1、已知条件：天然气量：370Nm3/h，采用纯氧燃烧。
2、计算结果：
查得天然气成分如下表
取氧气燃烧过剩系数：1.05；
天然气量370Nm3/h，完全燃烧需要O2量765.7Nm3/h，产生烟气量1139.8 Nm3/h，烟气具体成分如下表：
天然气燃烧产生污染物计算方法（非常实用）天然气燃烧产生污染物计算方法为保护环境，建设生态文明，国家鼓励使用天然气代替燃煤，但使用天然气仍会排放污染物，应当征收排污费。本文循着“污染物排放量=废气量×污染物浓度”这一计算公式，来探讨如何征收天然气锅炉的排污费。 一、废气量 根据《排污申报登记实用手册》231页举例计算，1m3天然气完全燃烧产生的废气量为10.89m3。 实际天然气燃烧时产生的废气，与天然气成分，完全燃烧的比例等都有关系，但通常认为废气量为天然气量的10-11倍。取10倍最好计算，但取10.5倍似乎更为合理。 例：1万m3天然气，燃烧后的废气量即为10.5万m3。 二、主要污染物 （一）二氧化硫 天然气中含有硫化氢(H2S)，国家规定其出厂含量不能超过0.01%。天然气中硫化氢燃烧时，会生成等体积二氧化硫（SO2）。 《排污申报登记实用手册》231页举例计算，当硫化氢含量为0.0052%时，每万m3天然气产生二氧化硫为1.5kg。 李先瑞、韩有朋、赵振农合著《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化硫约为1.0kg。
天然气燃烧产生的二氧化硫，与天然气中所含硫化氢比例关系最大，在没有检测数据支撑时，二氧化硫浓度为确定为10-15mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为100mg/m3。 （二）氮氧化物 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化氮约为6.3kg。 按这一数据，氮氧化物浓度约为60mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为400mg/m3。 （三）烟尘 天然气是清洁能源，烟尘产生量少，但也不能说没有。 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生烟尘约为2.4kg。 按这一数据，烟尘浓度约为20-25mg/m3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为50mg/m3。 （四）其他污染物 经过计算，天然气燃烧后产生的其他污染物排放当量都更低，本文不再论证。按照《排污收费征收管理条例》，这些污染因子不予征收排污费。 三、征收标准 将上述三个污染因子按低限代入《排污费征收核定表》，则每万立方
燃料空气需要量及燃烧产物量的计算 所有理论计算均按燃料中可燃物质化学当量反应式，在标准状态下进行，1kmol 反 应物质或生成物质的体积按22.4m 3计，空气中氧和氮的容积比为21:79，空气密度为 1.293kg/m 3。 理论计算中空气量按干空气计算。燃料按单位燃料量计算，即固体、液体燃料以1kg 计算，气体燃料以标准状态下的1m 3计算。 单位燃料燃烧需要理论干空气量表示为L 0 g ，实际燃烧过程中供应干空气量表示为 Ln g ； 单位燃料燃烧理论烟气量表示为V 0，实际燃烧过程中产生烟气量表示为Vn; 单位燃料燃烧理论干烟气量表示为V 0g ，实际燃烧过程中产生干烟气量表示为Vn g ; 一、通过已知燃料成分计算 1. 单位质量固体燃料和液体燃料的理论空气需要量（m 3/kg ） L 0=（8.89C ＋26.67H ＋3.33S －3.33O ）×10﹣2式中的C 、H 、O 、S ——燃料中收到基 碳、氢、氧、硫的质量分数%。 2. 标态下单位体积气体燃料的理论空气需要量（m 3/m 3） L 0=4.76?? ????-+??? ??+++∑2222342121 O S H?CmHn n m H CO ×10﹣2式中CO 、H 2、H 2O 、H 2S 、CmHn 、O 2——燃料中气体相应成分体积分数(%). 3. 空气过剩系数及单位燃料实际空气供应量 空气消耗系数а=0 L 量单位燃料理论空气需要量单位燃料实际空气需要?L 在理想情况下，а=1即能达到完全燃烧，实际情况下，а必须大于1才能完全燃烧。а＜1显然属不完全燃烧。 а值确定后，则单位实际空气需要量L а可由下式求得： L 0g =аgL 0 以上计算未考虑空气中所含水分 4. 燃烧产物量 a.单位质量固体和液体燃料理论燃烧产物量(m 3/kg) 当а=1时， V 0=0.7L 0+0.01(1.867C+11.2H+0.7S+1.244M+0.8N)式中 M ——燃料中水分（%）。 b.单位燃料实际燃烧产物量（m 3/kg ） 当a ＞1时，按下式计算： 干空气时，V a =V 0+(a-1)L 0 气体燃料 (2)单位燃料生成湿气量 ?V =1+α0L －[0.5H 2+0.5C O －(4 n －1) C m H n ] (标米3/公斤) （2-14） （3）单位干燃料生成气量 g V ?=1+α0L －[1.5H 2+0.5C O －( 4n －1) C m H n +2 n C m H n ） (标米3/公斤) （2-15）
