烟囱设计标准
1. 环境空气质量功能区分类
一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区;
二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区;
三类区为特定工业区;
2. 环境空气质量标准分级
环境空气质量标准分为三级:
一类区执行一级标准
二类区执行二级标准
三类区执行三级标准
我国大气污染物排放标准对烟囱高度规定一览表
标准名称应用范围烟囱高度规定如何执行
火电厂大气污染物排放标准火电由环境影响评价确定烟囱高度不够即
造成全厂SO
2
排放
量超标
锅炉大气污染物排放标准锅炉①根据锅炉房总容量确定烟囱最低高度；
②要高出烟囱半径200m以内建筑物3m以上；
③锅炉＞28MW时，根据环境影响评价确定，但不
得低于45m。
如达不到左栏第
②项要求时，执行
排放标准时要加
严一级
工业炉窑大气污染物排放标准固体、液体、气体
燃料和电加热的工
业炉窑，不包括炼
焦、焚烧、水泥
①最低允许高度为15m；
②要高出烟囱半径200m内建筑物3m以上；
③除执行上述两项外，还应符合环境影响报告书规
定。
如达不到左栏任
何一项时，执行标
准时，要加严50%。
炼焦炉大气污
染物排放标准
炼焦炉未明文规定/
水泥厂大气污染物排放标准水泥行业按单机生产能力确定烟囱最低允许高度，并通过环
境影响评价确定。对一般水泥厂配套设备仅要求高
出屋面3m。
/
恶臭污染物排
放标准
最低允许高度为15m
大气污染物综合排放标准行业标准之外的大
气污染
要高出烟囱半径200m内建筑物5m以上如达不到烟囱高
度标准时，要加严
50%。
焚烧炉未明文规
烟囱高度的确定 具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力，所以可以上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何高度，因此烟囱的有效高度为： 式中：H—烟囱的有效高度，m； —烟囱的几何高度，m； —烟囱抬升高度，m 。 根据《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271—2014）规定，每个新建锅炉房只能设一根烟囱，烟囱高度应根据锅炉房装机总容量确定，按下表规定执行。 由于给定的锅炉型号为：SHS20-25,蒸发量为20t/h。故选定烟囱几何高度H s=45m. 烟气释放热计算 取环境大气温度20℃，大气压力=98kPa =0.35 =0.3511.051 =122.51kw 式中：烟气热释放率， kw； ?大气压力，取邻近气象站年平均值； ?实际排烟量，/s ?烟囱出口处的烟气温度，433.15k； ?环境大气温度，取=273.15+20=293.15k 烟囱直径的计算 烟囱平均内径可由下式计算 式中：—实际烟气流量，； —烟气在烟囱内的流速，，取20。 取烟囱直径为DN850mm；
校核流速。 烟囱抬升高度的计算 式中：—烟囱出口流速，取20； —烟囱出口内径，； —烟囱出口处平均风速，取10. 故最终烟囱的有效高度H为： H=+=45+5.35=50.35m 取51m。 式中：—烟囱抬升高度，m； —烟囱几何高度，m。 烟囱高度校核 假设吸收塔的吸收效率为80%，可得排放烟气中二氧化硫的浓度为：二氧化硫排放的排放速率： 用下式校核 : 式中：σy/σz—为一个常数，一般取0.5-1此处取0.8； 最大地面浓度 查得国家环境空气质量二级标准时平均的浓度为,所以设计符合要求。 烟囱的阻力损失计算 标准状况下的烟气密度为，则可得在实际温度下的密度为： 烟囱阻力可按下式计算： 式中：—摩擦阻力系数，无量纲，本处取0.02； —管内烟气平均流速，；
大气环境影响评价计算题 1、某有一高架源，烟囱几何高度100m，实际排烟率为20m3/s，烟气出口温度200℃，求在有风不稳定条 件下，环境温度10℃，大气压力1000hPa，10高度处风速2.0m/s的情况下，烟囱的有效源高？ 2、城市工业区一点源，排放的主要污染物为SO2，其排放量为200g/s，烟囱几何高度100m，求在不稳定 类，10m高度处风速2.0m/s，烟囱有效源高为200m情况下，下风距离800m处的地面轴线浓度？（扩散参数可不考虑取样时间的变化） 3、城市某工厂锅炉耗煤量6000kg/h，煤的硫分1%，水膜除尘脱硫效率15%，烟囱几何高度100m，求在 大气稳定度为强不稳定类，10m高度处风速1.5m/s。烟囱抬升高度为50m情况下，SO2最大落地浓度（P1＝1.0）? 4、某工厂烟囱高45m，内径1.0m，烟温100℃，烟速5.0m/s，耗煤量180kg/h，硫分1%，水膜除尘脱硫效 率取10%，试求气温20℃，风速2.0m/s，中性条件下，距源450m轴线上SO2小时浓度。（平坦地形、工业区、Pa＝1010hPa） 5、某厂烟囱有效源高50m，SO2排放量120kg/h，排口风速4.0m/s，求SO2最大落地浓度（P1＝40）。若使 最大落地浓度下降至0.010mg/m3，其它条件相同的情况下，有效源高应为多少？ 6、地处平原某工厂，烟囱有效源高100m，SO2产生量180kg/h，烟气脱硫效率70%，在其正南1000m处 有一医院，试求当吹北风时，中性条件下（中性条件下，烟囱出口处风速6.0m/s，距源1000m处0.5h 取样时间，σy＝100m，σz＝75m）工厂排放的SO2在该医院1小时平均浓度贡献值。 7、某拟建项目设在平原地区，大气污染物排放SO2排放量为40kg/h，根据环境影响评价导则，该项目的大 气环境影响评价应定为几级？（SO2标准值0.50mg/m3） 8、某工厂建一台10t/h蒸发量的燃煤蒸汽锅炉，最大耗煤量1600kg/h，引风机风量为15000m3/h，全年用 煤量4000t煤的含硫量1.2%，排入气相80%，SO2的排放标准1200mg/m3，请计算达标排放的脱硫效率并提出SO2排放总量控制指标。 9、设农村某电厂烟囱高280m，烟囱出口处温度烟温200℃，平均风速u10为3.8m/s，环境温度平均10℃， Pa为1013hPa，D稳定度。已知烟囱出口的直径为6m，每小时燃煤250t/h，试求Q h、△H和H e。当出口烟温为30℃时（采用水膜除尘），计算Q h、H和H e。
