烟气抬升公式及计算方法
气象与大气扩散02
0.00983/8
dTa/dz为排放源高度以上气温直减率，取值不得 小于0.01K/m。
二、 烟气抬升高度的计算
例题 某城市火电厂烟囱高度100m，出口内径5m。出 口烟气流速12.7m/s，温度140℃，流量250m3/s。烟囱 出口处平均风速4m/s，大气温度20℃，当地气压 978.4hPa，试确定烟气抬升高度及有效源高。
u u1( Z )m Z1
n1
n2
1/3
2/3
1/3
2/3
3/5
2/5
3/5
2/5
二、 烟气抬升高度的计算
➢烟气抬升高度计算公式
（3）我国“制订地方排放标准的技术方法”(GB/T1320191)中的公式
② 当1700kW<QH<2100kW时：
H
H1
H2
H1
QH
1700 400
H1
2(1.5vsD 0.01QH u
二、 烟气抬升高度的计算
➢烟气抬升高度计算公式 （2）布里格斯(Briggs)公式：适用不稳定及中性大气条件
① 当QH>20920kJ/s：
x<10Hs x>10Hs
H 0.362 QH1/3 x2/3 u 1
H
1.55QH1/
3
H
2 s
/
3
u 1
② 当QH<20920kJ/s：
x<3x* x>3x*
高斯扩散模式
➢高架连续点源扩散模式
实源 H
H 虚源
有效源高 H=Hs+△H
P(x,y,z) Z-H
Z+H
Z
反射区
高架连续点源扩散模式
烟气抬升的名词解释
烟气抬升的名词解释烟气抬升的名词解释及相关影响在生活中，我们常常能够观察到烟气抬升的现象。
无论是从烟囱、烟筒或其他排烟装置中冒出的烟雾，经常呈现出向上上升的趋势。
烟气抬升是指燃烧或蒸发产生的烟气由于热的作用而向上升起的现象。
本文将通过解释烟气抬升的原理、影响因素以及相关应用，探讨这一现象的背后的奥秘。
一、烟气抬升的原理烟气抬升是由于火焰或热源附近的气体加热而产生的。
当燃料燃烧或其他物体受热时，热能会使周围的气体温度升高，密度降低。
由于密度差异，热气体开始向上升起。
这是由于冷空气相对更加密集，而热空气相对较轻，随着温度的升高，热空气的密度会降低，从而形成了气流上升的过程。
二、烟气抬升的影响因素1. 温度差异：烟气抬升的速度与温度差异成正比，温度差异越大，则烟气抬升越快。
这是因为更高的温度差异会导致更重的空气被热气体推开，加速往上升。
2. 空气湿度：湿度涉及到水蒸气的生成和蒸发。
相对较湿的空气会减缓烟气抬升的速度，因为水蒸气会吸收部分热量，从而减少烟气的温度差异。
3. 空气密度：烟气抬升的速度还受到空气的密度影响。
当空气密度较大时，由于重力相对强势，烟气可能抬升较慢或停滞。
相反，当空气密度较小时，烟气抬升的速度则会增加。
4. 环境因素：风速、气流和空气的稳定性也会对烟气抬升产生影响。
强风可以抵消烟气的上升，并改变烟气的抬升方向。
此外，如果空气层是稳定的，烟气可能会受到抬升的限制。
三、烟气抬升的相关应用1. 工业排烟：烟气抬升的原理被广泛应用于工业领域，特别是在工厂和建筑物的排烟系统中。
通过烟囱或烟筒，将烟气引导上升，使之远离地面，避免对人体健康和环境产生有害影响。
2. 火灾控制：了解烟气抬升的原理对于火灾控制和烟雾检测非常重要。
烟气抬升的速度和方向可以帮助预测火灾的发展情况，并指导人们逃生或控制火势。
3. 气象学研究：烟气抬升在气象学研究中也有重要应用。
通过观察和研究烟气的抬升速率和方向，可以帮助预测天气、空气流动和大气环境的变化。
烟气抬升公式及计算方法
烟气抬升公式1.有风（U 10≥1.5m/s ），中性和不稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H （m ）（1）当烟气热释放率Q h 大于或等于是2100KJ/s ，且烟气温度与环境温度的差值△T 大于或等于35K 时，△H 采用下式计算：121-=∆U H Q n H n nh osh T TQ P Q ∆=υα35.0式中： n o ----烟气热状况及地表系数，见下表； n 1----烟气热释放率指数，见下表；n 2----排气筒高度指数，见下表； Q h ----烟气热释放率，KJ/s ；H ----排气筒距地面几何高度，m ，超过去240m 时，取H =240m ；P a ----大气压力，KP a ，如无实测值，可取邻近气象台（站）季或年平均值；Q v----实际排烟率，m 3/s ； △T ----烟气出口温度与环境温度差，αT T T s -=∆，K ； T s ----烟气出口温度，K ；T a ----环境大气温度，K ，如无实测值，可取邻近气象台（站）季或年平均值；U ----排气筒出口处平均风速，m/s ，如无实测值，可用幂（2）当1700 kJ /s ＜Q h ＜2100KJ/s 时，()4001700121-∆H -∆H +∆H =∆H h Q()()U Q U Q D V h h s /1700048.0/01.05.121--+=∆H 式中： V s ----排气筒出口处烟气排出速度，m/s ；D ----排气筒出口直径，m ； △H 2----按（1）方法计算，n o 、n 1、n 2按表5中Q h 值较小的一类选取；Q h 、U ----与（1）中的定义相同。
（3）当Q h ≤1700kJ/s 或者△T ＜35K 时， ()U Q D V H h s /01.05.12+=∆ 2.有风（U 10≥1.5m/s ），稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H(m)3/13/13/10098.0--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆U dZ dT Q H h α式中，dZ dT α为烟囱几何高度以上的大气温度梯度，K/m 。
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： ΔH H H S +=式中：H —烟囱的有效高度，m ；S H —烟囱的几何高度，m ；ΔH —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πυ4Q D v= 式中：v Q —实际烟气流量，/s m 3；υ—烟气在烟囱内的流速，m/s ，取20m/s 。
0.84m 203.1411.0514D =⨯⨯= 取烟囱直径为DN850mm ； 校核流速19.48m/s 0.853.1411.0514πD 4Q v 22v =⨯⨯==。
烟囱抬升高度的计算 -+⨯=∆u )0.01Q D (1.52H H s v式中：s ν—烟囱出口流速，取20m/s ；D —烟囱出口内径，m ；-u —烟囱出口处平均风速，取10m/s .5.35m 10122.51)0.010.8520(1.52ΔH =⨯+⨯⨯⨯= 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：3SO 579.2mg/m 289680%)(1C 2=⨯-=二氧化硫排放的排放速率：3.91g/s g/s 106.75579.2Q C v 3v SO so 22=⨯⨯=⨯=-用下式校核 :z y2so max e H u π2v ρ2σσ= 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332max 0.5mg/m <0.0704mg/m 0.8e 5143.1410003.912ρ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=查得国家环境空气质量二级标准时平均2SO 的浓度为30.5mg/m ,所以设计符合要求。
烟气抬升高度计算公式
烟气抬升高度计算公式
烟气抬升高度是指烟囱内烟气在自然状态下向上抬升的高度。
正确地计算烟气抬升高度对于设计合适的烟囱及安全排放烟气具有非常重要的意义。
计算烟气抬升高度的公式如下：
H = ((T-Ta)/ΔT) × Ht
其中，H为烟气抬升高度，T为烟气温度，Ta为大气温度，ΔT为烟气温度和大气温度差值，Ht为烟囱的高度。
首先，需要确定计算烟气抬升高度的各项参数。
烟气温度可以通过燃烧产生的热量和排放温度计算得出，大气温度可以通过气象资料或气象站测量得出，烟囱的高度可以通过设计规划或实际测量得出。
根据公式计算即可得到烟气抬升的高度。