【例】已知天然气的容积成分如下：CH4 92.1% ; C2H6 3% ; C3H8 1.5% ; i-C4H io 0.05% ; n- C4H io 0.05% ; CO2 2% ; N2 1% ; O2 0.3%。天然气与空气的温度t g t a 20 C；空气 的含湿量d a 10 g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。 试求： （一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量； （三）完全燃烧时的烟气量（1和1.2时）； 【解】查表得各组分参数如下： 根据混合法则，按式（1-2 ）求得 H h H h1 r1 H h 2r2 H h n r n 39842 0.921 70351 0.03 101270 0.015 113048 0.0005 133885 0.0005 40448（kJ/m3） H l H l" H72 H lnh 35906 0.921 64397 0.03 93244 0.015 122857 0.0005 123649 0.0005 36523（kJ/m3） （二）求理论空气需要量 由所含组分计算，按式（1-3 ）求得 1 V0[0.5H2 0.5CO 21 1 4 6 -[（1 -）92.1 （2 -）3（3 21 4 4 9.65 （m n）C m H n 1.5H2S O2] 4 8 10 -）1.5 （4 ） 0.1 0.3] 4 4
（三）求完全燃烧时的烟气量 1 .理论烟气量（1时） 三原子气体体积按式（1-5 ）求得 V R°2V C°2V S°20.01（CO2CO mC m H n H2S） 0.01 （2 1 92.1 2 3 3 1.5 4 0.1） 1.05 （m3/m3干燃气）水蒸气体积，按式（1-6 ）求得 o n V H2O0.01[H2 H2S -C m H n 120（d g V°d a）] 2 4 6 8 10 0.01 [ 92.1 3 1.5 0.1 120 （0 9.65 0.01）] 2 2 2 2 2.11（m3/m3干燃气） 氮气体积，按式（1-7）求得 V0N20.79V00.01N2 0.79 9.65 0.01 1 7.63（m3/m3干燃气） 理论烟气总体积，按式（1-8 ）求得 V0V RO2V；2°V N°2 1.05 2.11 7.63 10.79 （m3/m3干燃气） 2.实际烟气量（ 1.2时）， ①由其组分计算： 三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得 V R O2 1.03 （m3/m3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-9 ）求得 V H2O0.01 [H2 H2S fC m H n 120（d g V0 d a）] 4 6 8 10 0.01 [- 92.1 3 1.5 0.1 120 （0 1.2 9.65 0.01）] 2 2 2 2 2.14 （m3/m3干燃气） 氮气体积，按式（1-10 ）求得 V N20.79 V0 0.01N2 0.79 1.2 9.65 0.01 1 9.16 （m3/m3干燃气） 过剩氧体积，按式（1-11）求得 V°2 0.21（1）V。 0.21 (1.2 1) 9.65 0.41 (m3/m3干燃气)
理论烟气量的计算方法及常规数据 来源：作者：发布时间：2008-04-05 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.2413Q/1000+ 0.5 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 三、实际产生的烟气量计算 V0=V+ (a –1)L V0:干烟气实际排放量，单位是m3/kg a: 空气过剩系数，可查阅有关文献资料选择。 按上述公式计算，1千克标准煤完全燃烧产生7.5 m3，一吨煤碳燃烧产生10500标立方米干烟气量。 液体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.203Q/1000+2.0 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L V:理论干烟气量，单位是m3/kg; C、S、N：燃料中碳、硫、氮的含量； L：理论空气量 理论湿烟气量计算再加上燃料中的氢及水分含量，系数分别为11.2、1.24 三、燃烧一吨重油产生的烟气量 按上述公式计算，一吨重油完全燃烧产生15000标立方米干烟气量。 天然气燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.0476[0.5CO+0.5H2+1.5H2S+∑(m+n/4)CmHn-O2] L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/ m3; 二、三原子气体容积计算 V1=0.01(CO2+CO+H2S+∑CmHn