烟囱高度的计算 确定烟囱高度，既要满足大气污染物的扩散稀释要求，又要考虑节省投资；最终目的是保证地面浓度不超过《大气环境质量标准》规定的浓度限值。烟囱高度的计算方法，目前应用最普遍的是按高斯模式的简化公式。由于对地面浓度的要求不同，烟囱高度的计算方法有几种，下面介绍按地面最大浓度的计算方法。 1按地面最大浓度的计算方法 该法是按保证污染物的地面最大浓度不超过《大气环境质量标准》规定的浓度限值来确定烟囱高度。若设C0为《大气环境质量标准》规定的某污染物的浓度限值，C b为其环境本底浓度，则由地面最大浓度的高斯模式得到烟囱高度计算公式： 若设为国家标准规定的浓度限值，为环境本底浓度，按保证 则由式（4-10） 从上面计算方法可见，按保证C max设计的烟囱高度较矮，当风速小于平均风速时，地面浓度即超标。因此提出对公式中的和稳定度取一定保证率下的值，计算结果即为某一保证率的气象条件下的烟囱高度。 烟囱设计中的几个问题 (1)上述烟囱高度计算公式皆是在烟流扩散范围内温度层结是相同的条件下；按锥形烟流高斯模式导出的。在上部逆温出现频率较高的地区，按上述公式计算后，还应按封闭型扩散模式校核。在辐射逆温较强的地区，应该用熏烟型扩散模式较核。
(2) 烟流抬升高度对烟囱高度的计算结果影响很大，所以应选用抬升公式的应用条件与设计条件相近的抬升公式。否则，可能产生较大的误差。在一般情况下，应优先采用“制订方法和原则”中推荐的公式。 (3) 为防止烟流因受周围建筑物的影响而产生的烟流下洗现象，烟囱高度不得低于它所附属的建筑物高度的1.5～2.5倍；为防止烟囱本身对烟流产生的下洗现象，烟囱出口烟气流速不得低于该高度处平均风速的1.5倍。为了利于烟气抬升，烟囱出口烟气流速不宜过低，一般宜在20－30m／s；排烟温度直在100 ℃以上；当设计的几个烟囱相距较近时，应采用集合（多管）烟囱，以便增大抬升高度。
15.烟道阻力损失及烟囱计算根据实例计算 烟囱是工业炉自然排烟的设施，在烟囱根部造成的负压——抽力是能够吸引并排烟的动力。在上一讲中讲到的喷射器是靠喷射气体的喷射来造成抽力的，而烟囱是靠烟气在大气中的浮力造成抽力的，其抽力的大小主要与烟气温度和烟囱的高度有关。 为了顺利排出烟气，烟囱的抽力必须是足够克服烟气在烟道内流动过程中产生的阻力损失，因此在烟囱计算时首先要确定烟气总的阻力损失的大小。 15.1 烟气的阻力损失 烟气在烟道内的流动过程中造成的阻力损失有以下几个方面：摩擦阻力损失、局部阻力损失，此外，还有烟气由上向下流动时需要克服的烟气本身的浮力――几何压头，流动速度由小变大时所消耗的速度头——动压头等。 15.1.1 摩擦阻力损失 摩擦阻力损失包括烟气与烟道壁及烟气本身的粘性产生的阻力损失，计算公式如下： t m h d L h λ =(mmH 2O) )1(2h 020 4t g w βγ+= (mmH 2O) 式中：λ—摩擦系数，砌砖烟道λ=0.05 L —计算段长度，（m ） d —水力学直径 )(4m u F d = 其中 F —通道断面积（㎡）； u —通道断面周长（m ）；
t h —烟气温度t 时的速度头（即动压头）(mmH 2O)； 0w —标准状态下烟气的平均流速（Nm/s ）； 0γ—标准状态下烟气的重度（㎏/NM 3）； β—体积膨胀系数，等于 273 1 ； t —烟气的实际温度（℃） 15.1.2 局部阻力损失 局部阻力损失是由于通道断面有显著变化或改变方向，使气流脱离通道壁形成涡流而引起的能量损失，计算公式如下： )1(202 t g w K Kh h t βγ+==(㎜H 2O) 式中 K —局部阻力系数，可查表。 15.1.3 几何压头的变化 烟气经过竖烟道时就会产生几何压头的变化，下降烟道增加烟气的流动阻力，烟气要克服几何压头，此时几何压头的变化取正值，上升烟道与此相反，几何压头的变化取负值。几何压头的计算公式如下： )(y k j H h γγ-=（㎜H 2O ） 式中 H —烟气上升或下降的垂直距离（m ） k γ—大气（即空气）的实际重度 (kg/m 3) y γ—烟气的实际重度(kg/m 3) 图15.1 为大气中每米竖烟道的几何压头，曲线是按热空气算出的，烟气重度与空气重度差别不大时，可由图15.1查取几何压头值。
