Высота дымовой трубы, в м, при расположении ее устья значительно выше крыш окружающих зданий, при ровной местности и умеренном ветре рассчитывается по формуле: 
(10.1)
1) Коэффициенты 
, А, n, F, m, входящие в формулу расчета высоты дымовых труб рассчитываются в соответствии со следующими рекомендациями:
· 
поправочный коэффициент для расчета многоствольных труб, зависящий от числа стволов в трубе п, отношения расстояния между ближайшими стволами на выходе t к диаметру устья трубы d0 и от угла наклона выходного участка ствола к вертикальной оси α, принимается по таблице 10.3 приложения 10;
· А- коэффициент температурной стратификации, учитывающий характер атмосферных токов:
- для центральной части европейской территории России А=120,
- для Урала, Северо-Запада европейской территории России,Севера,Среднего Поволжья А=160,
- для Нижнего Поволжья, Сибири, Дальнего Востока А=200;
· F - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние скорости осаждения примесей в воздухе:
- F = 1 при наличии в дымовых газах только газообразных веществ (сернистого ангидрида SО2 и оксида азота NО2),
- F = 2 при наличии в дымовых газах золы при кпд золоуловителя η 0,9,
- F=2,5 при наличии в дымовых газах золы при кпд золоуловителя η <,9;
· m - коэффициент, зависящий от скорости выхода газов из устья трубы:
- m = 1,0 при W0=10 ÷ 15 м/с,
- m = 0,9 при W0=20 ÷ 25 м/с,
- m = 0,8 при W0=30 ÷ 35 м/с,
· W0- скорость выхода дымовых газов из устья трубы:
W0= 
, (10.2)
где N- число труб одинаковой высоты;
Vсек- секундный объем удаляемых из котла дымовых газов:
(10.3)
Суммарное количество отводимых в дымовую трубу продуктов сгорания рассчитывается по формуле:
(10.4)
гдеz - количество котлов;
d0- предварительно принятый диаметр устья трубы.
После расчета скорости необходимо учитывать ее рекомендуемые значения в зависимости от высоты трубы во избежание задувания ветра:
- W0 = 30 ÷ 40 м/с при высоте дымовой трубы 320 метров,
- W0 = 25 ÷ 35 м/с при высоте дымовой трубы 250 метров,
- W0 = 20 ÷ 30 м/с при высоте дымовой трубы 150 ÷ 180 метров,
- W0 = 18 ÷ 20 м/с при высоте дымовой трубы 100 ÷ 150 метров,
- W0 = 15 ÷ 17 м/с при высоте дымовой трубы 50 ÷ 100 метров.
· n - коэффициент, зависящий от параметра vм, который определяется по формуле:
vм=0,65 
(10.5)
где Δ Т – разность температуры выходящих из трубы газов tд и температуры атмосферного воздуха в полдень самого жаркого месяца tжм, которая принимается по климатологическим данным по таблице 10.1 приложения 10. Δ Т определяется по формуле:
Δ Т = tд - tжм (10.6)
Нтр.- предварительно принятая высота трубы;
- n =3 при vм ≤ 0,3,
- n = 3 - 
при 0,3 < vм ≤ 2,
- n = 1 при vм > 2.
2) Количество выбросов оксидов углерода (СО), в г/с, рассчитывается по формуле:
(10.7)
где Всек- секундный расход топлива, в кг/ или м3/с, рассчитывается по формуле:
(10.8)
концентрация окислов углерода, г/м3:
(10.9)
где q3 – потери тепла с химическим недожогом топлива,
R – коэффициент, учитывающий долю потерь тепла вследствие химнедожога, R = 0.5
3) Количество окислов серы (SO2), поступающих в атмосферу с дымовыми газами, в г/с, рассчитывается по формуле:
(10.10)
где 
содержание серы в рабочей массе топливе,
- доля окислов серы, улавливаемых летучей золой в газоходах котла, принимается в зависимости от вида сжигаемого топлива:
- = 0,02 для Экибастузского угля,
- для Канско-ачинских углей = 0,2 при твердом шлакоудалении, = 0,05 при жидком шлакоудалении,
- = 0,02 для мазута,
- = 0 для газообразного топлива,
- = 0,1 для других видов топлива;
доля окислов серы, улавливаемых в золоуловителях, принимается 
=0,8 ÷ 0,9;
потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива.
4) Количество окислов азота (NО2), поступающих в атмосферу с дымовыми газами, в г/с, рассчитывается по формуле:
(10.11)
где 
безразмерный поправочный коэффициент учитывающий влияние качества сжигаемого топлива и способа шлакоудаления на выход оксидов азота, принимается по таблице 10.6 приложения 10;
· к- коэффициент характеризующий выход окислов азота на 1тонну условного топлива, кг/т, определяется в зависимости от номинальной и действительной паропроизводительности котла по формулам:
а) для котлов паропроизводительностью более 70 т/ч при сжигании газа и мазута во всем диапазоне нагрузок, а также для котлов, сжигающих твердое топливо при нагрузках выше 75 % номинальной:
к = 
(10.12)
б) для котлов паропроизводительностью менее 70 т/ч:
к =3,5 
(10.13)
в) для водогрейных котлов:
к = 
(10.14)
где Д, Дн – действительная и номинальная паропроизводительность парового котла, т/ч,
Q, Qн - действительная и номинальная теплопроизводительность водогрейного котла, Гкал/ч;
Q 
- низшая теплота сгорания топлива в МДж/кг или в МДж/м3;
· 
коэффициент, учитывающий конструкцию горелок:
- для прямоточных горелок 
,
- для вихревых горелок 
;
-
коэффициент характеризующий эффективность воздействия рециркулирующих
продуктов сгорания в зависимости от условий подачи их в топку, принимается по таблице 10.7 приложения 10;
· r –степень рециркуляции продуктов сгорания, количество которой (в%) и способ ввода рециркулирующих газов в топку определяются по конструкции котельного агрегата по данным завода-изготовителя по [4, с. 5], при отсутствии рециркуляции r = 0.