煤燃烧空气量和烟气量的计算 已知：设计煤种的化学成分如下： C：47.62% H：3.01% O：8.77% N：0.88% S：0.47% M：13.25% A：26% 。其中空气过量系数α=1.2 ，漏风空气系数为1.33。 求解：二期、三期每小时燃煤需氧量和产生的烟气量。（二期耗煤307.98t/h；三期耗煤314.15t/h） 解： ⑴已知1kg煤中各成分的含量如下： 质量/g 摩尔数/mol（按原子数计）需氧数/mol C 476.2 39.68 39.68 H 30.1 29.86 7.525 N 8.8 0.629 0 S 4.7 0.147 0.147 O 87.7 5.481 -2.741 所需理论氧气量为： 39.68 + 7.525 + 0.147 - 2.741=44.611mol/Kg 需要的理论空气量为： 44.611 mol/Kg ×22.4L/ mol/1000=0.999Nm3/Kg 0.999 m3/Kg ÷21%= 4.76N m3/Kg 二期煤耗为：307.98t/h ；三期煤耗为：314. 15 t/h
二期理论空气量为： 4.76N m3/Kg ×307.98t/h =1465984.8 Nm3/h 三期理论空气量为： 4.76N m3/Kg ×314. 15 t/h =1495354 Nm3/h 所以二期燃煤需要的实际空气量为： 4.76 m3/Kg ×307.98t/h ×1000 ×1.2 =1759181.76Nm3/h 三期燃煤需要的实际空气量为： 4.76 m3/Kg ×314.15 t/h×1000×1.2 =1794424.8 Nm3/h (2)理论空气量条件下的烟气组成（mol）为： CO2：39.68 H2O：15.05 SOx：0.147 N2：44.611×3.76 每千克煤燃烧产生的理论烟气量为： 39.68 + 15.05 + 0.147 + 44.611×3.76 = 222.61 mol/Kg 222.61 mol/Kg ×22.4L/ mol/1000 =4.986 Nm3/ Kg 二期煤耗为：307.98t/h 所以二期煤耗理论烟气量为：4.986 Nm3/ Kg ×307.98t/h ×1000 = 1535731.18 m3/h 二期实际烟气量为：V fg =V fg0 + （α- 1）* V a0 =1535731.18 + 0.2 ×1465984.8 =1828928.14 Nm3/h 当漏风空气系数为1.33时，燃煤产生的烟气量为：1828928.14 ×1.33 = 2432474.43 Nm3/h 三期煤耗为：314. 15 t/h 所以三期煤耗理论烟气量为：
《燃气燃烧》课程设计 题目：燃气燃烧课程设计 学院：建筑工程学院 专业：建筑环境与能源应用工程 姓名：张冷 学号： 20130130370 指导教师：王伟 2016年 12 月 26 日 目录
1设计概述 (1) 2设计依据 (1) 2.1原始数据 (1) 2.2燃气基本参数的计算 (1) 2.2.1热值的计算 (1) 2.2.2燃气密度计算 (2) 2.2.3燃气相对密度计算 (2) 2.2.4理论空气需要量的计算 (2) 2.3头部计算 (3) 2.3.1计算火孔总面积 (3) 2.3.2计算火孔数目 (3) 2.3.3计算火孔间距 (4) 2.3.4计算火孔深度 (4) 2.3.5计算头部截面 (4) 2.3.6计算头部截面直径 (4) 2.3.7计算火孔阻力系数 (5) 2.3.8计算头部能量损失系数 (5) 2.4引射器计算 (5) 2.4.1计算引射器系数 (5) 2.4.2计算引射器形式 (5) 2.4.3计算燃气流量 (6) 2.4.4计算喷嘴直径 (6) 2.4.5计算喷嘴截面积 (6) 2.4.6计算最佳燃烧器参数 (6) 2.4.7计算A值 (7) 2.4.8计算X值 (7) 2.4.9计算引射器喉部面积 (7) 2.4.10计算引射器喉部直径 (8) 2.4.11引射器其他尺寸计算方式如附图1： (8)
2.5火焰高度计算 (8) 2.5.1火焰内锥高度 (8) 2.5.2火焰外锥高度 (8) 2.6火孔排列 (9) 2.6.1确定火孔个数 (9) 2.6.2火孔分布直径的计算 (9) 3设计方案计算 (9) 3.1已知计算参数 (9) 3.2详细计算步骤 (10) 3.2.1头部计算 (10) 3.2.2引射器计算 (11) 3.2.3火焰高度计算及加热对象的设置高度 (12) 总结 (12) 参考文献 (13)