烟气排放烟囱的计算 按地面最大浓度的计算方法，已知SO 2的排放量为200mg/m 3,烟气温度为105℃， 大气温度为 5.5℃。地区SO 2本底浓度为0.05mg/m 3(0.01—0.05mg/m 3), 8.0/=y z σσ(0.5—1.0） ，u 10=3.8m/s,m=0.25,试按《环境质量标准》的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。 1.烟气流量的计算 需要脱除的二氧化硫量为7.26t/h,即7.26×106g/h,则需要脱除的二氧化硫的体积为： h m /25411000 4.22641026.736=?? 烟气流量为：Q V =1781376-2541=1778835m 3/h=494.12m 3/s 二氧化硫的排放量：Q=200mg/m 3×1781376m 3/h=356275200mg/h=98.965g/s 。 2.烟囱高度的计算 我国的《环境影响评价技术导则——大气环境》（HJ/T2.2—93）中对烟气抬升计算公式做了如下规定： 当Q H ≧2100KW 和（T s -T a )≧35K 时，ΔT=T s -T a =105-5.5=99.5℃ 此时热释放率Q H 为： KW T T Q P Q S V H 3.46126273 1055.9912.49425.101335.035.00=+???=?=>2100KW 通常按10m 高处的风速计算，因此平均风速的计算公式如下： 25.025.0101014.2)10 (8.3)(s s m H H z z u u ===① 参考《大气污染控制工程》（第三版）P.94表4-2，选择农村或城市远郊区，从而有n 0=1.427,n 1=1/3,n 2=2/3,求得烟气抬升高度如公式②所示： 12/525.03/23/1101.2914.213.46126427.121S S S n S n H H H H u H Q n H =???==?-② 《环境质量标准》的二级标准限制为0.06mg/m 3(年均),带入以下公式计算： H e Q H b Z S ?--≥) (20ρρμπσ③
代谢病医院DN1200烟囱自生通风力及阻力计算 1、烟囱自生通风力计算 烟道长度： Ф1200：垂直段L1=17m Ф1200：长度18m 计算：1、烟囱自生力通风力hzs hzs=h(ρko-ρ) g (Pa) 式中：ρko—周围空气密度，按ρko= Kg/m3 ρ—烟气密度，Kg/m3 g—重力加速度， s2 h—计算点之间的垂直高度差，h=12m 标准状况下的烟气密度ρ0 =Kg/m3 则ρ=ρ0273/273+t =*273/273+170=m3 hzs=12*、考虑当地大气压，温度及烟囱散热的修正。 当地大气压P=,最热天气地面环境温度t=29℃ 则ρk=ρko（273/273+29）*100480/101325= Kg/m3 烟囱内每米温降按℃考虑，则出口烟气温度为： 170-（17+18）*=℃ 则烟气内的平均烟温为（170+）/2=℃ 烟囱内烟气的平均密度为： ρ=*[273/(273+]*100480/101325 =m3 修正后的hzs=17*（）*=（pa）
2、烟囱阻力计算 已知条件： 锅炉三台，每台烟气量：5100m3/h 烟道长度： Ф1200：垂直段L1= 17m Ф1200：水平长度18m 入口温度：170℃ 烟囱出口温度：℃ ΣΔhy=Δh m+Δh j+Δh yc 式中Δh m——烟道摩擦阻力 Δh j ——局部阻力 Δh yc——烟囱出口阻力 Δh m=λ·L/d dl ·(w2/2)·ρ pa 式中λ——摩擦阻力系数，对金属烟道取 L——烟道总长度，L=35m W——烟气流速，m/s 3*5100* m3/h =s *2)2*3600 d dl——烟道当量直径，圆形烟道为其内径 ρ——烟气密度，Kg/m3 ρ=ρ0·273/(273+t pj)= ρ0——标准状况下烟气密度， Kg/m3；t pj——烟气平均温度Δh m=*35/*2)*= pa Δh j =(90度弯头个数**w2/2*p =(3**2*
莲花磐基项目2#柴油发电机烟囱计算书 柴油发电机烟囱计算 工程概况：莲花磐基项目1#发电机，功率为1000kw，烟囱垂直段内筒为SUS304不锈钢，厚度1.0mm；外筒为SUS304不锈钢，厚度0.8mm。水平段长度为22m。弯头数量分别为5个。现计算不锈钢烟囱在满负荷运转时烟气能否顺利排出。 1. 基本数据： 单台柴油发电机功率1000KW; 单台柴油发电机背压 6.7KPa; 单台柴油发电机排烟量12500m3/h; 柴油发电机数量 1台; 烟囱总长度 172米; （其中垂直高度150米,水平段22m;） 90°弯头数量 5个，三通1个 2. 烟气流速： W=30m/s 柴油发电机常用烟气流速 3.烟气需要的烟囱截面积： F=Vy÷3600÷W (Vy:烟气流量; F:烟囱截面积m2 ; W:烟气流速m/s) 单台柴油发电机截面积0.116 m2(计算值) ,实际φ400,截面积0.1256 m2，符合要求. 3.烟气在烟囱内的降温: 3.1烟气在烟囱内每米高度的降温 △t=27A÷N1/2 (A:修正系数，取A值为0.8 N：单台发电机功率1000KW) △t =0.7℃/m 3.2烟气在烟囱内的总降温
T=△t×H （ H:烟囱总长度180米） T=126℃ 3.3烟气在烟囱出口的温度 t1=t0-△t t1=374℃ （t0:烟气进口温度500℃） 3.4烟气平均温度 t p= (t1+ t0)÷2 tp=437℃ 3.5烟气平均密度 ρp=ρ0273÷(273+tp) （ρ0:标准标态烟气密度 1.34Kg/m3） ρp=0.515Kg/m3 4.烟囱自然抽力 h z=(ρ1-ρp)*(Z2-Z1) h z=116.7Pa （式中ρ1:室外空气密度1.293Kg/m3 ρp: 烟气平均密度 0.5086 kg/m3）Z2:烟囱顶标高 Z1: 烟囱底部标高） 5.烟囱阻力 5.1烟囱磨檫阻力