在实际应用中，需要注意以下几点：
1. 烟气抬升高度越高，烟气排放的效果越好，但同时也面临着烟囱稳定性和安全性的挑战。
2. 烟囱的高度应当充分考虑周围环境的气象情况和建筑高度，以便发挥出最大的效果。
3. 烟囱的内径和斜率也会影响烟气的抬升高度，需要根据实际情况进行调整。
4. 不同类型的烟气如烟、尘、气体等在排放过程中会产生不同的
影响，需要根据不同类型的烟气进行计算。
总之，正确地计算烟气的抬升高度对于环保和安全具有非常重要
的意义，需要在实际应用中充分考虑各项因素，以便得到最佳的效果。
污染气象学06烟流抬升高度
uz
u10
(z 10
)m
12
作业
设 y ax, z bx 试导出高架源地面轴线最大浓度 及出现距离的表达式，并讨论：（1）源强Q增大 为2Q，地面轴线最大浓度及出现距离的变化。 （2）有效源高H增大为2H，地面轴线最大浓度 及出现距离的变化。
13
作业
某排放源年烧煤15万吨，该煤含硫量为3%，燃烧 效率为80%，年生产300天。烟囱高度为30m烟囱出 口内径为1.0m烟气出口速度为5m/s,出口烟气温度 为122℃。已知当地年平均风速为3m/s,年平均 温度为22℃，试求源强Q，烟流抬升高度Δh （注：风速幂指数为0.20，抬升公式为
7
二 烟气抬升高度的计算
（1） Holland公式（1953）：适用于中性 大气条件（稳定时减小，不稳时增加10 ％～20％）
h
vs D u
1.5
2.7
Ts Ta Ts
d
➢计算结果明显低估2－3倍
8
（2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件
当QH 21000kW时 x 10Hs x 10Hs
H =0.362QH1/3 x2/3 u1 H =1.55QH1/3 H s2/3 u1
当QH 21000kW时
x 3x *
H =0.362QH1/3 x1/3 u1
x 3x *
H
=0.332QH
3/5
H
2/5 s
x*=0.33QH3/5
H 3/5 s
6 /
u
5
Q烟H:流热抬释放升率高，度单与位烟时囱间，高单度位有质关量，烟烟气升囱高高△情T度况所下释 放计的算热保量守，，单相位反cal情/s况。计算不安全
烟气抬升高度计算
烟气抬升高度对于高架连续点源来说烟囱有效高度是扩散计算中的最重要的参数。
烟气从烟囱排出后, 由于动力和热力的作用会继续上升, 逐渐变平。
在大气环境模式计算里, 都把烟云的抬升高度考虑在内。
烟云的有效高度等于烟囱几何高度与烟气抬升高度之和。
增加烟云有效高度可降低地面浓度, 在相同气象条件下, 烟气的浓度与有效源高成反比。
综观国内的环评报告, 可以发现GB 3840 - 83 文件推荐的公式使用最为广泛, 其他的TVA, Briggs, Moses and Carson, Holland 及综合分析等计算公式也程度不同的应用于环境模式计算里。
一般烟气抬升公式在不同稳定度时采用同一个公式, 式中风速u 采用烟囱出口高度的平均风速, 由地面风速按不同的风速廓线指数修正得出。
由此, 使得烟气抬升高度不同。
此外还有一些公式在不同大气稳定度时采用不同的系数, 如Moses and Carson, TVA 公式。
Holland 公式也采用了修正系数的方法。
只有布里格斯对不同稳定度采用不同公式, 他提出的在不稳定和中性稳定度状态下的有风公式有多种形式, 其中1970 年提出的公式为:在稳定时他采用:布里格斯根据实测资料确定经验系数在 1. 8~ 3. 1 范围内变化, 他推荐的抬升公式中曾取 2.9 2.6, 2. 4 。
在环境影响评价技术导则中, 有风不稳定和中性条件为一系列抬升公式, 公式考虑了排放源的大中小不同而采取不同的公式形式, 并分为城市和城市远郊区、农村2 种情况, 公式按热排放率的大小分为 4 段, 每段都有详细的规定, 公式内容很多, 较为繁复, 具体公式参见导则。
有风稳定条件的烟气抬升公式为式( 11) 实际上是式( 10) 的变形, 但是取值很低, 计算值也小于式( 10) 。
