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《环境空气质量标准》,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,由于地面浓度的要求不同,烟囱高度的计算方法有以下几种。
σv/σx=常数时,由地面最大浓度公式,解出烟囱高度Hs,即:
式中ΔH是根据选定的烟气抬升公式所计算出的烟气抬长高度。
按照浓度控制法确定烟囱高度,就是要保证地面最大浓度Cmax不超过某个规定值C0,通常取C0等于《环境空气质量标准》规定的浓度限值,若有本底浓度Cb,则应使Cmax不超过C0即:Cmax﹤C0-Cb,于是,烟囱高度为
式中 u——一般取烟囱出口处的平均风速,m/s;
σz/σy——一般取0.5~1.0,(不随距离而变),相当于中性至中等不稳定时的情况,此项比值越大,设计的烟囱就越高。
烟囱设计中的几个问题:
①关于设计中气象参数的取值有两种方法,一种是取多年的平均值,另一种是取某一保证频率的值,而后一种更为经济合理。(www.xing528.com)
σz/σy的值一般在0.5~1.0之间变化。Hs﹥100m时,σz/σy取0.5;Hs﹤100m时,σz/σy取0.6~1.0。
②有上部逆温时,设计的高烟囱Hs﹤200m,必须考虑上部逆温层的影响。观测证明,当有效源高H等于混合层高度D时,即H=D时,最不利。此时地面浓度约为一般情况下的2~2.5倍,若按此条件设计,烟囱高度将大大增加。因此,应对混合层高度出现频率做调查,避开烟囱有效高度H与出现频率最高或较多的混合层高度D相等的情况。
逆温层较低时,烟囱有效高度H﹥D为好。
③烟气抬升公式的选择是烟囱设计的重要一环,必须注意烟气抬升公式适用的条件,进行慎重的选择。
④烟囱高度不得低于周国建筑物高度的2倍,这样可以避免烟流受建筑物背风面涡流区影响,对于排放生产性粉尘的烟囱,其高度从地面算起不得小于15m,排气口高度应比主厂房最高点高出3m以上,烟气出口流速us,应为20~30m/s,排烟温度也不宜过低。例如,排烟温度若在100~200℃之间,us=5m/s ,排烟温度每升高1℃,抬升高度则增高1.5m左右,可见影响之显著。
⑤增加排气量。由烟气抬升公式可知,即使是同样的喷出速度us和烟气温度,如果增大排气量,对动量抬升和浮力抬升均有利。因此分散的烟囱不利于产生较高的抬升高度,若需要在周围设置几个烟囱时,应尽量采用多管集合烟囱,但在集合温度相差较大的烟囱排烟时,要认真考虑。
总之,烟囱设计是一个综合性较强的课题,要考虑多种影响因素,权衡利弊,才能得到较,合理的设计方案。
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