烟囱高度的设计方法高架连续点源的典型代表就是孤立的高烟囱烟囱的作用除了利用热烟气与环境冷空气之间的密度差产生的自生通风力来克服烟气流动阻力向大气排放外，还要把烟气中的污染物散逸到高空之中，通过大气的稀释扩散能力降低污染物的浓度，使烟囱的周边的环境处于允许的污染程度之下1. 烟囱高度对烟气扩散的影响烟囱高度对扩散稀释污染物以及降低污染物的落地浓度起着重要作用由高斯扩散模式（4－23）可见，落地最大浓度与烟囱有效高度的平方成反比一个高烟囱所造成的地面污染物浓度，总是比相同排放强度的低烟囱所造成的浓度低，如图5－20所示其中，C(h2)＜C(h1)，即烟囱下风向高烟囱的地面烟气浓度小于低烟囱，只有当离开烟囱相当长的距离后烟气浓度曲线才逐渐接近此外，Xmax(h2)＞Xmax(h1)，Cmax(h2)＜Cmax(h1)，即低烟囱的污染物最大落地浓度Cmax位于离烟囱较近的距离Xmax处，而且数值上比高烟囱污染物的最大落地浓度要大得多因此，高烟囱的作用不是将高浓度的烟气由近处转移至远处，而是使下风处约10 km范围内的烟气浓度都降低了烟囱的设计应合理地确定烟囱高度，做到既减少污染又不浪费因为高烟囱虽然非常有利于污染物浓度的扩散稀释，但烟囱达到一定高度后，再继续增加高度对污染物落地浓度的降低已无明显作用，而烟囱的造价也近似地与烟囱高度的平方成正比因此，烟囱高度设计的基本要求是，在排放源造成的地面最大浓度不超过国家规定的数值标准下，使得建造投资费用最小2. 烟囱高度的设计方法烟囱高度应满足排放总量控制的要求目前，烟囱高度的计算一般采用按烟气在有效高度H处的正态分布扩散模式推导确定的简化公式，主要以地面最大浓度为依据，可以有以下两种计算方法：（1）按污染物的地面最大浓度计算的h若国家规定的排放标准浓度为C0，当地本底浓度为Cb，则烟囱排放污染物产生的地面最大允许浓度应满足CmaxC0－Cb如果设计有效高度为H的烟囱，当z/y＝常数（一般取0.5～1.0）时，由式：（2）按污染物的地面绝对最大浓度计算的h 烟囱排放污染物产生的地面绝对最大允许浓度应满足可得烟囱高度：上述两种计算方法的差别在于风速取值不同式取用危险风速ucr计算h，这是考虑风速变化对地面最大浓度Cmax到的影响，当风速增加时，一方面使Cmax减小（见式5－26）；另一方面，从烟流抬升公式烟流抬升高度h减小，则Cmax反而增大这双重相反影响的结果，定会在某一风速下出现地面最大浓度的极大值，称为地面绝对最大浓度Cabsm当出现绝对最大浓度时的风速即为危险风速ucr显然，风速取值不同，计算结果也不同将烟流抬升高度公式代入式中，便可得到式3. 影响烟囱设计高度的因素设计烟囱高度首先要考虑所用公式是否适当，能否代表实际的烟流扩散型式，其次是选择合理的计算参数烟囱高度设计中，选择适当的计算公式是准确确定烟囱高度的必要条件除了上述介绍的以外，还有一些计算公式这些公式对地形地貌及气象条件的依赖性很强，且计算结果差别也很大例如上述两种烟囱高度计算公式，按u=5m/s和ucr＝15m/s分别计算，可达h＝0.46hcr，即按u计算的烟囱高度还不到按ucr计算结果的一半设计时应结合当地实际状况，考虑可能出现的最不利的气象条件，以及地面最大浓度的数值出现的频率与持续时间，从而选择适合相应条件的计算公式近地面的风速是影响大气扩散和烟囱高度的重要因素如前所述，随着风速的增大，一方面增强了大气对污染物扩散稀释的能力，直接使地面最大浓度值减小；另一方面减小了烟流的抬升高度，降低了烟囱有效高度，反而使地面最大浓度值增大因此，当烟囱的几何高度一定时，地面最大浓度将随风速由小增大而出现最大值，如图5－21所示若按危险风速或地面绝对最大浓度要求设计烟囱高度，实际风速下地面浓度均不会超标，但烟囱高投资大；若按平均风速或地面最大浓度要求来设计，则烟囱较矮，可节省费用，但风速小于平均风速时，地面浓度可能超标因此对于不同的地区，应当考虑一个合理的计算风速通常是确定出一个地面浓度不会超标的保证率，以此确定用于烟囱高度设计的计算风速，即这个高度可保证在所确定的保证率内地面浓度不会超标对有抬升烟源的情况，用图5－21加以说明若规定地面污染浓度不超过0.9Cabsm，由曲线查得，当风速u/ u cr＜0.52或u/ u cr＞1.92时，Cmax＜0.9 Cabsm 如果这两区间风速的累计出现频率为90％，此即为
锅炉房烟囱设计 新建锅炉房的烟囱设计应符合下列要求： 1．燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱高度的规定： 1)每个新建锅炉房只允许设一个烟囱，烟囱高度可按表8.4.10-1规定执行。 表8.4.10-1燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允许高度(GB 13271-2001)
表8.4.10-3燃煤锅炉砖烟囱出口内径参考值 表8.4.10-4燃油、燃气锅炉钢制烟囱出口内径参考值 6．当烟囱位于飞行航道或飞机场附近时，烟囱高度不得超过有关航空主管部门的规定。烟囱上应装信号灯，并刷标志颜色。 7．自然通风的锅炉，烟囱高度除应符合上述规定外，还应保证烟囱产生的抽力，能克服锅炉和烟道系统的总阻力。对于负压燃烧的炉膛，还应保证在炉膛出口处有20~40Pa的负压。每米烟囱高度产生的烟气抽力参见表8.4.10-5。 表8.4.10-5烟囱每米高度产生的抽力(Pa)
2．计算方法二：
烟囱的阻力计算： 1．烟囱的摩擦阻力Pycm(单位为Pa)： 2．烟囱出口阻力Pycc(单位为Pa)： 3．烟囱总阻力Pyc(单位为Pa)：
砖烟囱和钢筋混凝土烟囱的结构应符合下列要求： 1．砖烟囱的最大高度不宜超过50m。 2．烟囱下部应设清灰孔，清灰孔在锅炉运行期间应严密封好（可用黄泥砖密封）。 3．烟囱底部应设置比水平烟道入口低0.5~1.0m的积灰坑。 4．当烟囱和水平烟道有两个接入口时，两个接口一般应相对设置，并用与水平烟道成45o角的隔板分开，隔板高出水平烟道的部分，不得小于水平烟道高度的 1/2。 5．烟囱应设置维修爬梯和避雷针。 钢烟囱的设计应符合下列要求： 1．钢烟囱应有足够的强度和刚度，烟囱壁厚要考虑一定量的腐蚀裕度，当烟囱高度为20~40m，直径为0.2~1.0m时，无内衬的筒体壁厚取4~10mm，有内衬的 壁厚取8~18mm。 2．当烟囱高度和直径之比超过20时，必须设置可靠的牵引拉绳，拉绳沿圆周等 弧度布置3~4根。 3．烟囱与基础连接部分一般制作锥形，支撑板厚度一般为20~40mm。4．带内衬的钢烟囱，内衬可分段支承，每段长4~6m，内衬和筒体之间保持20~50mm的间隙，并应在顶部装防护环板将内衬盖住。 5．钢烟囱宜选用由专业厂加工制造的焊制不锈钢烟囱。
