燃气锅炉烟囱高度影响因素分析.pdf

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工业锅炉
2015年第1期(总第149期)
文章编号:1004-8774(2015)01-0046-02
燃气锅炉烟囱高度影响因素分析
陆娟,王殿,董黎明
(江苏双良锅炉有限公司,江苏江阴214444)
Analysis of Influencing Factors on Chimney
Height of Gas-fired Boiler
LU Juan, WANG Dian, DONG Li-ming
(Jiangsu Shuangliang Boiler Co. Ltd. Jiangyin 214444, Jiangsu, China)
第一作者:陆娟
(1990-),2013年
摘要:依据正态分布模式导出的最大着地浓度,估算燃气锅炉烟囱高度,进而分析了排毕业于江苏科技大
烟温度、NO排放浓度及平均风速对烟囱高度的影响,对烟囱高度的选取具有指导意义。
学热能与动力工程
关键词:燃气锅炉;烟囱高度;抬升高度;最大着地浓度
专业,从事锅炉设
中图分类号:TK223.28;TK229.8文献标识码;B
前言
1.1.1烟云抬升计算
为了提高天然气等清洁能源的利用率,烟气潜
烟云抬升的原因有两个:
热充分利用,工业锅炉的排烟温度逐步趋于低温化。
(1)烟出口处的烟流具有一初始动量(使烟
实现节能的同时,环境问题不可忽视。烟囱高度的气继续垂直上升)
计算,不再是单纯地依据工艺生产的需要,更要结合
(2)因为炳流温度高于环境温度而产生的静浮
环保的要求。从环保角度看,烟肉越高,烟气中力。
的有害污染物扩散的范围越广,对环境的危害程度
这两种动力所引起的烟气浮力运动称为烟云抬
越小2。目前燃气锅炉烟肉高度均按GB1327T《锅升,烟云抬升有利于降低地面的污染物排放浓度。
炉大气污染物排放标准》中第4.6.2条“烟囱高度
烟云抬升高度的计算采用CB/T3840-1991中
应按批准的环境影响报告书(表)要求确定,但不得的推荐公式。
低于8m”来执行。本文在此规定基础上,根据《环
烟气热释放率的计算:
境空气质量标准》(GB3095-2012)规定的相关污
Q1=0.35paQ.(T、-Tn)/T。
染物的浓度限值计算最低所需烟囱高度,并分别分式中Qー一烟气热释放率,kJ/s
析了排烟温度、NO,排放浓度以及平均风速对烟囱
大气压力,MPa
高度选取的影响。
Q、一实际排烟率,m/s
1研究分析
T一烟气的出口温度,K
烟囱高度设计的最终目的是要保证稀释后的排
T一一环境大气温度,K
放物所造成的地面污染浓度不超过《环境空气质量
将实测数据代入式(2)计算得知Q:<1700k
标准》(CB3095-2012)中规定的各项浓度限值。S,故选用式(3)计算烟云拾升高度:
根据实测数据,NO的排放浓度远远大于SO2的排
△H=2×(1.5V、d+0.01Q)(
放浓度,故本文只对NO排放浓度进行计算分析。式中V一一排烟速度,m/s
1.1烟囱高度计算
d一烟卤内径,m
烟的几何高度H。有效高度H。、烟云抬升高
L平均风速,m
度△H三者间应满足:
将式(2)计算所得Q1值代入式(3),即可求得
H、=H。-4H
烟云抬升高度AH
1.1.2根据地面最大浓度公式计算有效高度
收稿日期:2014-08-28
根据最大着地浓度计算模式可知,烟囱的有效
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燃气锅炉烟囱高度影响因素分析
高度和最大着地浓度的关系如下日:
排放浓度下所需的烟囱高度,根据所得3组数据,绘
制出3条相应变化曲线,详见图2。
TaeC×2
30
max
式中C一地面最大浓度,mg/m3;按く《环境空气
Cm=C。-C,C。为二级标准浓度
限值,C为当地特征污染物的污染
日做埏要
质量标准》(GB3095-2012)规定:20
90℃C
70℃
水平
Q一污染物排放速率,mg/
o2-2方向的标准差(垂直扩散参数),m
110130150
方向的标准差(水平扩散参数),m
NO排放浓度/(mg"m)
根据《环境空气质量标准》(GB3095-2012)可
图2不同NO。排放浓度下所需烟囱高度
査得NO对应的浓度限值C。为0.05mg/m3。另取
由图2曲线走势可知:随着烟气中NO,浓度的
定C,为0.01mg/,/o,为0.6,代入式(4),即大,所需烟囱高度随之增大,増幅相对较大。由此
可求得烟囱有效高度H。将上述所求得的H。、AH
可见,选用低氮型燃烧器不仅能减少NO的排放浓
代入式(1),即可求最低所需烟囱高度B,。
度,亦能有效降低所需烟囪高度。
在此理论计算基础上,通过控制变量法,分别从14平均风速对烟囱所需高度的影响
其余环境参数不变,设定排烟温度、NO排放浓
排烟温度、NO排放浓度以及平均风速这三个方面
对烟囱高度展开分析。
度各为某一固定值,平均风速在0~10m/s间变动。
1,2排烟温度对烟囱高度的影响
理论上由式(3)、式(4)可知,平均风速L增大,△AH
其余环境参数一定,设定NO、排放浓度、平均滅小,.减小,所需烟高度以变化不可轻易判
风速各为某一固定值,排烟温度在50-90℃内変断。依据上述1.1介绍计算的流程,分别计算出燃
动。理论上由式(2)、式(3)可知,排烟温度2,升天然气锅炉在不同平均风速下所需的烟囱高度,根
高,Q1增大,继而△H增大,所需烟囱高度降低。按据计算所得数据,绘制出相应变化曲线,见图3。
上述1.1介绍的计算流程,分别计算出燃天然气锅
炉在不同排烟温度下所需的烟囱高度,根据所得具
体数据,绘制出相应变化曲线,见图1。
15
10
25.5
0
24.5
平均风速/(mrs)
图3不同平均风速下所需烟囱高度
23.5
100
由图3曲线走势可知:存在某一临界风速,风速
排烟温度/℃
低于或高于该风速时,所需烟囱高度逐渐降低。
图1不同排烟温度下所需烟囱高度
由图1曲线走势可知:随着排烟温度的升高,所
2结论
需烟囱高度逐渐降低。
立足于环保,由上述三组数据分析可知,排烟温
1.3NO:排放浓度对烟囟所需高度的影响
度、NO排放的浓度以及平均风速对烟囱高度的合
其余环境参数不变,设定排烟温度、平均风速各理性设置都有一定影响:
为某一固定值,NO,排放浓度在60~140mg/m2内
(1)排烟温度越低,所需烟囪高度越高;
变动。理论上由式(4)可知,NO,排放浓度升高,即
(2)NO、排放浓度越大,所需烟囱高度越高,如
Q増大,继而B.增大,所需烟囱高度升高。按上述采用低氮燃烧器,不仅能降低NO.的排放浓度,还
1.1介绍的计算流程,分别计算出燃天然气锅炉在能有效减小烟囱所需高度。
不同固定排烟温度下(50℃、70℃、90℃)不同NO
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