根据最大地面浓度法计算烟囱的设计高度例题

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，；—烟气密度，； —烟囱长度，； —烟囱直径，。

烟囱高度的计算方法以下是 7 条关于烟囱高度计算方法的内容：1. 嘿呀，你知道吗，烟囱高度得考虑好多因素呢！就好比说，你盖房子得根据房间数量决定面积大小一样。

那咱算烟囱高度，首先得看看排烟量多大呀！比如说，大工厂那排烟量可老大了，那烟囱肯定就得高高的！不然烟都散不出去，那可不行啊，是吧？2. 哇塞，烟囱高度计算可不简单啊！这就跟你挑衣服得选合适尺码一个道理呀。

要是周围环境特别开阔，那烟囱可能就不用太高，可要是周围都是高楼啊，那烟囱就得使劲往上长啦！就像小丽家旁边的工厂，周围都是楼，他们那烟囱就得建得老长老高了，这样才能把烟排好呢！3. 哎呀呀，烟囱高度有好多讲究呢！就像走路得看路一样重要。

空气流通怎么样也得考虑进去呀！如果空气流通好，烟囱或许不用太高，可要是空气不咋流通，那烟囱不得高高的呀，不然烟都堆在那啦！你想想看，那种老是烟雾缭绕的地方，是不是得想办法把烟弄走呀？4. 嘿，烟囱高度计算这事儿啊，可不能马虎！这就好比考试答题一样得认真对待。

排放的污染物种类和浓度也会影响啊！要是污染物特别厉害的，那烟囱就得超级高才行呢！就像隔壁村那小作坊，排放的东西可难闻了，他们的烟囱就得建高点，不然大家都要被熏死啦，对吧？5. 哇哦，算烟囱高度可得全方位考虑呢！就如同你做菜要放各种调料一样。

风向和风速也很关键呀！风要是老往一个方向吹，那烟囱朝着那个方向就得足够高呀！比如村口那大烟囱，老是刮北风，那朝着北的那一面就得高高高高的！你说是不是很有意思？6. 哎呀，算出合适的烟囱高度可不容易呢！像解一道特别难的数学题。

场地条件也得考虑呀！如果场地很小，那烟囱就得想办法巧妙设计得高一点啦。

就像老王家那块地儿，地方不大，可他们的烟囱一样建得高高的，哎哟，可真不容易哟！7. 烟囱高度的计算啊，真的很有门道呢！和你选择交通工具得考虑距离是一样一样的。

不同燃料燃烧产生的烟气量也不一样哦！烧煤的和烧油的就差别大啦！那烟囱高度肯定也得跟着变呀！就好像城里那大电厂，烧好多燃料，他们的烟囱那叫一个高呀！所以啊，一定要根据各种具体情况来计算烟囱高度，不然可就麻烦啦！我的观点就是，烟囱高度计算是个复杂但又很重要的事儿，得用心对待才行！。

烟囱高度计算
排出的总粉尘量Q m/(kg/h)6
在Y方向上的湍流扩撒系数C y1
在Z方向上的湍流扩散系数C z1
粉尘的日平均最高允许浓度S max/(mg/m3)0.15
烟囱出口处平均风速V/(m/s) 根据国内气象资料统
3
计，离地10-300m高度范围内，平均风速为3-6m/s
烟囱出口气流速度Vs/(m/s)15
烟囱出口内径Ds/m0.6
烟囱出口处烟气绝对温度Ts/K318
烟囱出口处周围大气环境温度Ta/K288
烟囱有效高度H e/m29.50204011烟羽抬升高度Δh/m 4.958490566烟囱实际高度H/m24.54354954地面可能出现最大浓度的距离X max442.5306016说明
该计算参考《钢铁企业采暖通风设计手册》P277
计算公式是Holland(赫兰)计算式，适应中性大气状况，当大气状况非稳定状况下，应将计算结果增加10-20％，对稳定状况，则应降低10-20％。

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：——烟气实际流量，m3/s——燃料消耗总量，kg/s；——标准状态下的烟气流量，Nm3/kg；——烟囱出口处的烟气流速，m/s；——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：——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；H e——烟囱的有效高度，m；、——扩散系数在垂直及横向的标准差，m。

烟囱有效高度H e计算式：式中：——烟囱的几何高度，m；——烟囱的抬升高度，m。

若设为《环境空气质量标准》规定的某污染物的浓度限值，为其环境原有浓度，按保证，则由地面最大浓度的公式得到烟囱高度计算公式：烟气抬升高度按下列公式计算：当21000kW，且35K时：城市和丘陵的烟气抬升高度：平原和农村的烟气抬升高度：当210021000kW，且35K时：城市和丘陵的烟气抬升高度：平原和农村的烟气抬升高度：当2100kW，或35K时：式中：——烟囱出口的烟气温度与环境温度之差，K；——烟气的热释放率，kW；u——烟囱出口处的平均风速，m/s；——烟囱出口处的实际烟速，m/s；d——烟囱的出口内径，ｍ。