1、假设3个不同的噪声源同时作用于A点，声压值分别为P1=8.6×10-4 N/m2，P2 =9.2×10-4N/m2，P3 =58 P0，请计算总声压级LPT的值？若B点离A点相距5米，该噪声源由于随传播距离而引起衰减，那么B点的噪声值LB是多少？ 2、某工厂拟向河流排放废水，废水量为0.3 m3/s，苯酚浓度为30ug/L，河流流量为8m3/s，流速为1m/s，苯酚的背景浓度为1ug/L，苯酚的衰减系数在该河流中满足方程：X=100米时，C=25 ug/L；X=300米时，C=20 ug/L。试求排放点下游1.6公里处的污染物浓度？ 3、某地计划建一化工厂，有一个烟囱向大气排放污染物，烟囱高45米，每小时燃煤1.8吨，已知烟气抬升高度55米，煤含硫量为1%，风速u = 2 m/s。问：该厂建成后在其正下风向1000米处距离地面100米的高空SO2的贡献浓度是多少？（σy =0.15X0.8；σz =0.1X0.9；S的原子量为32，O的原子量为16）
4、有一条铁路与风向垂直，列车平均速度为72公里/小时，每小时有36辆列车经过，每辆列车向大气排放SO2的浓度为8 g/s，已知列车烟囱高均为5米，风速u = 2 m/s，烟气抬升高度为25米。试求该厂建成后在铁路下风向离铁路800米处的地面上SO2的贡献浓度是多少？（σy =0.11X0.9；σz =0.12X0.85） 5、某企业向河流排放废水，废水量q=0.2m3/s,BOD5=75mg/L;河流流量Q=9.8m3/s,流速Ux=0.1m/s, BOD5背景值为1 mg/L. BOD5的降解系数为0.2d-1。求排污口下游2000m处的BOD5浓度。（忽略纵向弥散作用）
《大气污染控制工程》 课程设计 专业/班级环境工程091班 姓名/学号 XXXXXXXXXXX 指导老师xxxxxxxxxx 浙江树人大学生环学院 二O一三年一月
目录 第一章总论---------------------------------------------------------------------3第一节设计任务和内容--------------------------------------------------------3 第二节基本资料-----------------------------------------------------------------4第二章烟囱高度设计工艺原理及结构--------------------------------------4 第一节烟囱高度设计的工艺原理------------------------------------------------4第二节影响烟囱设计高度的因素------------------------------------------------5 一、计算公式-------------------------------------------------------------------5 二、气象参数---------------------------------------------------------------------------5 三、烟流出口速度V S-------------------------------------------------------------------5 四、烟气的干、湿沉降-----------------------------------------------------------5 五、烟囱的散热------------------------------------------------------------------------5 第三节烟囱的基本结构-----------------------------------------------------------------5 一、砖烟囱-------------------------------------------------------------------------------------------5 二、钢烟囱--------------------------------------------------------------------------------------------6第三章烟囱高度设计计算-----------------------------------------------------6第一节烟囱高度的计算方式选择----------------------------------------------------------------6 1.按地面最大浓度计-------------------------------------------------------------------------------6 2.按地面绝对最大浓度计算----------------------------------------------------------------------6 3.