有效煙囪高度

煙氣從煙囪排出時，因煙氣具有一定的動能而上升。在橫向風力的作用下，煙氣流逐漸由豎直方向轉到與地面平行的水平方向。通常把水平的煙羽中心軸到地面的高度，稱為煙囪的有效高度。由於有效煙囪高度直接影響煙氣的湍流擴散，確定有效煙囪高度，對污染濃度和煙囪高度計算都有重要意義。

基本介紹

• 中文名：有效煙囪高度
• 外文名：effective stack height
• 所屬學科：氣候環境
• 定義：水平煙羽中心軸到地面的高度
• 作用：影響煙氣的湍流擴散
• 意義：對煙囪高度計算有重要意義

高度的計算

煙氣從煙囪排出時，因煙氣具有一定的動能而上升。在橫向風力的作用下，煙氣流逐漸由豎直方向轉到與地面平行的水平方向。通常把水平的煙羽中心軸到地面的高度，稱為煙囪的有效高度。

煙囪的有效高度由三部分組成：煙囪的牆體高度H_s；煙氣動能引起的上升高度H_d和浮力引起的上升高度H_f。煙氣動能和浮力引起的上升高度之和(H_d+H_f)稱作煙氣的抬升高度H_t。對煙氣上升的高度，許多學者以理論推導、實際測定或模型試驗為依據，提出多種不同形式的計算方法。這些計算方法不僅表達式不同，而且計算結果也有不少差別。

赫蘭計算式

式中 H_x——煙囪的有效高度，m;

H_s——煙囪的牆體高度，m;

H_d——煙氣動能引起的上升高度，m;

H_f——煙氣浮力引起的上升高度，m;

H_t——煙氣的抬升高度，m;

v_g——煙氣自煙囪排出的速度，m/s;

d——煙囪出口直徑，m;

v_p——在煙囪出口高度的平均風速，m/s;

Q_g——煙氣的散熱量，t/s;

G_g——煙氣的排放量，kg/s;

C_p——煙氣的定壓熱容，J/(kg·K);

T_g——煙氣的絕對溫度，K;

T_a——煙囪出口高度空氣的絕對溫度，K。

赫蘭計算式運算比較方便，計算結果比較接近實際情況，而且考慮了煙氣的動能和浮升力兩種因素的影響，可以用來計算常溫和高溫兩類煙氣排放的情況。適用於中、小型煙囪。

安德列耶夫計算式

式中各符號同赫蘭計算式。

此計算式是根據理論推導出的，由計算看出，該式將浮升力作用忽略不計，而只考慮煙氣動能所引起的抬升高度。所示，該計算式用於計算非高溫煙氣排放比較合適。

基本原則

增加煙囪高度可以減輕該污染源對局部地區的污染，但超過一定高度以後再增加高度，對地面濃度的降低收效甚微，而煙囪的造價卻隨高度增加而急劇增大。所以並不是煙囪愈高愈好。設計煙囪高度的基本原則是：既要保證排放物造成的地面最大濃度或地面絕對最大濃度不超過國家大氣質量標準，又應做到投資最省。

應考慮的問題

1、關於上部逆溫的影響。對於高而強的熱源，上部逆溫是造成地面高濃度污染的重要原因。研究結果表明，當有效煙囪高度（H）等於混合層厚度（L）時，地面濃度等於一般情況下的二倍。若按此條件設計，煙囪高度將大為增加。因此，為保證安全，應對當地的混合層厚度及其出現頻率作調查，以避免有效源高與出現頻率最高或較高的混合層厚度相等。在逆溫層較低時，許多情況下則要求煙囪的有效高度能超過逆溫層底。

2、關於避免煙氣下洗。按國標GB3840—1983規定，為了避免煙氣下洗，煙囪高度不得低於它所附屬建築物高度的1.5～2.5倍，煙氣出口速度v_s不得低於煙囪口高度平均風速的1.5倍，即 v_s/u≥1.5。

3、關於增加排氣量和提高煙氣溫度。增加排氣量，對抬升有利。因此，若附近有幾個煙源時，最好採用集合式煙囪。考慮到設備投產有先後，或有部分停止運行時排煙速度不致過低，可採用多筒集合式煙囪。煙氣溫度對抬升有重要意義，但專門給煙氣加熱一般難以實現。因此，若採用乾法除塵，或在煙囪設計中儘量減少煙道及煙囪本身的熱損失，都對煙氣抬升有利。