废水废气各类污染物环评计算方法公式 污水及污染物排放量计算 实际排放量（吨/年）=年排放量（吨）*排放浓度（mg/L）/1000000 （排放浓度=全年四个季度平均值） 经处理去除量（吨/年）=年排放量（吨）*（处理装置进水浓度-排放浓 度）/1000000 案例分析：某厂污水排放基本情况表 排放量原水CODcr 出水CODcr 原水NH3-N 出水NH3 -N 1季度 25800 1120 165 254 22 2季度 25000 1230 190 276 26 3季度 28600 1070 154 242 20 4季度 27400 1110 96 265 19 计算： 1季度COD排放量＝25800X165/1000000=4.257吨 1季度COD去除量＝25800X(1120-165)/1000000=24.639吨 全年COD排放量＝四个季度COD排放量之和 全年COD去除量＝四个季度COD去除量之和 1季度NH3-N排放量＝25800X22/1000000＝0.5676吨 1季度NH3-N去除量＝25800X(254-22)/1000000 ＝5.9856吨 全年NH3-N排放量＝四个季度NH3-N排放量之和 全年NH3-N去除量＝四个季度NH3-N去除量之和 废气及相关污染物的计算 一、烟气量的计算 二、燃烧废气各污染物排放量物料衡算方法 三、案例分析 固体燃料燃烧产生的烟气量计算 一、理论空气量计算 L=0.2413Q/1000+0.5 L:燃料完全燃烧所需的理论空气量，单位是m3/kg; Q:燃料低发热值，单位是kJ/kg; 二、理论烟气量计算 V=0.01(1.867C+0.7S+0.8N)+0.79L
燃料燃烧的理论空气量 空气为理想气体，单位燃料（1kg ）的需氧量计算： 碳燃烧：22CO O C →+ 需氧量：C C 866.14.22121=?? 氢燃烧： 需氧量：H H 55.54.2221 008 .121 =???? 硫燃烧： 需氧量：S S 7.04.2232 1=?? 氧的含量：O O 7.04.22321=?? 燃烧单位燃料（1kg ）的需氧量为： O S H C 7.07.055.5866.1-++kg m /3 理论空气量： O S H C V a 33.333.35.2689.80 -++=kg m /3 理论烟气量的计算： 燃料完全燃烧，可燃元素C 、H 、S 分别被氧化为CO2、H2O 和SO2，空气中O2完全反应，元素N 和气体N2不参与反应 CO2：C C 866.14.2212 1=?? SO2：S S 7.04.2232 1=?? N2：N2两个来源，燃料中的N 和理论空气中的N2 0 079.08.079.04.22281 a a V N V N +=+?? H2O ：理论水蒸气体积由三部分组成，燃料中的水分，燃料中H 燃烧产生的水分和理论空气带入的水分 H W H W 1.1124.14.22008.121 4.22181 +=???+?? 理论烟气量的计算： O H N SO CO fg V V V V V 22220+++= H W V N S C a 1.1124.179.08.07.0866.10+++++= 燃烧中实际烟气量应为理论烟气量与过剩空气量之和 o a fg fg V V V )1(0-+=α
过剩空气系数的计算 )5.0(264.05.01222CO O N CO O ---+ =α
【例】 已知天然气的容积成分如下：CH 4 92.1%；C 2H 6 3%；C 3H 8 1.5%；i-C 4H 10 0.05%；n-C 4H 10 0.05%；CO 2 2%；N 2 1%；O 2 0.3%。天然气与空气的温度20==a g t t ℃；空气的含湿量10=a d g/m 3干空气，天然气的含湿量不计。 试求： （一）高热值及低热值； （二）燃烧所需理论空气量； （三）完全燃烧时的烟气量（1=α和2.1=α时）； 【解】查表得各组分参数如下： （一）求高热值和低热值 根据混合法则，按式（1-2）求得 n n h h h h r H r H r H H +++= 2211 0005013388500050113048015010127003070351921039842.....?+?+?+?+?=40448=（kJ/m 3） n n l l l l r H r H r H H +++= 2211 000501236490005012285701509324403064397921035906.....?+?+?+?+?=36523=（kJ/m 3） （二）求理论空气需要量 由所含组分计算，按式（1-3）求得 ]5.1)4 (5.05.0[2112220O S H H C n m CO H V n m -++++= ∑ ]3.01.0)410 4(5.1)483(3)462(1.92)441[(211-?++?++?++?+?= 65.9=（m 3/m 3）