按一定保证率的计算法-------------------------------------------------------------------------7 4.P值法-----------------------------------------------------------------------------------------------7 第二节设计参数说明---------------------------------------------------------------------------------7第三节烟囱高度的计算-----------------------------------------------------------------------------7第四节烟囱设计注意事项----------------------------------------------------------------------------8 第四章平面结构图设计---------------------------------------------------------------------------9参考文献-------------------------------------------------------------------------------------------------------9 附图
关于废气污染物排放量计算的简易计算法 一、燃煤 1、燃煤烟尘排放量的估算计算公式为：耗煤量（吨）X煤的灰分（%）X灰分中的烟尘（%）X（1-除尘效率%）烟尘排放量（吨）=—————— 1- 烟尘中的可燃物（%）其中耗煤量以1吨为基准，煤的灰分以20%为例，具体可见《排污收费制度》P115页；灰分中的烟尘是指烟尘中的灰分占燃煤灰分的百分比，与燃烧方式有关，以常见的链条炉为例，15%-25%，取20%；除尘以旋风除尘为例，取80%；烟尘中的可燃物一般为15%-45%，取20%， 则1吨煤的烟尘排放量=1X20%X20%X（1-80%）/1-20%=0.01吨=10千克 如除尘效率85%，1吨煤烟尘排放量=7.5千克 如除尘效率90%，1吨煤烟尘排放量=5千克 2、燃煤SO2排放量的估算 计算公式： SO2排放量（吨）=2X0.8X耗煤量（吨）X煤中的含硫分（%）X(1-脱硫效率%) 其中耗煤量以1吨为基准，煤中的含硫分为1.5%， 则1吨煤的SO2产生量=2X0.8X1X1.5%=0.024吨=24千克 其中煤中的含硫分为1%， 则1吨煤的SO2产生量=2X0.8X1X1%=0.016吨=16千克 3、燃煤NOX排放量的估算： 计算公式： NOX排放量（吨）=1.63X耗煤量（吨）X（燃煤中氮的含量X燃煤中氮的NOX转化率% 0.000938） NOX排放量（吨）=1.63X耗煤量（吨）X（0.015X燃煤中氮的NOX转化率% 0.000938）其中耗煤量以1吨为基准，燃煤中氮的含量=1.5% 燃煤中氮的转化率=25%, 具体可见《排污收费制度》P122页 则1吨煤的NOX排放量=1.63X1X(0.015X25% 0.000938)=0.00764吨=7.6千克 根据国家环保总局编著的《排污申报登记实用手册》“第21章第4节NOX、CO、CH化合物排放量计算”，燃煤工业锅炉产生的NOX的计算公式如下： GNOX=B X FNOX GNOX：——NOX排放量，千克； B——耗煤量，吨 FNOX——燃煤工业锅炉NOX产污排污系数，千克/吨 燃煤工业锅炉NOX产污排污系数，千克/吨 二、燃油 1、燃油SO2排放量的估算 计算公式：
柳钢烧结烟气脱硫塔湿烟囱高度的计算 2010年第2期冶金环境保护 柳钢烧结烟气脱硫塔湿烟囱高度的计算 易慧王责明钟威 (柳钢技术中心,广西柳州545002) 摘要本文采用P值法对柳钢烧结机头烟气脱硫系统湿烟囱的高度进行计算,并分析了不同建设高度对周围区域环境影响的程度,为今后烧结机头烟气脱硫系统烟囱的高度设计提供借鉴. 关键词烧结烟气氨法脱硫烟囱高度设计 1前言 广西柳州钢铁(集团)公司(以下简称柳 钢)2×83m烧结机头烟气脱硫工程是国内 首例钢铁企业成功实施运行的烧结烟气氨法 脱硫工程.该项目针对冶金工业烧结机头烟 气特点,采用自主研发的,具有自主知识产权 的”氨一硫铵烧结烟气深度脱硫工艺”技术 和”双循环三段式脱硫塔”装置,利用焦炉煤 气中的废氨作为脱硫剂吸附烟气中的二氧化 硫.该项目的实施,不仅填补了国内烧结机 头烟气脱硫空白,而且二氧化硫脱除效率 >95%以上,实现了烧结烟气深度脱硫,污 染物减排的目的;所产生的硫铵副产品为优 质的化工产品,具有较好的市场前景.该项 目的实施,使企业真正实现了”以废治废,循 环发展”.2008年2月,该项目在科技成果 鉴定中被中国金属学会认定为达到国际先进 水平;同年9月,被中国环保产业协会确定为 “国家重点环境保护实用技术示范工程”. 本工程采用氨法脱硫,烧结机机头的烟 气通过增压风机升压后进入脱硫塔,在脱硫 塔中先经过降温除尘段,然后进入吸收段,在 吸收段与脱硫塔上部喷晒而至的吸收液(亚 硫酸铵和氨水的混合液)逆向接触并发生化 学反应,生成亚硫酸铵经过滤,氧化,蒸发结 晶最终得到硫铵副产品,去除SO,的烟气经 由除雾器除去水雾后,由布置于脱硫塔顶部 的烟囱排人大气.烟囱设在脱硫塔顶,采用 塔基湿烟囱,原设计总高63米,经实际运行, 外排烟气含水量较大,在南风,低气压等极端 天气下,尾气下沉,形成浅雾,影响感官,同 时,烟气中所含NO也影响烧结办公楼,综
