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。
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。
环境影响评价计算题答案
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。
烟囱设计计算
高斯浓度扩散模式
(高斯浓度扩散公式)
(高斯浓度扩散公式)
(地面轴线浓度公式)
(地面最大浓度公式)
目 录
2
计算示例
目 录
3
计算结果比较
地面最大污染物浓度随烟囱高度的变化
0.60
单位mg/m^3
0.50
0.40
0.30
地面轴线浓度公式 最大浓度公式0.5 最大浓度公式0.75 SCREEN3
烟囱设计计算
目 录
1 2 3
烟囱高度计算原理 计算参考规范 几种计算方法比较
目 录
1
烟囱高度计算原理
烟气抬 升高度
烟囱有 效高度
烟囱几 何高度
地面污 染物浓 度
烟气 温度
出口 烟速 环境 温度
环境 风速
烟气抬 升高度
烟气 流量
城市 农村
烟囱 内径
几何 高度
GB 13223-2003 火电厂大气污染物排放标准
地面污染物浓度
地面污染物浓度
【学习】第10章大气扩散与污染控制(2)
(2)Briggs公式:适用不稳定及中性大气条件
不稳定或中性大气下,布里格斯公式用来确定不同的热释放率 和下风向距离条件下的烟气抬升高度:
当 QH21000kW时
x10Hs
H=0.362QH1/3x2/3u1
x10Hs
H=1.55QH1/3Hs2/3u1
当QH 21000kW时
x3x*
H=0.362QH1/3
F(x,y,0,H)2
q
2πuhfyf
exp(2y2y2f
)
hf——逆温层消失高度;σyf——熏烟条件下Y向扩散参数
yf 2.15y2 .1 H 5tg15oyH 8
逆 温 层 消 失 到 烟 流 上 边 缘 , 即hf H2z
F(x,y,0,H)
q
2πuhfyf
exp(2y2y2f )
逆 温 消 失 到 H 2 z 以 上 时 , 熏 烟 过 程 不 复 存 在
该法的要点:
首先根据帕斯奎尔划分大气稳定度的方法来确定大气稳定度 级别;然后从图4-4和图4-5中查得(或表4-4用内插法求出 )对应的扩散参数σy和σz;最后将σy、σz代入前面介绍的一 系列扩散模式中,就可估计出各种情况下的浓度值。
.
扩散参数的确定-P-G曲线法
P-G曲线的应用
根据常规资料确定稳定度级别
烟云抬升的原因有两个: ①是烟囱出口处的烟流具有一初始动量(使它们继续垂直上 升);②是因烟流温度高于环境温度产生的静浮力。 这两种动力引起的烟气浮力运动称烟云抬升,烟云抬升有利 于降低地面的污染物浓度。
烟气抬升
初始动量: 速度、内径 浮力:烟温度
.
烟气抬升高度的计算
抬升高度计算式 (1) Holland公式:当大气稳定度为中性,计算烟气抬升
烟气排放烟囱的计算
烟气排放烟囱的计算按地面最大浓度的计算方法,已知SO 2的排放量为200mg/m 3,烟气温度为105℃,大气温度为 5.5℃。
地区SO 2本底浓度为0.05mg/m 3(0.01—0.05mg/m 3),8.0/=y z σσ(0.5—1.0),u 10=3.8m/s,m=0.25,试按《环境质量标准》的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。
1.烟气流量的计算需要脱除的二氧化硫量为7.26t/h,即7.26×106g/h,则需要脱除的二氧化硫的体积为:h m /254110004.22641026.736=⨯⨯ 烟气流量为:Q V =1781376-2541=1778835m 3/h=494.12m 3/s二氧化硫的排放量:Q=200mg/m 3×1781376m 3/h=356275200mg/h=98.965g/s 。
2.烟囱高度的计算我国的《环境影响评价技术导则——大气环境》(HJ/T2.2—93)中对烟气抬升计算公式做了如下规定:当Q H ≧2100KW 和(T s -T a )≧35K 时,ΔT=T s -T a =105-5.5=99.5℃此时热释放率Q H 为:KW T T Q P Q S VH 3.461262731055.9912.49425.101335.035.00=+⨯⨯⨯=∆=>2100KW 通常按10m 高处的风速计算,因此平均风速的计算公式如下:25.025.0101014.2)10(8.3)(s s m H H z z u u === ① 参考《大气污染控制工程》(第三版)P.94表4-2,选择农村或城市远郊区,从而有n 0=1.427,n 1=1/3,n 2=2/3,求得烟气抬升高度如公式②所示: 12/525.03/23/1101.2914.213.46126427.121S SS n S n H H H H u H Q n H =⨯⨯⨯==∆- ②《环境质量标准》的二级标准限制为0.06mg/m 3(年均),带入以下公式计算: H e Q H b Z S ∆--≥)(20ρρμπσ ③ 将公式①和②带入公式③,有:625.0310)05.006.0(14.2781.2142.38.01065.982--⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥∆+S S H H H 解得:07.9181.2924/138/9≥+S S H H用试算法进行计算,解得H S =205m 。
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: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 。
若设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按下列公式计算: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。
烟囱高度的计算
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》规定的浓度为《大气环境质量标准》规定的某污染物的浓度限值,限值来确定烟囱高度。
