1、煙囪高度計算1簡介煙囪的作用有二：一是產生自生通風力（抽力），克服煙、風道的流動阻力；二是把煙塵和有害氣體引向高空，增大擴散半徑，避免局部污染過重。高煙囪排放可使污染物在垂直方向及水平方向在更大范圍內散布，因此對降低地面濃度的作用是很明顯的。但不可忽視的是，建設過高的煙囪對企業投資是一種負擔，因為煙囪的造價大體上與煙囪高度的平方成正比，況且過高的煙囪對周邊的景觀環境也會造成不協調影響。因此煙囪高度應設置在一個合理的范圍內才能達到環境效益和經濟效益的相統一。2煙囪高度計算2.1煙囪出口直徑計算煙囪出口直徑計算公式：式中：QV煙氣實際流量，m3/sBc燃料消耗總量，kg/s；qvg標準狀態下的煙氣

2、流量，Nm3/kg；%煙囪出口處的煙氣流速，m/s；T0煙囪出口處的煙氣溫度，K。2.2按環保要求計算的煙囪高度下面介紹按污染物地面最大濃度來確定煙囪高度的計算方法。該法是按保證污染物的地面最大濃度不超過環境空氣質量標準規定的濃度限值來確定煙囪高度。地面最大濃度的公式：式中：Pmax地面最大污染物濃度，mg/m3；Q煙囪單位時間內排放的污染物，mg/s；u煙囪出口處的平均風速，m/s；He煙囪的有效高度，m；eaz、與擴散系數在垂直及橫向的標準差，m。煙囪有效高度He計算式：eH=H+AHes式中：Hs煙囪的幾何高度，m；AH煙囪的抬升高度，m。若設p0為環境空氣質量標準規定的某污染物的濃度限

3、值,pb為其環境原有濃度，按保證Pmax<P0-Pb，則由地面最大濃度的公式得到煙囪高度計算公式：煙氣抬升高度AH按下列公式計算：當Qu>21000kW，且AT>35K時：H城市和丘陵的煙氣抬升高度：AH=1.303QH1/3Hs2/3/u平原和農村的煙氣抬升高度：AH=1.427QH1/3Hs2/3/uAH=0.292QH3/5Hs2/5/uAH=0.332QH3/5Hs2/5/u當2100<Qh<21000kW，且AT>35K時：當Qu<2100kW，或AT<35K時：HAH=2(1.5u0d+0.01QH)/u式中：AT煙囪出口的煙氣溫度與

4、環境溫度之差，K；Qh煙氣的熱釋放率，kW；u煙囪出口處的平均風速，m/s；%煙囪出口處的實際煙速，m/s；d煙囪的出口內徑，m。其中，煙囪出口處煙氣溫度與環境溫度之差AT式中：T0煙囪出口處煙氣溫度，K,可用煙囪入口處煙氣溫度按-5°C/100m遞減率換算所得值；Tk煙囪出口處環境平均溫度，K,可用電廠所在地附近的氣象臺、站定時觀測最近5a地面平均氣溫代替。煙氣熱釋放率QhQH=0.35PQVAT/T式中：P大氣壓，一般取1013.25hPa；煙氣出口處環境風速u式中：u煙氣出口處的風速，m/s；U0地面10m高度處的平均風速，m/s,采用電廠所在地最近的氣象臺、站最近5a觀測的距

5、地面10m高度處的風速平均值，當u10<2m/s時，取U10=2m/s；m風速切邊指數，取值范圍常為0.150.25。2.3按環保要求確定煙囪高度的設計過程中應注意的問題：1）上述計算方法是以中性或近中性大氣條件下的錐型擴散為基礎的，實際上還存在其它類型的擴散，例如波型擴散、扇型擴散、漫煙型擴散、屋脊型擴散和封閉型擴散等。在逆溫較強的地區，需要用封閉型或熏煙型模式校核。2）煙流抬升高度對煙囪高度的計算結果影響很大，所以應選用抬升公式的應用條件與設計條件相近的抬升公式。否則，可能產生較大的誤差。3）為防止出現煙流下洗、下沉現象，要求煙囪出口煙氣流速不小于出口處風速的1.5倍，且出口煙氣流速