序号名称符号单位计算公式2台1T蒸汽锅炉计 算结果1(立管用 DN350) 2台1T蒸汽锅炉 计算结果2(立 管用DN400) 2台2100Kw汽锅炉 计算结果(立管用 DN600) 锅炉功率700Kw700Kw2100Kw 燃气发热值Q气kJ/Nm3给定36533.0036533.0036533.00 燃气耗量Bj Nm3/h根据锅炉燃烧计算80.0080.00225.50单台锅炉烟气总量Vy实m3/h Vy实=Vy*(Bj)1150.001150.003115.00锅炉烟气总量Vy总m3/h2300.002300.006230.00 烟囱垂直高度H m给定90.0090.0090.00 锅炉的排烟温度t1℃170.00170.00170.00室外温度t℃30.0030.0030.00 锅炉台数n1台 2.00 2.00 2.00 锅炉总吨位D t/h 2.00 2.00 6.00锅炉总吨位求根√D√D 1.41 1.41 2.45修正系数A钢板0.900.900.90主烟囱内烟气的平均温度t2℃t2＝t1-H·A/2/√D141.36141.36153.47 支烟囱直径d1m给定0.300.300.50 总烟道直径d2m给定0.400.400.70烟囱直径（立管段）d3m给定0.350.400.60单台锅炉烟气量G1m3/s热力计算0.320.320.87总烟气量G总m3/s0.640.64 1.73 系数a燃气（油）锅炉358.00358.00358.00烟囱截面及长度 支烟囱截面积S1m2(d1/2)2×3.140.070.070.20烟道截面积(水平段)S2m2(d 2 /2)2×3.140.1260.1260.385 烟囱截面积(垂直段)S3m2(d 3 /2)2×3.140.0960.1260.283支烟囱长度L1m 2.00 2.00 2.00总烟道水平段长度L2m给定82.0082.0082.00 锅炉烟囱通风阻力计算
烟囱设计规范
锅炉房烟囱设计 新建锅炉房的烟囱设计应符合下列要求： 1．燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱高度的规定：1)每个新建锅炉房只允许设一个烟囱，烟囱高度可按表8.4.10-1 规定执行。 表8.4.10-1燃煤、燃油（轻柴油、煤油除外）锅炉房烟囱最低允 许高度(GB 13271- ) 2）锅炉房装机总容量>28MW(40t/h)时，其烟囱高度应按批准的环境影响报告书（表）要求确定，且不得低于45m。新建烟囱周围半径200m距离内有建筑物时，其烟囱应高出最高建筑物3m以 上。 燃气、燃油（轻柴油、煤油）锅炉烟囱高度应按批准的环境影响报告书（表）要求确定，且不得低于8m。 2．各种锅炉烟囱高度如果达不到上述规定时，其烟尘、SO2、NOx
最高允许排放浓度，应按相应区域和时段排放标准值50%执行。 3．出力≥1t/h或0.7MW的各种锅炉烟囱应按《锅炉烟尘测试方法》(GB5468)和《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T16157- )的规定，设置便于永久采样孔及其相关 设施。 4．锅炉房烟囱高度及烟气排放指标除应符合上述1~3款（摘自GB13271- ）的规定外，尚应满足锅炉房所在地区的地方排放标 准或规定的要求。 5．烟囱出口内径应保证在锅炉房最高负荷时，烟气流速不致过高，以免阻力过大；在锅炉房最低负荷时，烟囱出口流速不低于2.5~3m/s，以防止空气倒灌。烟囱出口烟气流速参见表8.4.10- 2，烟囱出口内径参见表8.4.10-3和表8.4.10-4。 表8.4.10-2烟囱出口烟气速表(m/s) 表8.4.10-3燃煤锅炉砖烟囱出口内径参考值
火电厂加装湿法烟气脱硫装置后，会使烟气温度降低，造成烟囱运行条件偏离设计工况，可能对烟囱产生不良影响。对此，以某发电厂125 Mw 机组湿法烟气脱硫装置为例，分析脱硫后烟温变化可能对烟囱安全性和运行造成的影响。 1 烟囱内温度分布的计算 某发电厂2 台125 MW 机组共用1 座烟囱，烟囱高度为180m ，脱硫前满负荷时烟囱入口烟气量为1 230000m3/h（标准状态），温度150℃，脱硫后满负荷时烟囱进口烟气量为1 306209m3/h （标准状态），温度80℃。 对脱硫装置安装前后满负荷、80％负荷、65％负荷和50％负荷共8个工况进行分析。 根据能量守恒原理，可计算出烟囱沿高度方向的一维温度分布。由于沿高度方向烟囱直径是变化的，且烟囱较高，所以采用分段计算，并考虑了沿高度位能的变化。将烟囱分为13段，在计算段内，根据能量守恒可得： 由上式得到脱硫装置安装前后各个工况的温度分布结果见图1 、图2 。
由图1 和图2 可知，脱硫装置安装前后烟囱内进出口烟温降低都不大，但由于脱硫装置安装后烟囱进口烟气温度低，使烟气和烟囱外环境的温差减小，因而烟囱进出口的烟温较未脱硫时小。由于烟气脱硫装置安装后烟囱内烟温低于80℃，平均比未脱硫时低70℃，因此对于烟气脱硫装置安装后的烟囱必须考虑烟温变化带来的影响。 2 烟气脱硫装置安装前后烟囱内烟气温度分布变化对烟囱的影响 烟囱内烟气温度的变化可能对烟囱带来的影响主要有：(l）由于烟气温度的降低出现酸结露现象，造成烟囱内部腐蚀；(2）由于烟气温度的变化使烟囱的热应力发生改变；(3）由于烟温降低影响烟气抬升高度， （烟气排出烟囱口之后，由于排出速度和热浮力的作用，上升一段高度后再慢慢扩散，这段高度称为抬升高度。烟气自烟囱排出，即与周围大气发生强烈的能量和热量交换，交换到一定程度，烟气的速度、温度和周围大气十分接近，此时烟气就随着大气运动而浮沉和扩散，烟气浓度逐渐降低，最后和大气融为一体完成整个扩散过程。）从而影响烟气的排放；(4）由于烟温的降低，造成正压区范围扩大。 2.1 烟囱的腐蚀情况 烟气脱硫装置安装后可能使烟气温度低于酸露点，造成对烟囱内衬材料以及钢筋混凝土筒壁的腐蚀，致使其强度下降。 根据发电厂提供的烟气成分测试数据（表l)计算出烟气脱硫装置安装前后酸露点的温度，见表2
