烟囱高度的计算
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，。
直径1.4m烟囱计算
直径1.4m烟囱计算书烟囱形式：直径1400mm，高15m，基础顶至10m标高采用φ2600x12的钢管，上段采用φ2596x10钢管，计算时将烟囱按标高分为0-10m，10-15m，15-20m，20-28.1m共4段。
1、有关几和参数：见下表：几何参数、风压高度变化系数和脉动影响系数标高(m) 外径B(m)形心高度z (m)风荷载作用面积(m2)形心处的外径(m)z/H高度变化系数脉动影响系数28.1 2.596 24.05 21.03 2.596 0.856 1.39 0.823 20 2.596 17.5 12.98 2.596 0.623 1.20 0.823 15 2.596 12.5 12.98 2.596 0.445 1.07 0.823 15 1.4 7.5 21 1.4 0.5 1.13 0.823 02、风荷载体型系数：总高度为15m，平均直径为近似可按1.4m，μzω0d2=μz*0.6*1.42=1.176μz，地面粗糙度类别为B类，所以μz≥1.0，得μzω0d2>0.015，H/d=15/1.4=10.72，又因此钢烟囱表面“光滑”，所以可得μs=0.6+(0.5-0.6)/(7-25)*(10.8-25)=0.523、风载的高度变化系数地面粗糙度类别为B类，查《建筑结构荷载规范》表7.2.1,得各高度处的风压高度变化系数μz见上表。
4、风振系数根据《建筑结构荷载规范》7.4.2 条，知本烟囱可只考虑第一振型的影响，顺风向风振系数可按βz=1+(ξνφz)/μz计算。
查《建筑结构荷载规范》附录E 结构基本自振周期的经验公式得烟囱基本自振周期为T1=0.011H=0.011x15=0.165s ＜0.25s，故不需要考虑顺风向风振影响。
5、各段风荷载的集中力应用《建筑结构荷载规范》中式7.1.1条ωk=βzμsμzω0求风荷载，各分段的集中力Pi=ωk A w，此处A w的为风荷载作用面积，其计算过程见下表：风荷载标值计算标高z (m) 风荷载作用面积μsω0μzβzωk(kN/m2)集中力P k(kN)24.05 21.03 0.52 0.6 1.39 1.86 0.52*0.6*1.39*1.86=0.8121.03*0.81=17.0317.5 12.98 0.52 0.6 1.20 1.60 0.52*0.6*1.2*1.60=0.6012.98*0.60=7.7912.5 12.98 0.52 0.6 1.07 1.38 0.52*0.6*1.07*1.38=0.4312.98*0.43=5.587.5 21 0.52 0.6 1.1 1 0.52*0.6*1.1*1=0.343221*0.3432=7.26、底部产生的弯矩和剪力V k=7.2 kNM k=7.2*7.5=54 kN.m7、叛断是否考虑横向风振当烟囱坡度≤2%时，对于钢烟囱应按国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009）的规定验算横风向风振影响。
钢烟囱计算书最终
向基本风压
wcr10：
wcr10=（1.3Vcr1）2 （10/H）2α
0.998
/1600=
wcr10T12= 查GB0009表7.4.3 ξ=
0.07 2.04
横向风振临界风
速对应的顺风向
各截面风压标准
值计算如下：
截面号
标高 μz μs ξ ν1 θν θB ν=
wk=βz
ψz
βz= μsμ
zwcr10
标高3.4m
1 h（m）
0
22 1.284 0.502 2.04 0.81
1
15 1.14 0.502 2.04 0.81
2
8
1 0.502 2.04 0.81
3
0
1 0.502 2.04 0.81
3.4
1 0.502 2.04 0.81
Bz/B0
ν1θ νθB
Z/H
1+ξ （kN/
ψz
νψ z/μs
m2）
1
1 0.81
1 1 2.29 1.47
1 1 0.81 0.681818 0.56 1.82 1.04
1 1 0.81 0.363636 0.19 1.32 0.66
1
1 0.81
0 0.02 1.03 0.52
1 1 0.81 0.154545 0.04 1.06 0.53
6
cnpt
266209092.xlsD2000
2.5 Mpa
导热系数：
700℃：≤
0.25 W/m.K
1000℃：≤
0.25 W/m.K
使用温度：
80 ℃
线变化率：
1000℃X3h：
80米烟囱计算
筒身体积及自重 体积（m3）
矿渣棉
15.70 16.89 18.02 19.15 20.28 31.89 33.58 35.98
硅藻土
17.43 18.81 20.12 21.43 22.56 47.31 49.98 53.76
六、风荷 载及风弯 矩计算 1风荷载 系数：各 系数取值 及计算公 式按《建 筑结构荷 载规范》 。
依据Ｚ／Ｈ
及ＢＨ／Ｂ０ 查附表Ｆ表
φz－ Ｆ．１．１ 风振系数
计算
截
标高 筒壁外半径
（m） θＢ＝ＢＺ／Ｂ０ θυ
υ１
80
2.61
1
70
2.81
2
60
3.01
3
50
3.21
4
40
3.41
5
30
3.61
6
20
3.81
7
10
4.01
8
0
4.36
0.60 0.64 0.69 0.74 0.78 0.83 0.87 0.92 1.00
（１）风 振系数
βz=(1+ευφ z)/μz
式中 ε
脉动增大系 数。
0.116
0.116
19
耐火砖 16.16 17.51 18.79 20.07 20.74 42.74 45.34 49.02
烟囱自振
周期T1按 《建筑结
构荷载规
范》
GB50009-
2001附录
Ｅ．１．
２－２进
行计算
高度不
超过150m
1.48 s
烟囱的计算
1
2
硅藻土厚度
耐火砖厚度
0.116
工业锅炉烟囱设计计算
工业锅炉房烟囱设计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1规定执行。
表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)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/T16157-2001)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GB13271-2001）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2，烟囱出口内径参见表3和表4。
表2烟囱出口烟气速表(m/s)表3燃煤锅炉砖烟囱出口内径参考值表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5。
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
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。
烟囱的设计计算(加热炉,2013)
( ) ΔPI
=
ρa − ρg
Hs
g gc
=
354⎜⎜⎝⎛⎞H
s
ΔPI
=
354
×
⎜⎛ ⎝
1 293
−
1 660
⎟⎞H ⎠
s
= 0.672H s （mH2O）
ΔPII
=
354⎜⎜⎝⎛
1 Ta
−1 Tf
⎟⎞ ⎟⎠
H
C
=
354
×
⎜⎛ ⎝
1 293
−
1 843.1
⎟⎞ ⎠
×
3.52
ρ1
=
354 1051
=
0.337
kg
m2
w1
=
mg
3600bLC ρ1
=
22500 3600 × 3.2 × 2.142 × 0.337
=
2.706(m
s)
Δp1
=
ζ1
w12 2
ρ1
=
0.396 ×
2.7062 2
× 0.337
=
0.498(Pa)
（2）烟气流过对流室的压力降
对流室截面积 = 3.2 × 2.142 = 6.854 (m2)
钉头区域外部流通面积：
Aso = [b – (dC + 2l) × 8]·LC = [2.142 – (0.127 + 2 × 0.025) × 8] × 3.2 = 2.323 (m2)
钉头区域内部流通面积：Asi = 3.123 – 2.323 = 0.8 (m2) 钉头间隙： d'p = 2 × 0.016 – 0.012 = 0.02 (m)
---辐射传热与管式加热炉
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。