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1、烟囱高度计算1简介烟囱的作用有二：一是产生自生通风力（抽力），克服烟、风道的流动阻力；二是把烟 尘和有害气体引向高空，增大扩散半径，避免局部污染过重。高烟囱排放可使污染物在垂直 方向及水平方向在更大范围内散布，因此对降低地面浓度的作用是很明显的。但不可忽视的 是，建设过高的烟囱对企业投资是一种负担，因为烟囱的造价大体上与烟囱高度的平方成正 比，况且过高的烟囱对周边的景观环境也会造成不协调影响。因此烟囱高度应设置在一个合 理的范围内才能达到环境效益和经济效益的相统一。2 烟囱高度计算2.1 烟囱出口直径计算烟囱出口直径计算公式：式中：QV烟气实际流量，m3/sBc燃料消耗总量，kg/s； qvg
2、标准状态下的烟气流量，Nm3/kg；%烟囱出口处的烟气流速，m/s； T0 烟囱出口处的烟气温度， K。2.2 按环保要求计算的烟囱高度 下面介绍按污染物地面最大浓度来确定烟囱高度的计算方法。该法是按保证污染物的地 面最大浓度不超过环境空气质量标准规定的浓度限值来确定烟囱高度。地面最大浓度的公式：式中：Pmax地面最大污染物浓度，mg/m3；Q 烟囱单位时间内排放的污染物， mg/s； u 烟囱出口处的平均风速， m/s； He 烟囱的有效高度， m；e az、与扩散系数在垂直及横向的标准差，m。烟囱有效高度He计算式：eH = H + AHes式中： Hs 烟囱的几何高度， m；AH烟囱的抬
3、升高度，m。若设p0为环境空气质量标准规定的某污染物的浓度限值,pb为其环境原有浓度，按 保证Pmax 21000kW，且AT 35K 时：H城市和丘陵的烟气抬升高度： AH = 1.303QH1/3Hs2/3/u平原和农村的烟气抬升高度： AH = 1.427QH1/3Hs2/3/uAH = 0.292QH3/5Hs2/5/uAH = 0.332QH3/5Hs2/5/u当 2100 Qh 35K 时：当Qu 2100kW，或AT 35K 时：HAH = 2(1.5u0d + 0.01QH )/u式中：AT烟囱出口的烟气温度与环境温度之差，K；Qh 烟气的热释放率，kw； u烟囱出口处的平均风
4、速，m/s； %烟囱出口处的实际烟速，m/s； d烟囱的出口内径，m。其中，烟囱出口处烟气温度与环境温度之差AT式中：T0烟囱出口处烟气温度，K,可用烟囱入口处烟气温度按-5C/100m递减率换算所 得值；Tk烟囱出口处环境平均温度，K,可用电厂所在地附近的气象台、站定时观测最近 5a 地面平均气温代替。烟气热释放率QhQH = 0.35PQVAT/T式中：P大气压，一般取1013.25hPa； 烟气出口处环境风速u式中：u烟气出口处的风速，m/s；U0地面10m高度处的平均风速，m/s,采用电厂所在地最近的气象台、站最近5a观测的距地面10m高度处的风速平均值，当u10 20Pa3 案例SO
5、2排放量为80g/s,烟气流量为265m3/s,入口烟气温度423K,出口烟气温度为418K, 烟气密度1.34 kg/Nm3,大气温度为293K,大气密度1.29 kg/Nm3。这一地区的SO2本底浓 度为0.05mg/m3，设az/ay=0.5，地面平均风速u10=3m/s，稳定度参数m=0.25,试按环境 质量标准（GB3095-1996）的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径，并校核。（1）烟囱高度的计算热释放率Qh为：AT418 293Q = 0.35PQ = 0.35 X 1013.25 X 265 X = 2.810 x 104kW 2100kWhv t4180烟囱出口处平均风速为
6、：HHu = uio（10）m = 3（10）.25= 1-687Hs025该厂位于城市及近郊区,则烟气抬升高度为：1 2= 23.48H 5/12sah = 1.303QhbHsb = 1.303 X 281001/3 x H/3= u =1.687H 0.25s环境质量标准的二级标准限制为0.06mg/m3（年均），将各参数值带入以下公式计算:H2Qs 卩eu(P0 Pb)a一AHay2X80X103X 0 5 23 48H 5/123.142 X 2.718 X 1.687Hs0.25 X (0.06 0.05) X 106s得： H 9/8+23.48H13/24 745.18 ss用
7、牛顿切线法迭代： Hs1=160， Hs2=182.6， Hs3=182.7 取 Hs=183m。2）烟囱内径的计算烟囱出口烟气流速不应该低于该高度处平均风速的1.5倍即： u0 1.5X1.687Hs0.25 =1.5X1.687X1830.25 =9.31m/s； 为保证烟气顺利抬升，出口流速应在2030m/so取=20m/s，则有4X2653.142 X 20= 4.1m则实际直径可取为4.0m。 烟囱出口处烟气流速为：4XQv = 4X_265 = 21m/sn X d2n X 42综合(1) (2),该厂烟囱应设计为高度183m，内径4.0m。( 3)校核烟气抽力 烟囱抽力计算：27
8、3273273273h = H X g X (p X p X = 183 X 9.8 X (1.29 X 1.34 X ) = 604Pas吕T 匕 T丿、293423丿k1烟囱总摩擦阻力计算：H u2h =入(宁)卡乂卩=0.05 X (183 5.83) X 9.9222 X 0.87 = 70Pae d 2 eHd =d + 7；xi = 4 + 183 x 0.02 2 = 5.83m e24xQ4x265u =子=l cc = 9.92m/se n x d2 n x 5.832e出口烟气动能u 2273h =*xp x=212 2 x 1.34 x 273 418 = 193Pa 12KsT2T0Ah = h h2 h = 604 70 193 = 341 20Pa，满足抽力要求。综上所述，该厂烟囱应设计为高度183m，内径4.0m。