若设CC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:b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)设计的烟囱高度较矮,当风速小于平均风速从上面计算方法可见,按保证Cmax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。
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烟囱高度计算
烟囱高度核算本项目锅炉房总热容量为2×58MW ,已远大于28MW ,按照《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001),本项目锅炉房烟囱最低高度在本次环评中进行核定。
根据项目可研初步提出的100 m ,按2×58MW 锅炉房热容量大气污染物的排放进行大气扩散环境影响综合分析评价,以确定其合理性。
从以下几方面来对烟囱高度进行核算:(1)以大气污染物地面绝对最大浓度来确定烟囱几何高度(这里U S 采用危险风速计算)。
其公式为:式中:H S1 - 烟囱口距地面的几何高度,m ;Q - 污染源源强,mg/s ;ΔH - 烟气抬升高度,m ;U S =B/H s 危险风速(此时ΔH =H s ),m/s ;C 0 -污染物规定浓度限值,mg/m 3;C B - 地区污染物背景浓度,mg/m 3;бz/бy-垂直与横向扩散参数之比。
(2)避免烟囱下洗所需的烟囱最低几何高度对于循环硫化床锅炉 H S2=2.5h式中 H S2—避免烟囱下洗所需烟囱最低高度,m ;h —锅炉房屋顶高度,m ,这里取30 m 。
(3)烟囱实际选取高度烟囱最后确定的选取高度H S 应满足以下条件: ()HC C eu Q H B o s YZ s ∆--⨯≥πσσ/21;0.15.0-①H S应高于或等于H S1和H S2中的较大值;②H S应符合烟囱设计模数系列,即30、45、60、80、100、120、150、180、210、240m高度。
③H S应满足全厂和地区对环境综合评价的要求及烟囱周围半径200m的距离内有建筑物时,应高出最高建筑物3m以上。
(4)烟囱高度核算结果:经过对烟囱高度按以上几方面的核算,得到以下结果:①根据地面绝对最大浓度计算的H S1=32 m;②避免烟囱下洗的H S2=75 m;③烟囱周围半径200m的距离内没有高大建筑物;④实际选取的H S=100 m 〉H S2〉H S1满足烟囱高度设计基本原则;⑤高烟囱主要解决的是大气污染物能充分利用大气扩散稀释自净能力,减少对近周边空气质量的影响。
钢烟囱计算实例
1) 风荷载计算 解答: (1)有关几何参数 第三段形心高度 z=40+20x(2.6+2x2.1)/(2.6+2.1)=49.65m,同理其它两段计算结果见 表-1。其中 B 为底部宽度 3.6 米。 几何参数 标高 z (m) 60 40 20 0 风荷载作用 外径(m) 形心高度 z (m) 面积(m2) 2.1 2.6 3.1 3.6 49.65 29.71 9.75 47 57 67 形心处 外径 b (m) 2.36 2.86 3.36 z/H 0.83 0.50 0.16 表-1 b/B 0.66 0.79 0.93
查《钢结构设计手册》表 10-6 得 d=42mm,对应最大拉力为 156.9KN,又由《石油化工管 式炉钢结构设计规范》9.3.13 款,考虑锚栓的腐蚀裕度 3mm,最终选择锚栓直径为 d=42+3=45mm,螺栓个数为 48 个。 (3)水平抗剪验算 根据《钢结构规范》8.4.13 款规定,水平摩擦力 f=μN=0.4x1610=644KN>V=236.8KN 因此不需设置抗剪键,就可满足要求。
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据 7.4.3 条可求得脉动增大系数ζ。W0T12=0.7x0.782=0.426kN.S2/m2,查表 7.4.3 得脉动增 大系数ζ=2.256。 由 H=60m 和地面粗糙度 B 类从《荷载规范》表 7.4.4-1 查得脉动影响系数 v=0.88。烟 囱顶部直径与底部直径比为 2.1/3.6=0.58,查《荷载规范》表 7.4.4-2 求得修正系数θv =1.55,修正后的脉动影响系数见表-2 烟囱顶部直径与底部直径之比为 0.58,查《荷载规范》附录 F 中表 F.1.3 得到各段形 心高度处第 1 振型系数 ϕ z 见表-3。 根据《荷载规范》式(7.4.3)风振系数 β z = 1 + ξυϕ z ,计算结果见表-3。 µz 表-2 修正后 v (θBθvv) 0.900 1.078 1.269 表-3 v 0.900 1.078 1.269 μz 1.666 1.415 1.000 βz 1.896 1.493 1.094
3-6污染物浓度估算
( y ) 1 x2
平原地区和城市远郊区,D、E、F向不稳定方向提半级 工业区和城市中心区,C提至B级,D、E、F向不稳定方向提 一级 丘陵山区的农村或城市,同工业区 取样时间大于0.5h, z 不变,
2 q y y ( ) 1
Hs
2q z
Cmax
eu (C 0 Cb ) y C0 Cb
H (3-62)
C0-标准浓度
Cb-本底浓度
烟囱高度的计算
P值法
国标GB/T 13201-91
Q 10 Hs H P
6
例1(教材67页)
例2(教材67页)
厂址选择中所需的气候资料
• 风向和风速的气候资料
厂址选择考虑的方面
• 风向风速
若仅考虑风向频率,工厂应设在东面;但从污染系数玫瑰图看, 则应设在西北方,这说明了污染系数是选择厂址的一项重要依据。
3.6 污染物浓度估算
烟囱抬升高度的计算
烟囱有效高度H为烟囱几何高度Hs与烟云抬升高度∆H之和。
烟云抬升高度∆H 的计算公式
式(3.45)适用于中性大气条件。 对于稳定大气,烟云抬升高度增加10%一20%; 对于不稳定大气,烟云抬升高度减少10%一20%。
烟云抬升高度∆H 的计算公式(续)
我国(GB/T13201一91)“制定地方大气污染排放标准的技
术方法”中推荐的抬升方式
(GB/T 推荐性国家标准)
烟云抬升高度∆H 的计算公式(续)
烟云抬升高度∆H 的计算公式(续)
烟云抬升高度∆H 的计算公式(续)
(3)布里吉斯(Briggs)公式(中性、不稳定)
烟气抬升高度的选择 优先采用国家标准中的推荐公式
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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。