5) Количество золы, выбрасываемой в атмосферу, в г/с, рассчитывается по формуле:
Мзл= 103 Всек· (1 - 
[(1- 
) 
+ ] (10.15)
где ηзу – кпд золоуловителя, в %, принимается по таблице 10.8 приложения 10.
6) ПДКСО, ПДК SO2, ПДК NО2, ПДКЗЛ - предельно допустимые концентрации (максимально разовые) оксидов углерода, сернистого ангидрида, оксидов азота и золы, содержащихся в выбрасываемых в атмосферу продуктов сгорания топлива, принимаются по [7, с. 404] или по таблице 10.2 приложения 10.
7) После окончания расчетов высоты дымовой трубы необходимо сравнить полученный результат с ранее принятой величиной и принять решение о высоте и количестве устанавливаемых дымовых труб по таблицам 10.4, 10.5 приложения 10, учитывая следующие положения:
а) стальные дымовые трубы устанавливаются только на вертикально-цилиндрических паровых котлах и на водогрейных агрегатах башенного типа,
б) кирпичные дымовые трубы применяются при их высоте не более 100-150 метров,
в) при высоте более 150 метров устанавливаются железобетонные дымовые трубы с внутренним стволом или с кирпичной футеровкой,
г) количество дымовых труб должно быть минимальным,
д) минимальный диаметр выходных отверстий кирпичных труб – 0,75 метра, монолитных железобетонных - 3,6 метра,
е) при выборе окончательного решения необходимо учитывать фоновую концентрацию вредных веществ от действующих предприятий, вследствие чего ПДК необходимо увеличить на 25 %.
Пример:
Для ГРЭС установленной мощностью 900 МВт рассчитать высоту одной железобетонной дымовой трубы. Основной вид сжигаемого на станции топлива – природный газ.
Наиболее целесообразным вариантом ГРЭС 900 МВт является блочная структура с 3-мя блоками 300 МВт. Наиболее приемлемым вариантом является установка на каждый блок одной дымовой трубы, высота которой рассчитывается по формуле (10.1):
,
т.к. при сжигании природного газа в продуктах сгорания топлива отсутствуют МSO и МЗЛ, расчет высоты дымовой трубы сводится к следующему:
где1)Рп- коэффициент, зависящий от многоствольности труб, для дымовой трубы с тремя внутренними стволами (от каждого блока мощностью 300 МВт) Рп=1,2;
2) F- зависит от скорости осаждения примесей в воздухе, при сжигании природного газа F =1;
3) А- коэффициент температурной стратификации, для Урала А=160;
4) m- коэффициент, зависящий от скорости выхода газов из устья трубы W0:
W0= 
где N- количество труб, N = 3
где z - количество котлов, z = 3,
d0- диаметр устья, предварительно d0 = 6,0м,
= 891,9 м3/с
, следовательно, m = 1
5) Количество выбросов окислов углерода:
где Всек -секундный расход газа, сжигаемого в одном котле, Вр=160·103 м3/ч,
концентрация окислов углерода
,
где q3 – химический недожог, q3=0,5,
R – коэффициент учитывающий долю потерь тепла вследствие химнедожога, R = 0,5,
Q 
- низшая теплота сгорания сухого природного газа, Q = 8700 · 4.19 = 36453 кДж/м3
т.к. механический недожог q4 = 0, МСО=44,4 · 9,113 = 404,6 г/с
6) Количество окислов азота, поступающих в атмосферу с дымовыми газами:
,
где 
коэффициент учитывающий качество сжигаемого топлива, для природного газа 
= 0.85,
к- коэффициент характеризующий выход окислов азота на 1тут,
для котлов паропроизводительностью Д > 70т/ч:
к=12·Д / (200+Д)
коэффициент учитывающий конструкцию горелок, для прямоточных горелок 
0,85;
коэффициент характеризующий эффективность рециркуляции, 
, следовательно,
7) Δ Т – разность температур дымовых газов и температуры воздуха в полдень самого жаркого месяца (для Екатеринбурга):
Δ Т = tд - tжм
Δ Т =115 – 21,1 = 93,9 °С
8) По полученным расчетам на каждый блок устанавливается одна железобетонная коническая дымовая труба высотой 200 метров с диаметром устья 6 метров.
Контрольные вопросы
1. Чему равняется минимальный диаметр устья металлических дымовых труб?
2. Чему равняется высота одиночно стоящих кирпичных дымовых труб?
3. С какой целью у дымовых труб устанавливаются слезоточивые каналы?
4. При какой высоте дымовых труб при их строительстве требуется разрешение авиационной службы?
5. Как определяется максимально-разовая концентрация вредных выбросов?