这两组公式看起来很合理, 实际上计算效果却不好, 因为有风稳定条件时的烟气抬升高度与不稳定和中性条件下高度不相匹配, 一般公式计算烟气高度从不稳定到中性再到稳定逐步降低, 而这两组公式在不稳定到中性平稳降低, 从中性再到稳定时高度急剧下降, 使得在不考虑混合层影响的情况下采用式( 1) 计算的地面最大浓度出现在稳定的 E 和F类, 与经典的大气扩散理论结果相左, 以至于无法解释。
《大气环境学》烟气抬升高度
Cm u
0
2B u(Hs B / u)
1
Hs
B u
即H c Hs
临界风速
uc
B Hs
Cm,abs
Q
2e ucHs y
Q
2eB y
第五章 特殊条件下的大气扩散
一、颗粒物扩散模式
粒径d＜15μm —— Gauss模式 d＞15μ m —— 倾斜烟羽模式（考虑重力沉降、地面反射）
1、重力沉降
α
H
''
Vs
x u
He
H
H’ Vs
图5-1 倾斜烟羽模式处理示意图
经修正后的有效源高： H ' H s x / u
2、下垫面沉积
d(μ m) 平均粒径(μ m)
α
表5-1 地面反射系数α
＜15
15～30
31～47
/
22
38
1
0.8
0.5
48～75 60 0.3
76～100 85 0
H1
H 2
H1
Qh
1700 400
H1 21.5Vs D 0.01Qh 0.048 Qh 1700/ u
△H2——强热源公式计算结果。
③ 弱热源（Qh≤1700kJ/s 或 △T＜35K）
H 21.5Vs D 0.01Qh / u
C f (x, y,0; H )
Q
2 u yf h f
exp
y2
2
2 y
此时，地面熏烟浓度达到极大值，所有污染物均向地面扩散混合。
2、污染源强需作修正
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烟气抬升公式
1.有风（U 10≥1.5m/s ），中性和不稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H （m ）
（1）当烟气热释放率Q h 大于或等于是2100KJ/s ，且烟气温度与环境温度的差值△T 大于或等于35K 时，△H 采用下式计算：
121
-=∆U H Q n H n n h o
s
h T T
Q P Q ∆=υ
α35.0
式中： n o ----烟气热状况及地表系数，见下表；
n 1----烟气热释放率指数，见下表；
n 2----排气筒高度指数，见下表； Q h ----烟气热释放率，KJ/s ；
H ----排气筒距地面几何高度，m ，超过去240m 时，
取H =240m ；
P a ----大气压力，KP a ，如无实测值，可取邻近气象台
（站）季或年平均值；
Q v ----实际排烟率，m 3/s ；
△T ----烟气出口温度与环境温度差，αT T T s -=∆，K ；
T s ----烟气出口温度，K ；
T a ----环境大气温度，K ，如无实测值，可取邻近气象
台（站）季或年平均值；
U ----排气筒出口处平均风速，m/s ，如无实测值，可用
幂指数法计算。
（2）当1700 kJ /s ＜Q h ＜2100KJ/s 时，
()
400
1700
121-∆H -∆H +∆H =∆H h Q ()
()U Q U Q D V h h s /1700
048.0/01.05.121--+=∆H 式中： V s ----排气筒出口处烟气排出速度，m/s ；
D ----排气筒出口直径，m ；
△H 2----按（1）方法计算，n o 、n 1、n 2按表5中Q h 值较小的一类选取；
Q h 、U ----与（1）中的定义相同。
（3）当Q h ≤1700kJ/s 或者△T ＜35K 时，
()U Q D V H h s /01.05.12+=∆
2.有风（U 10≥1.5m/s ），稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H(m)
3/13
/13/10098.0--⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=∆U dZ dT Q H h α
式中，dZ
dT α为烟囱几何高度以上的大气温度梯度，K/m 。
这里要保证dZ
dT α
>-0.0098。