊烷372.1578-78-4烷烃

12正戊烷72.15109-66-0烷烃

13己烷及更重组分a86.18—烷烃

14乙烯B28.0574-85-1高活性挥发性有机物

15丙烯42.08115-07-01高活性挥发性有机物

16所有丁烯b56.11—高活性挥发性有机物

17所有戊烯c70.13—高活性挥发性有机物

18D1，3-丁二烯54.09106-99-0高活性挥发性有机物

注a：己烷及更重组分以正己烷计；

注b：所有丁烯指正丁烯及其所有同分异构体，以正丁烯计；

注c：所有戊烯指正戊烯及其所有同分异构体，以正戊烯计。

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附录B

（规范性）

Flare-CEMS主要技术指标调试和验收方法

B.1Flare-CEMS废气参数监测的性能指标调试和验收

废气参数如温度、压力、流速（或流量）技术指标的调试检测按照厂家提供的方案进行。验收时，

系统厂家需提供相关仪器仪表的计量合格证书、具有资质的第三方测试报告和现场调试检测报告。

B.2Flare-CEMS废气组分监测的性能指标调试和验收

B.2.1分析周期

Flare-CEMS连续运行时组分分析设备给出两组测量结果之间的时间间隔，连续3天共测量13次，检测

结果应符合5.2.2.2要求，按本文件附录C表C.1的表格形式记录。

B.2.2零点噪声

待测系统稳定后，通入零点气进行分析，至少连续测量7次，计算待测仪器所测浓度值，其中

为测量次数（=1,2……,），按公式（B.1）计算所取得数据的标准偏差，0即为仪器的零点噪声，检

���

测结果应符合5.2.2.3要求，按本文件附录C表C.2的表格形式记录。

���0

·················································(B.1)

�2

�=1��−�

�0=�−12

式中：——零点噪声，mol/mol；

�0——第i次测量浓度值，mol/mol；

�——�次测量浓度平均值，mol/mol；

�——记录数据的测量次数（�=1，2，……3）；

�——记录数据的总次数。��

B.2.3�方法检出限

在组分分析仪器正常工作状态下，通入接近检出限浓度的标准气体进行分析（B＜标准气体浓

度＜10×），至少连续测量7次，计算待测仪器所测浓度值，其中i为测量次数（=1，2……，），

𝑀�

按公式（B.2）计算所取得数据的标准偏差。

𝑀�����

�·················································(B.2)

�2

�=1��−�

式中：——D标准偏差，mol/mol；�=�−1

�——第i次测量浓度值，mol/mol；

�——�n次测量浓度平均值，mol/mol；

�——记录数据的测量次数（=1，2，……）；

�——记录数据的总次数。��

然后根据公式�（B.3）计算方法检出限，检测结果应符合5.2.2.4要求，按附录C表C.3的表

10𝑀�

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格形式记录。

···············································(B.3)

式中：——方法检出限；𝑀�=��−1,0.99×�

𝑀�——自由度为n-1，置信度为99%时的t分布（单侧），t值选取见表B.1；

��——−1,0.99标准偏差，mol/mol。

表B.1t值表

�

平行测定次数（n)自由度（n-1)

76�3.143�−1,0.99

872.998

982.896

1092.821

11102.7641

16152.602

21202.526

B.2.4组分分析准确度和精密度0

待测系统稳定后，通入一定浓度的标准气体进行分析，计算待测仪器中各组分监测浓度，每种组

分至少重复测试7次，根据公式（B.4）计算平均测量浓度与已知标准气体浓度的相对误差，即为准确

��

度；根据公式（B.5）计算多次测量浓度的相对标准偏差RSD，即为精密度，检测结果应符合5.2.2.5和