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，防止局部污染过重。

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。

但不可无视的是，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到达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：d =√4Q V πu 0Q V =B c q v,g ×T 0273式中：Q V ——烟气实际流量，m 3/sB c ——燃料消耗总量，kg/s ；q v,g ——标准状态下的烟气流量，Nm 3/kg ；u 0——烟囱出口处的烟气流速，m/s ；T 0——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：ρmax =2Q πeuH e 2(σz σy) 式中：ρmax ——地面最大污染物浓度，mg/m 3；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 ；H e ——烟囱的有效高度，m ；σz 、σy ——扩散系数在垂直及横向的标准差，m 。

烟囱有效高度H e 计算式：H e =H s +∆H式中：H s ——烟囱的几何高度，m ；∆H ——烟囱的抬升高度，m 。

假设设ρ0为《环境空气质量标准》规定的某污染物的浓度限值，ρb 为其环境原有浓度，按保证ρmax ≤ρ0−ρb ，则由地面最大浓度的公式得到烟囱高度计算公式：H s≥√2Qπeu(ρ0−ρb)×σzσy−∆H烟气抬升高度∆H按以下公式计算：当Q H≥21000kW，且∆T≥35K时：城市和丘陵的烟气抬升高度：∆H=1.303Q H1/3H s2/3/u平原和农村的烟气抬升高度：∆H=1.427Q H1/3H s2/3/u 当2100≤Q H<21000kW，且∆T≥35K时：城市和丘陵的烟气抬升高度：∆H=0.292Q H3/5H s2/5/u平原和农村的烟气抬升高度：∆H=0.332Q H3/5H s2/5/u 当Q H<2100kW，或∆T<35K时：∆H=2(1.5u0d+0.01Q H)/u式中：∆T——烟囱出口的烟气温度与环境温度之差，K；Q H——烟气的热释放率，kW；u——烟囱出口处的平均风速，m/s；u0——烟囱出口处的实际烟速，m/s；d——烟囱的出口内径，ｍ。

环境影响评价（练习题）例1、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40米，每小时燃煤2.8吨，已知烟气抬升高度60米，煤含硫量为2 %，风速u = 2 m/s。

问：该厂建成后（1）在其下风向最大落地浓度是多少？（2）在其正下风向1200米处距离地面10米高处SO2的贡献浓度是多少？（σy =0.15X0.8；σz =0.1X0.9）解：先计算污染物排放量Q = 2.8*10^6÷3600×0.02×[(32+16*2)/32] = 280/9 = 31.1 g/sQ = 2.8*10^6÷3600×0.02×[(12+16)/12] (如果生成CO)Cm = 2 Q / (e u He2 P1)C m = 2 Q / (e π u He2 P1)P1=2 γ1γ2- α1/α2 /{ (1+ α1/α2）(1+ α1/α2)/2 H e(1- α1/α2) e (1- α1/α2) /2}P1=2×0.15÷[ 0.18/9×(1+8/9)^(0.5×17/9)×100(1-8/9)×e^(-0.5×1/9)]P1=0.3÷[0.18/9×(17/9)17/18×1001/9] ×e1/18 =0.81C m = 62.2÷(2eπ×10000×0.81)C(x,y,z)= Q/(2u πσyσz)*exp(-y2/2σ y2)*{exp[(Z-He)2/(- 2σy2)]+exp[(Z+He)2/(-2σz2)]} C(1200,0,10) =例2、某化工厂位于丘陵地带，拟新建工程新增的主要大气污染源是一组日耗煤700t 燃煤锅炉。

若煤炭含硫量为1.08％，试确定其评价等级。

解：(1) 计算污染物排放量每小时燃煤量：700t / 24h = 29.2 t/h每小时燃硫量：29.2 t/h× 0.0108= 0.315t/h每小时SO2排放量：Q = 0.315 t/h ×（SO2分子量64/ S分子量32）= 0.63 t/h(2) 计算判别参数GB3095—1996中SO2的二级标准的1小时平均质量浓度限值为0.5mg/m3，则P i = (Q／C o) × 109 = (0.63/0.5) ×109=1.26 ×1092.5 ⨯ 109> P i≥ 2.5 ⨯ 108，因为其复杂地形，故应按二级评价。