根据最大地面浓度法计算烟囱的设计高度例题
烟囱计算
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，。
例题
7 3 h
例9：某湖泊平均容积 V 2.0 10 m，水面面
9 3
积 ，支流入流量 ，入 流水中P的平均浓度 c 0.52mg / l ，支流出流 量 q 5.8 10 m / a，测得P的平均浓 度 c 0.15mg / l ，试判断该湖泊的营养状况。
As 3.6 107 m2
qi 3.1109 m3 / a
ip
8 3 0
op
例：有一列600m长火车正在运行，若距 铁路中心线250m处测得声压级为65dB,距 铁路中心线500m处有居民楼，则该居民 楼的声压级是多少dB？
例3：某河流挥发酚排放量不超过1.5g/s，TN不超
过2g/s，阴离子为1.5g/s ,每个污染源的污染物浓 度及污水处理率，污水处理价格如表所示，要求 确定既满足河流污染物排放的目标，又使水处理 费用最省的方案。
例2：某化工厂排放SO2气体，烟囱有
效高度为60m，源强为 80g / s，风速为 6m/s，试计算在大气稳定度为D级时， 正下风向500m处的S02浓度。
80g / s
例3：某电厂烟囱有效高度为120m，
SO2排放量为 80g / s ,计算平均风速为 6m/s，计算在B级大气稳定度下，地面 的最大浓度及位置。
平均风速为6m/s，SOO2浓度在 下风向800m处，轴线上的浓度分布。 （ ） y 121.5m, z 85.5m
例1：某电厂烟囱几何高度为100m，出 3 口内径为6m,排气量为60Nm / s ,排气出
口温度为145℃，当地平均气温为11℃， 距地面10m处的风速为3.5m/s，计算在B 类大气稳定度下的烟气抬升高度。
Dy 5m2 / s
流速为 u 0.3m / s，横向弥散系数 ，衰减 系数 k 0 ，求： ( 在无边界情况下，x, y) (2000m,10m)处的污染物 浓度 在边界上排放，环境宽度无限大时（B=+ ）， ( x, y) 处的污染物浓度 (2000m,10m) (x 在边界上排放，环境宽度 B 100m ，, y) (2000m,10m) 处的污染物浓度
大气污染控制工程 第十课
2Qσ z − ∆H eπ uCkσ y
y
σ 式中ΔH 根据自选的抬升公式计算；ū 可取当地烟囱高度的长度平均风速； z σ 一般
取 0.5～1.0。
3
2.按地面绝对最大浓度计算 按地面绝对最大浓度计算
→ C max ↓ （4-10）
P
e
6
− ∆ H
6
二、烟囱设计中的若干问题 1.分析拟建厂地区可能产生的烟型及频率 分析拟建厂地区可能产生的烟型及频率
，正确选用烟囱高度计算公式。 正确选用烟囱高度计算公式 烟型不同产生的地面最大浓度不同，烟囱 高度的计算公式不同，因此确定烟型很重要。 常用两种方法： 1) 选用最不利的烟型相应的烟囱高度计算公式 2) 选择保证一定的地面最大浓度出现频率和持 续时间的烟型及相应的烟囱高度计算公式。
干绝热过程线 最大混合层高度
日最高地温
图 确定最大混合层高度示意图
T
21
§3-6 厂址选择
一、选择厂址所需的气候资料 3、混合层高度的确定： 大范围内的平均污染浓度，可以认为与混合 层高度和混合层内的平均风速的乘积成反比。 通常定义Dū为通风系数 Dū －单位时间内 为通风系数。 通过与平均风向垂直的单位宽度混合层的空气 层。通风系数越大，污染浓度越小。
22
二、长期平均浓度的计算
在厂址选择和环境评价中，人们更关心的长期 关心的长期 平均浓度的分布。下面讨论长期平均浓度的计算方 平均浓度 O Q 法。 x 污 染 源 气象随提供的风向资料是按16方位给出的，每 C 个方位相当于一个22.5º的扇形。因此，可按每个扇 形计算长期平均浓度。推导时作以下假定 假定： 假定 （1）同一扇形内各角度的风向频率相同，即在同 一扇形内同一距离上,污染物浓度在y方向是相等的。 （2）当吹某一扇形风时，全部污染物都落在这个 扇形里。
烟囱高度的计算方法
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
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％。
烟囱高度的设计
采用牛顿切线法迭代：Hs1＝160， Hs2＝182.6， Hs3＝182.7，
取Hs＝183m
方法一：按地面最大浓度计算
计算烟囱出口 内径
烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5倍 ， 即：v≥1.5×1.687×1830.25=9.31m/s ； 但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在20~30m/s。取 v=20m/s，则有
H 2
代入下式可得
q
2
eH
2 s
uc
z y
Cabsm
(
q
z )
2 eH s B y
Hs
q
z
2e uc (c0 cb ) y
烟囱高度的计算
按一定保证率的计算法
取上述两种情况之间一定保证率下的平均风速和扩散参数
P值法 国标《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》
第六节 烟囱高度的设计
烟囱高度的计算
要求： （1）达到稀释扩散的作用 （2）造价最低， 造价正比于HS2 （3）地面浓度不超标
烟囱高度的计算
按地面最大浓度计算
Cmax
2q
uH 2e
( z y
)
z 在0.5～1.0之间取 y
Hs
2q z
H
eu(C0 Cb ) y
即 Hs≥183.3m，取Hs＝184m
危险风速＝6.97m/s；此时地面风速＝3.36m/s。
v取20m/s，大于危险风速的1.5倍，则D可取4.0m
方法三：P值法
最大允许排放率Q
Q＝80g/s＝288kg/h＝0.288t/h
污染物点源排放控制系数P
P＝βPic0 其中β为点源调整系数，可取β＝1； Pi为地理区域性点源排放控制系数，可查表，对于南京总量控制
烟囱计算
计算风荷载标准值 基本风压W0（KN/m2） 建筑基本周期T 建筑物宽度B 高层建筑，高耸结构
钢结构，有填充墙的钢结构，混凝土结构
0.5 0.3 30 高耸结构 混凝土结构 8 #NAME? 0.716467279 #NAME? #NAME? #NAME?
高耸结构顶部宽 高耸修正系数θ v*θ B 竖直方向相关系数ρ z 背景分量因子Bz 风振系数β z 风荷载标准值Wk（KN/m2）
分段风荷载标准值 z 5 15 20 30 35 40 50 55 60 70 75 80 90 95 100 φ 1(z) #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? μ z Bz β z #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? Wk #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
GB5009-2012 地面粗糙度 风荷载体型系数μ s 计算高度迎风面宽振 第一阶振型系数φ 1(z) 水平方向相关系数ρ x 共振分量因子R 风压高度变化系数μ z #NAME? 1 0.647181025 #NAME? A 1 9.5 100 25 10
#NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
锅炉烟囱高度计算手册
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。
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根据最大地面浓度法计算烟囱的设计高度例题
根据最大地面浓度法计算烟囱的设计高度,一般需要以下步骤：
1. 初步估算烟囱高度：根据烟囱排放的污染物浓度、风速、大气稳定性等因素,初步估算出一个烟囱的高度范围。
2. 确定烟囱排放口高度：根据烟囱衬里高度和烟气出口位置,确定烟囱排放口的高度。
3. 根据地面浓度标准计算设计高度：使用地面浓度标准计算公式,计算出该污染物达到规定标准所需的烟囱高度。
例如,假设某个燃煤锅炉排放SO2,最大允许地面浓度为60μg/m3,大气稳定度为D级（即非常不稳定）,风速为4m/s,该污染物的排放口高度为20m。
根据地面浓度标准计算公式：
H=(0.75 × Q × K)/(u × (S/Q)^0.5)
其中,H为烟囱设计高度；Q为烟气排放速率,单位为m3/s；K为排放系数；u为风速,单位为m/s；S为烟气与大气的扩散距离,单位为m。
假设烟气排放速率为2m3/s,排放系数为0.3,扩散距离为1000m（根据大气稳定度和风速可以查表获得）,则可以计算出该污染物达到60μg/m3所需的烟囱高度为29.7m左右。
因此,按照最大地面浓度法计算,该燃煤锅炉的烟囱设计高度应该为29.7m左右。