6、在2030m/s之間，煙溫大于100°C。4）煙囪幾何高度不小于從屬建筑物高度的2倍。煙囪幾何高度不得低于大氣污染物綜合排放標準或行業標準中根據具體情況所規定的煙囪高度最低限值。2.4按抽力要求校核煙囪高度設計原則是煙囪的高度應使所產生的抽力能夠克服煙囪阻力及煙囪出口煙氣動能并留有20%余量。且在大氣溫度25C，無風條件下，任何一點負壓不小于20Pa。（1）煙囪抽力273273h=HsXgx（PkXPsX亍）k1式中：h煙囪抽力，Pa；Hs煙囪咼度，m；g9.8m/s2；Pk空氣密度，kg/Nm3；Tk環境空氣溫度，K；Ps煙氣密度，kg/Nm3；T1入口煙氣溫度，K。（2）煙囪出口

7、煙氣動能h1=Uo2273T0（3）煙囪總摩擦阻力h煙囪總摩擦阻力損失包括直管摩擦阻力損失和彎頭等局部摩擦阻力損失。eh=入eXPe式中：he直管摩擦阻力損失，Pa；入摩擦系數，磚煙囪和混凝土煙囪取0.05；d煙囪當量直徑，d=d+旦xi；ee2i煙囪平均坡度，一般取0.02uede下的煙氣流速，ue=4xQv；eeenxd2Pe（P°+Pl）/2。P1入口煙氣密度，kg/m3,p1=psX273/Ti；P0出口煙氣密度，kg/m3，p0=psX273/TqO富余抽力Ah需滿足：Ah=h-h1-h2>20Pa°3案例SO2排放量為80g/s,煙氣流量為265m3/s,

8、入口煙氣溫度423K,出口煙氣溫度為418K,煙氣密度1.34kg/Nm3,大氣溫度為293K,大氣密度1.29kg/Nm3。這一地區的SO2本底濃度為0.05mg/m3，設az/ay=0.5，地面平均風速u10=3m/s，穩定度參數m=0.25,試按環境質量標準（GB3095-1996）的二級標準來設計煙囪的高度和出口直徑，并校核。（1）煙囪高度的計算熱釋放率Qh為：AT418293Q=0.35PQ=0.35X1013.25X265X=2.810x104kW>2100kWhvt4180煙囪出口處平均風速為：HHu=uio（10）m=3（10）°.25=1-687Hs0'

9、;25該廠位于城市及近郊區,則煙氣抬升高度為：12=23.48H5/12sah=1.303QhbHsb=1.303X281001/3xH/3=u=1.687H0.25s環境質量標準的二級標準限制為0.06mg/m3（年均），將各參數值帶入以下公式計算:H>2Qs卩eu(P0Pb)a一AHay2X80X103X052348H5/123.142X2.718X1.687Hs0.25X(0.060.05)X106s得：H9/8+23.48H13/24>745.18ss用牛頓切線法迭代：Hs1=160，Hs2=182.6，Hs3=182.7取Hs=183m。2）煙囪內徑的計算煙囪出口煙氣流速

10、不應該低于該高度處平均風速的1.5倍即：u0>1.5X1.687Hs0.25=1.5X1.687X1830.25=9.31m/s；為保證煙氣順利抬升，出口流速應在2030m/so取=20m/s，則有4X2653.142X20=4.1m則實際直徑可取為4.0m。煙囪出口處煙氣流速為：4XQv=4X_265=21m/snXd2nX42綜合(1)(2),該廠煙囪應設計為高度183m，內徑4.0m。(3)校核煙氣抽力煙囪抽力計算：273273273273h=HXgX(pXpX=183X9.8X(1.29X1.34X)=604Pas呂T匕T丿、293423丿k1煙囪總摩擦阻力計算：Hu2h=入(寧)卡乂卩=0.05X(1835.83)X9.9222X0.87=70Paed2eHd=d+7；xi=4+183x