煙囪高度的設(shè)計方法

煙囪高度的設(shè)計方法高架連續(xù)點源的典型代表就是孤立的高煙囪。煙囪的作用除了利用熱煙氣與環(huán)境冷空氣之間的密度差產(chǎn)生的自生通風(fēng)力來克服煙氣流動阻力向大氣排放外，還要把煙氣中的污染物散逸到高空之中，通過大氣的稀釋擴散能力降低污染物的濃度，使煙囪的周邊的環(huán)境處于允許的污染程度之下。煙囪高度對煙氣擴散的影響煙囪高度對擴散稀釋污染物以及降低污染物的落地濃度起著重要作用。由高斯擴散模式(4—23)可見，落地最大濃度與煙囪有效高度的平方成反比。一個高煙囪所造成的地面污染物濃度，總是比相同排放強度的低煙囪所造成的濃度低，如圖5—20所示。其中，C(h2)VC(h1)，即煙囪下風(fēng)向高煙囪的地面煙氣濃度小于低煙囪，只有當(dāng)離開煙囪相當(dāng)長的距離后煙氣濃度曲線才逐漸接近。此外，Xmax(h2)>Xmax(h1)，Cmax(h2)VCmax(h1)，即低煙囪的污染物最大落地濃度Cmaxλ于離煙囪較近的距離Xmax處，而且數(shù)值上比高煙囪污染物的最大落地濃度要大得多。因此，高煙囪的作用不是將高濃度的煙氣由近處轉(zhuǎn)移至遠處，而是使下風(fēng)處約10km范Χ內(nèi)的煙氣濃度都降低了。煙囪的設(shè)計應(yīng)合理地確定煙囪高度，做到既減少污染又不浪費。因為高煙囪雖然非常有利于污染物濃度的擴散稀釋，但煙囪達到一定高度后，再繼續(xù)增加高度對污染物落地濃度的降低已無明顯作用，而煙囪的造價也近似地與煙囪高度的平方成正比。因此，煙囪高度設(shè)計的基本要求是，在排放源造成的地面最大濃度不超過國家規(guī)定的數(shù)值標(biāo)準下，使得建造投資費用最小。煙囪高度的設(shè)計方法煙囪高度應(yīng)滿足排放總量控制的要求。目前，煙囪高度的計算一般采用按煙氣在有效高度H處的正態(tài)分布擴散模式推導(dǎo)確定的簡化公式，主要以地面最大濃度為依據(jù)，可以有以下兩種計算方法：（1） 按污染物的地面最大濃度計算的h。若國家規(guī)定的排放標(biāo)準濃度為C0,當(dāng)?shù)乇镜诐舛葹镃b,則煙囪排放污染物產(chǎn)生的地面最大允許濃度應(yīng)滿足CmaxWCO—Cb。如果設(shè)計有效高度為H的煙囪，當(dāng)。z/ay=常數(shù)（一般取0.5?1.0）時，由式（5—26）求解可得煙囪高度：m（5—42）（2） 按污染物的地面絕對最大濃度計算的h。煙囪排放污染物產(chǎn)生的地面絕對最大允許濃度應(yīng)滿足CabsmWCO—Cb。當(dāng)az/ay=常數(shù)（一般取0.5?1.0）時，可得煙囪高度：m（5—43）上述兩種計算方法的差別在于風(fēng)速取值不同。式（5—42）中按地面最大濃度計算h時取多年平均風(fēng)速u，而式（5—43）則取用Σ險風(fēng)速ucr計算h，這是考慮風(fēng)速變化對地面最大濃度Cmax到的影響，當(dāng)風(fēng)速增加時，一方面使Cmax減?。ㄒ娛?—26）；另一方面，從煙流抬升公式（5—36）可見煙流抬升高度△h減小，則Cmax反而增大。這雙重相反影響的結(jié)果，定會在某一風(fēng)速下出現(xiàn)地面最大濃度的極大值，稱為地面絕對最大濃度Cabsm。當(dāng)出現(xiàn)絕對最大濃度時的風(fēng)速即為Σ險風(fēng)速ucr。顯然，風(fēng)速取值不同，計算結(jié)果也不同。將煙流抬升高度公式代入式（5—26）中，對u求導(dǎo)，并令dCmax/du=0，即可解得Σ險風(fēng)速ucr。再將ucr代入式（5—26）中，便可得到式（5—43）。影響煙囪設(shè)計高度的因素設(shè)計煙囪高度首先要考慮所用公式是否適當(dāng)，能否代表實際的煙流擴散型式，其次是選擇合理的計算參數(shù)。計算公式。煙囪高度設(shè)計中，選擇適當(dāng)?shù)挠嬎愎绞菧蚀_確定煙囪高度的必要條件。除了上述介紹的以外，還有一些計算公式。這些公式對地形地ò及氣象條件的依賴性很強，且計算結(jié)果差別也很大。例如上述兩種煙囪高度計算公式，按u=5m/s和ucr=15m/s分別計算，可達h=0.46hcr，即按u計算的煙囪高度還不到按ucr計算結(jié)果的一半。設(shè)計時應(yīng)結(jié)