烟气抬升高度计算公式
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 。
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
环评评价公式
一、大气：评价公式：1、有风时(距地面10m高平均风速U10≥1.5m/s)点源扩散模式：（1）以排气筒地面位置为原点，下风向地面任一点（X、Y），小于24h取样时间的浓度；C=（Q/2лuσyσz）exp-（Y2/2σ2y）×F F＝2exp（-He2/2σZ2）（2）排气筒下风向一次（30min）取样时间的最大落地浓度cm(mg/m3)及其距排气筒的距离Xm（m）1、污染源下风向地面轴线浓度公式为：C（x，0，0）=（Q/лuσyσz）exp（-He2/2σz2）2、最大地面浓度cm（mg/m3）按下式计算：Cm(Xm)＝2Q／eлuHe2P13、排气筒的距离Xm（m）按下式计算：Xm＝〔He/r2〕1/α2〔1+α1／α2〕-(1/(2α2)) 2、烟气抬升公式：（1）有风时，中性和不稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H（m）。
当烟气热释放率Qh≥2100Kj/s时：△H＝n0Qhn1Hn2U-1当Qh≤1700Kj/s或者△T＜35K时：△H=2（1.5 VsD+0.01Q）/U注式中：Qh烟气热释放率kj/s；Qv实际排烟率m3/s；Vs排气筒出口处烟气排出速率；U=U10（Z/10）P Qh＝0.35paQv×△T／Ts Qv=лr2×Vsσy=γ1Xα1σz=γ2Xα2二、水：评价公式：1、内梅罗平均值：C内=［（C2极+C2均）/2］1/22、标准指数：Sij=Cij/Csj 当Sij≤1.0时达标当Sij＞1.0时超标对于溶解氧（DO）两种情况DOj≥DOS时：SDOj=（DOf-DOj）/(DOf-DOs)DOj＜DOS时：SDOj=10-9×( DOj/ DOs) DOf=468/（31.6+T）3、零维模型：C=（CPQP+ChQh）/（Qp+Qh）（注）C－污染物浓度，mg/L；QP－废水排放量，m3/s；CP－污染物排放浓度,mg/L ；Qh－河流流量，m3/s；Ch－河流上游污染物浓度，mg/L.4、一维模型：C=C0exp（-K×t）式中t=x/（86400×u）X为河面间河段长5完全混合断面后经过一段距离浓度值计算。
大气课设烟囱的计算
烟囱的计算
3.6.1烟囱几何高度的确定
首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量(t/h)，然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱几何高度1H 为45m 。
3.6.2烟气抬升高度计算
1）烟气热释放效率的计算
S
H T T Q P Q ∆⨯⨯=να5.3 式中：H Q —烟气热释放率，kj/s ；
a p —大气压力，取邻近气象站年平均值，Pa
v Q —实际排烟量，s m 3
s T —烟囱出口处的烟气温度，K ； a T —环境大气温度，K ；
取环境大气温度K T 293=α;大气压力a k 324.101
P P =α， 烟气出口温度K T S 33865273=+=
K
K T T T S 3545293338≥=-=-=∆α ()s m Q V 315.9606.0120
1324.101273652734.14=+⨯⨯+⨯= s s Q H /kj 2100/kj 79.753544338
4596.1510324.1015.33≥=⨯⨯⨯⨯= 2）烟气抬升高度的计算
因此求烟气抬升高度可用如下公式：
u H Q H H /n 21n 1n o =∆
其中：
u ----延期出口处平均风速，m/s
o n ----烟气热状况及地标状况系数
1n ----烟气热释放率指数
2n ----烟囱高度系数 查表得427.1n o =、31n 1=、32n 2= 代入数值，求得m 5.109≈∆H
3.6.3烟囱有效高度的计算 m 5.1545.109451=+=∆+=H H H。
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，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。
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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。