烟囱的功能

17.3.1　烟囱的功能

锅炉通风方式中，小容量锅炉采用自然通风时，烟囱的作用是利用烟囱中热烟气与大气的低温空气之间的密度差产生的自生通风力来克服锅炉通风过程的阻力，以满足锅炉通风系统的要求。

采用强制通风时，克服锅炉通风阻力则是依靠通风设备风机所产生的压头，烟囱的自生通风力非常有限，但也必须建造一定高度的烟囱。因此，强制通风时烟囱的作用不是产生足够的自生通风力，而是把烟气中的颗粒物和有害气体散逸到高空之中，通过大气的稀释扩散能力降低污染物的浓度，使锅炉房所在周边地区的环境处于允许的污染程度之下。

烟囱高度对扩散、稀释排放的污染物以及降低污染物的落地浓度起着重要作用。地面污染物的最大浓度与烟囱有效高度的平方成反比。图17.12表示相同烟源采用不同烟囱高度h时的污染物落地浓度分布的变化。图中可以看出，烟囱下风处地面污染物的浓度分布，高烟囱的地面烟气浓度比低烟囱要小，即C（h₂）＜C（h₁），只有当离烟囱相当长的距离后两条曲线才逐渐接近。此外，高烟囱排放烟气时污染物的最大落地浓度C_max位于比较远的距离X_max处，而且在数值上比低烟囱排放时的最大落地浓度要小，即X_max（h₂）＞X_max（h₁），C_max（h₂）＜C_max（h₁）。

因此，高烟囱的作用不是将高浓度的烟气由近处转移至远处，而是使下风处约10km范围内的烟气浓度都降低了，这是高烟囱稀释污染物的基本原理。大气中烟气浓度随烟囱高度的变化规律在不同气象条件下基本上是相同的。

图17.12　烟囱高度对地面污染物浓度分布的影响

虽然高烟囱对扩散稀释污染物的浓度非常有利，但烟囱达到一定高度后再增加，对污染物落地浓度的降低作用已不明显，而烟囱的造价随高度的提高却急剧上升。因此，设计烟囱时应合理地确定烟囱高度。