15.烟道阻力损失及烟囱计算 烟囱是工业炉自然排烟的设施，在烟囱根部造成的负压——抽力是能够吸引并排烟的动力。在上一讲中讲到的喷射器是靠喷射气体的喷射来造成抽力的，而烟囱是靠烟气在大气中的浮力造成抽力的，其抽力的大小主要与烟气温度和烟囱的高度有关。 为了顺利排出烟气，烟囱的抽力必须是足够克服烟气在烟道内流动过程中产生的阻力损失，因此在烟囱计算时首先要确定烟气总的阻力损失的大小。 15.1 烟气的阻力损失 烟气在烟道内的流动过程中造成的阻力损失有以下几个方面：摩擦阻力损失、局部阻力损失，此外，还有烟气由上向下流动时需要克服的烟气本身的浮力――几何压头，流动速度由小变大时所消耗的速度头——动压头等。 15.1.1 摩擦阻力损失 摩擦阻力损失包括烟气与烟道壁及烟气本身的粘性产生的阻力损失，计算公式如下： t m h d L h λ=(mmH 2O) )1(2h 0204t g w βγ+= (mmH 2O) 式中：λ—摩擦系数，砌砖烟道λ=0.05 L —计算段长度，（m ） d —水力学直径 )(4m u F d = 其中 F —通道断面积（㎡）； u —通道断面周长（m ）； t h —烟气温度t 时的速度头（即动压头）(mmH 2O)；
0w —标准状态下烟气的平均流速（Nm/s ）； 0γ—标准状态下烟气的重度（㎏/NM 3）； β—体积膨胀系数，等于273 1； t —烟气的实际温度（℃） 15.1.2 局部阻力损失 局部阻力损失是由于通道断面有显著变化或改变方向，使气流脱离通道壁形成涡流而引起的能量损失，计算公式如下： )1(2020t g w K Kh h t βγ+==(㎜H 2O) 式中 K —局部阻力系数，可查表。 15.1.3 几何压头的变化 烟气经过竖烟道时就会产生几何压头的变化，下降烟道增加烟气的流动阻力，烟气要克服几何压头，此时几何压头的变化取正值，上升烟道与此相反，几何压头的变化取负值。几何压头的计算公式如下： )(y k j H h γγ-=（㎜H 2O ） 式中 H —烟气上升或下降的垂直距离（m ） k γ—大气（即空气）的实际重度 (kg/m 3) y γ—烟气的实际重度(kg/m 3) 图15.1 为大气中每米竖烟道的几何压头，曲线是按热空气算出的，烟气重度与空气重度差别不大时，可由图15.1查取几何压头值。
中频炉烟气量计算 1、污染因素分析 烟气量的计算 烟气量的大小取决于冶炼工艺和排烟罩的形式。经计算二台中频炉的排风量列入计算： 1T中频炉工作台大小和吸尘罩一样尺寸1*1M 2T中频炉工作台大小和吸尘罩一样尺寸1.2*1.2M 1吨中频路处理风量计算： Q=3600*1.4*P*H*V=3600*1.4*4*1.5*0.75=22680M3/H 2吨中频路处理风量计算： Q=3600*1.4*P*H*V=3600*1.4*4.8*1.5*0.75=27216M3/H 排风机风压得计算 上述烟气量计算已知，热处理中频炉工况烟气量23000 m3/h、27000 m3/h。系统阻力：排烟罩200Pa＋管道300Pa＋布袋除尘器1500 Pa＋余压400Pa=2400Pa。 污染物分析: A、烟尘 根据同类厂的测试，烟尘初始浓度1200-1400 mg/m3，烟气黑度3-5级（林格曼级）。 B、烟气温度 烟气被排烟罩捕获后已混入大量的冷空气，进入管道的混合烟气温度＜100℃。 治理工艺流程 本次设计方案采用：两台热处理中频炉各用一台袋式除尘器，按2t出钢量设计，两台热处理中频炉分别采用顶吸罩排烟工艺。
热处理中频炉在冶炼时段使用排烟效果好、受横向气流影响小的钳型排烟罩，烟气捕 集效率＞96%。烟气经排烟罩捕集后，经管道进入分室在线脉喷自动清灰布袋除尘器，而后干净的气体由排风机引出排放， 除尘器选型： 1吨电炉选用洛通环保生产的FMD64-5型气箱脉冲除尘器可满足该工况。 2吨电炉选用洛通环保生产的FMD64-6型气箱脉冲除尘器可满足该工况。 除尘站（布袋除尘器）设计 热处理中频炉烟尘粒径细，粘度大，附着力强，这些特性给滤袋清灰带来困难。采用 一般布袋除尘器清灰效果差而会造成糊袋。需采用效果好的“气箱脉冲离线清灰布 袋除尘器”，滤料选用防油防水易清灰涤纶针剌毡。滤袋清灰为全自动控制。 布袋除尘器除尘效率99%，除尘后的烟尘排放浓度14mg/m3,小时排放烟尘量 0.077kg/h。上述指标低于国家排放标准。滤袋的使用寿命1年以上 配电与自动控制 主排风机采用降压启动。布袋除尘器选用定时或定压自动控制和报警显示。 以上方案为节选，更详细的方案请联系洛通环保公司。 5吨中频炉治理方案2009-02-21 15:05 气箱脉冲除尘系统具有占地面积小和收尘效率高（99.99%）的特点，在一些占地空间比较狭小的场合，使用气箱脉冲除尘器（考虑到适合的滤料）无疑是最经济的。这里，我们将主要介绍一下PPC128－6气箱脉冲除尘系统在山东德州福盛钢厂的设计选用及使用过程中出现的问题和解决方案，仅供用户和相关的除尘设计单位参考。 1．前期除尘方案的选用设计 山东德州福盛钢厂为中频感应炼钢电炉，有两个车间。一个车间有五套中频炉，另一车间有六套中频炉，中频炉的规格均为八吨。第一期先做五个中频炉的除尘系统。根据在现场实际测量的数据，中频炉的直径为1100mm，一套中频炉包含两个炉，炉间距6500mm；两套中频炉间距离15000mm。中频炉采用24小时工作制度，每套中频炉均采用一用一备的工作制度。中频炉在冶炼的过程中，产生大量的烟尘，有时，还产生大量的火花。建设此除尘系统的目的是除掉车间中的大量烟尘，改善工人的操作环境，同时，对粉尘中的有用元素，如铜、锌等进行回收利用。