烟囱及检测口设计

烟囱作为最古老的排烟和防污染装置，一直以来就被广泛使用。在废气治理系统中，对于烟囱也有着多种要求，

如何设计一个更加合理和实用的烟囱，使其适用于不同工艺条件下的废气治理系统，也是每一次设计时需要考虑的

关键点。接下来就如何确定废气系统中烟囱的大小，谈谈几点实践和想法。

首先我们要确定烟囱的高度 H，以及烟囱的直径 D。以下做举个例子：

①：根据《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）要求处理废气中含氯时，烟囱最低高度为２5m；

②：烟囱周围 200m 半径内有建筑物，烟囱需要高出 5m 以上，如条件不允许则需按其高度对应表列排放速率

标准值严格 50%。综合规范技术要求，可以选择２5m 作为烟囱的高度。

接下来，根据客户需求 10000m³/h 计算烟囱直径：

。

其中 W 依照要求标准设计，可得烟囱直径接近 500mm，因此选用 DN500 作为烟囱直径，可满足需求。

其次我们需要确定烟囱的外观结构，根据废气排放特点以及客户的要求，我们选用钢制烟囱。

钢制烟囱一般分为塔架式、自立式和拉索式。塔架式钢烟囱由塔架和排烟管组成，塔架是受力结构，平面呈三

角形或方形。塔架内可以设置一个或几个排烟管。

自立式烟囱筒身在不加任何附加受力支撑条件下，与基础一起构成一个稳定结构,更适合在一些无法固定拉索或

受场地限制无法使用拉索的场所。标注：1.地面法兰 2.压板 3.加强筋 4.筒体吊耳 5.连接法兰 6.加强筋二 7.避雷装置

8.检修口盖板 9.检修口螺栓 10.排水口

拉索式烟囱筒身的构造措施同自立式烟囱相同，会多一些拉索用来进一步稳固烟囱筒身，适合在一些场地宽阔

的室外场所，高度最好不超过 50m。如下图

在这些烟囱型式都适合该项目的情况下，兼顾安全，符合规范设计就是我们必须要考虑到的。因此根据《烟囱

设计规范》（GB50051-2013）来进一步确定使用哪种类型，自立式烟囱高度 h 和烟囱直径 d 之间的比值为 h≤

３０d。当烟肉高度ｈ与直径ｄ之比大于 30(h/d>30)时，可采用拉索式钢烟囱。实际应用中，如果经过技术经济比

较，虽然 h/d≤30，但采用拉索式钢烟囱更经济实惠，也可采用该种烟囱。

在做设备设计的时候，第一原则永远是安全。因此在确定了烟囱结构类型之后，应该考虑到风对于高耸结构的

破坏是非常重要的。就需要我们改变烟囱高度、直径和增加厚度等措施以防发生安全隐患。

为了安全，可采取增加烟囱壁厚的方式增加强度，烟囱壁厚需要满足公式：

烟囱高度不大于 20m 时：tmin=4.5+C

烟囱高度大于 20m 时：tmin=6 +C

其中，tmin 为筒壁最小厚度（mm）；

C 为腐蚀裕度，有隔热层时取 C=2mm，无隔热层时取 C=3mm。因此壁筒厚度一般应取≥8mm，有时为了加强

整体稳固性，加厚下部，取≥12mm。

其中，是否设置隔热层需由烟气温度来决定，我们常用的 Q235B 的临界点是 350℃，超过这个温度，就需要设置隔热层。隔热层的厚度由温度决定，最小不宜低于 50mm。

1. 原国家环保总局《排污口规范化整治技术要求》（环监〔1996〕470 号 ）

2. 《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T16157-1996）

3. 《固定源废气监测技术规范》（HJ/T397-2007）

4. 《固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测技术规范》（HJ75-2017）

5. 《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）及相应行业排放标准

手动采样口位置：

采样位置应优先选择在垂直管段，避开烟道弯头和断面急剧变化的部位，具体应设置在距弯头、阀门、变径管

下游不小于 6 倍直径，和距上述部件上游方向不小于 3 倍直径处（对矩形烟道，取其当量直径，当量直径的计算方

法 D =2AB/(A+B)，A、B 是矩形烟道的边长）。这也是我们经常说的“前 3 后 6”。测试现场空间位置有限，很难满足上述要求时，可选择比较适宜的管段采样，但采样断面与弯头等的距离至少是烟

道直径的 1.5 倍，并应适当增加测点的数量和采样频次。

​

针对在线监测采样口：

优先选择在垂直管段和烟道负压区域，避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。对于圆形烟道，颗粒物 CEMS 和

流速 CMS，应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向≥4 倍烟道直径，以及距上述部件上游方向≥2 倍烟道直径处；

气态污染物 CEMS，应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向≥2 倍烟道直径，以及距上述部件上游方向≥0.5 倍烟

道直径处。

标准编制组组织对全国 8 个省份、22 个地市的 5084 个废气排放口开展了调研，统计了 其直管段长度和现

有监测断面位置，结果显示，2334 个废气排放口能够满足“前 6 后 3”的 要求，占比 45.9%；4022 个排放口

能够满足“前 4 后 2”的要求，占比 79.1%；4770 个排放 口能够满足“前 1.5 后 1.5”的要求，占比 93.8%；

4261 个排放口能够满足“前 2 后 1”的 要求，占比 83.8%。按照抽样调查结果显示，如果都要求按照“前 6 后

3”的模式进行改造， 有超过一半的监测点位都需要进行改造，工程量大，且部分点位缺少整改条件；按照“前 4

后 2”的要求进行改造，仅有约 20%的点位需要改造，工程量相对较小，技术可行性较高。

在 HJ 75 标准中规定，连续监测系统安装位置应位于比对监测断面上游，且尽可能接近， 但并未给出具体的

距离要求，在实际监测工作中缺乏指导。自动监测断面应设置在手工监测断面上游约 0.5 m 处。采样平台为检测人员采样设置，应有足够的工作面积使工作人员安全、方便地操作。采样平台不小于１．５ｍ²，

周围设置 1.2m 以上的安全防护栏，扶手宜选用外径 30 mm～50 mm 钢管，防护栏杆的踢脚板宜采用不小于 100

mm×2 mm 的钢板制造，其顶部在平台面之上高度应不小于。扶手和踢脚板之间应至少设置一道中间栏杆，中间

栏杆与上下方构件的空隙间距 ≤500 mm，工作平台宜设置在监测孔的正下方 1.2 m～1.3 m 处，工作平台应采

用不小于 4 mm 厚的花纹钢板或经防滑处理的钢板铺装，相邻钢板不应搭接，上表面的高度差应不大于 4 mm，