气象条件对烟囱污染物影响的模拟研究.pdfVIP

第24卷第1期 气象与环境学报 Vl01．24 No．1 2008年2月 JOURNAL OF M哐TEoRoLoGY AND ENVIRoNM哐NT February 2008 气象条件对烟囱污染物影响的模拟研究 刘玉彻 杨洪斌 梁刚2 (1．中国气象局沈阳大气环境研究所，辽宁沈阳110016；2．国家环境保护总局环境工程评估中心，北京 100012) 摘 要：利用ISC3模型模拟了某电厂不同高度烟囱在不同风速、不同稳定度情况下so2的最大落地浓度和落地距离。结 果表明：在烟囱高度不变的情况下，稳定度不变，如果风速逐渐加大，则 最大落地浓度变小，且最大落地距离亦变小：烟囱高 度不变且风速不变情况下，稳定度由稳定趋向于不稳定，则so2最大浓度变小且最大落地距离变小；在风速和稳定度不变的条 件下，随着烟囱高度的减小，so2最大浓度变大且最大落地距离不变；在建烟囱最高高度不宜超过300 m。 关键词：烟囱高度；气象条件；污染物；最大落地浓度；落地距离；模拟研究 中图分类号：X169 文献标识码：A 文章编号：1673—503X(2008)01—0018—04 接近45．8％；烟囱高度在35—55 m的污染源排放量 1 引言 占全市总排放量也较少，造成的地面浓度占33．7％； 大气是人类赖以生存的最基本的环境要素之 55 m以上的污染源so2的排放量占全市总排放量大 一 _1 J 。 众所周知，烟囱本身并不能减少排人大气的 部分，而造成的地面浓度却只约占20．5％。所以烟 污染物数量，但它能使污染物从排放源的局部地区 囱高度在很大程度上决定着污染物浓度的分布。为 向较大范围内扩散。利用大气的自沽能力能使地面 此，迫切需要弄清适宜的烟囱高度及其与环境因子 污染物浓度控制在可以接受的范围内。 的关系，为城市环境保护与生态城市建设提供依据， 一 般而言，烟囱越高，烟气上升力越强，燃料燃 因为环境空气质量的好坏不仅与广大人民群众的生 烧也越充分，污染物可以向离地面较高的大气中扩 活息息相关，而且制约着经济和社会的发展_4j。 散，由于高空风速大，稀释能力强，可使大气污染程 2 资料与方法 度减轻。但烟囱的高度并非越高越好，当烟囱高度 达到一定高度后如果再增加其高度，对地面大气污 2．1 资料来源 染程度的降低效率就会减小，而烟囱造价却随高度 采用2006年12月调兵山市煤矸石发电有限责 增加而急剧增大【 。马雁军等【 j在不同排放高度的 任公司2×300 MW电厂新建工程大气预测资料，烟 污染源对城市大气污染贡献分析中，分别计算了不 囱基本源数据见表1。从表1可知，烟囱直径为8 rn， 同类别高度的污染源对沈阳各监测点的浓度影响， 出口温度为113℃，SO2排放率为99．44 g／s，烟气流 通过计算得知，35 m以下的污染源S02的排放量占 速为18．74 m／s；气象条件随研究进行而变化，风向 全市的总排放量较少，而造成的地面浓度的贡献率 取固定值，均为北风。 表1 烟囱基本源数据 2．2 研究方法 扩散方程，主要用于计算包括点源、面源、体源、线源 2．2．1 模型简介 和开放源的各种工业源排放的S02、TSP、PM1()、NO 本研究采用美国环境保护局推荐使用的ISC3 和CO等污染物在环境中的浓度。该模型可模拟各 (Industrial Sources Complex Short Term Version)大 种烟气抬升和扩散过程，如静风条件、风廓线指数、 气污染扩散模型。模型基于统计理论的正态烟流模