（三）求完全燃烧时的烟气量 1．理论烟气量（1=α时） 三原子气体体积按式（1-5）求得 )(01.022222S H H mC CO CO V V V n m SO CO RO +++=+=∑ )1.045.13321.9212(01.0?+?+?+?+?= 05.1=（m 3/m 3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-6）求得 )](1202[01.00220 2a g n m O H d V d H C n S H H V ++++=∑ )]01.065.90(1201.0210 5.1283261.9224[01.0?+?+?+?+?+??= 11.2=（m 3/m 3 干燃气） 氮气体积，按式（1-7）求得 20001.079.02N V V N += 101.065.979.0?+?= 63.7=（m 3/m 3干燃气） 理论烟气总体积，按式（1-8）求得 0002 22N H RO V V V V ++= 63.711.205.1++= 79.10=（m 3/m 3干燃气） 2．实际烟气量（2.1=α时）， ① 由其组分计算： 三原子气体体积，仍按公式（1-5）求得 03.1V 2RO =（m 3/m 3干燃气） 水蒸气体积，按式（1-9）求得 )](1202 [01.00222a g n m O H d V d H C n S H H V α++++=∑ )]01.065.92.10(1201.0210 5.1283261.9224[01.0??+?+?+?+?+??= 14.2=（m 3/m 3 干燃气） 氮气体积，按式（1-10）求得 2001.079.02N V V N +=α 101.065.92.179.0?+??= 16.9=（m 3/m 3干燃气） 过剩氧体积，按式（1-11）求得 0)1(21.02V V O -=α
所有理论计算均按燃料中可燃物质化学当量反应式，在标准状态下进行，1kmol 反 应物质或生成物质的体积按22.4m 3计，空气中氧和氮的容积比为21:79，空气密度为 1.293kg/m 3。 理论计算中空气量按干空气计算。燃料按单位燃料量计算，即固体、液体燃料以1kg 计算，气体燃料以标准状态下的1m 3计算。 单位燃料燃烧需要理论干空气量表示为L 0 g ，实际燃烧过程中供应干空气量表示为 Ln g ； 单位燃料燃烧理论烟气量表示为V 0，实际燃烧过程中产生烟气量表示为Vn; 单位燃料燃烧理论干烟气量表示为V 0g ，实际燃烧过程中产生干烟气量表示为Vn g ; 一、通过已知燃料成分计算 1. 单位质量固体燃料和液体燃料的理论空气需要量（m 3/kg ） L 0=（8.89C ＋＋－）×10﹣2式中的C 、H 、O 、S ——燃料中收到基碳、氢、氧、硫的 质量分数%。 2. 标态下单位体积气体燃料的理论空气需要量（m 3/m 3） L 0=?? ????-+??? ??+++∑2222342121 O S H?CmHn n m H CO ×10﹣2式中CO 、H 2、H 2O 、H 2S 、CmHn 、O 2——燃料中气体相应成分体积分数(%). 3. 空气过剩系数及单位燃料实际空气供应量 空气消耗系数а=0 L 量单位燃料理论空气需要量单位燃料实际空气需要?L 在理想情况下，а=1即能达到完全燃烧，实际情况下，а必须大于1才能完全燃烧。а＜1显然属不完全燃烧。 а值确定后，则单位实际空气需要量L а可由下式求得： L 0g =аgL 0 以上计算未考虑空气中所含水分 4. 燃烧产物量 a.单位质量固体和液体燃料理论燃烧产物量(m 3/kg) 当а=1时， V 0=0.7L 0+(1.867C+++1.244M+式中 M ——燃料中水分（%）。 b.单位燃料实际燃烧产物量（m 3/kg ） 当a ＞1时，按下式计算： 干空气时，V a =V 0+(a-1)L 0 气体燃料 (2)单位燃料生成湿气量 ?V =1+α0L －[+－(4 n －1) C m H n ] (标米3/公斤) （2-14） （3）单位干燃料生成气量 g V ?=1+α0L －[+－(4n －1) C m H n +2 n C m H n ） (标米3/公斤) （2-15） d.标态下单位体积气体燃料燃烧产物生成量（m 3/m 3） 当a=1时，各气体成分量
过剩空气系数的计算方法 引言 在燃气燃烧产物（烟气）的计算工作中，过剩空气系数的计算是经常遇到的。一般用于以下两方面：一为在控制燃烧过程中，需要检测燃烧过程中的过剩空气系数，防止过剩空气变化而引起的热效率的降低,以及燃烧工况的恶化。 一为在检测燃气燃烧设备的烟气中的有害物质时，需要根据烟气样中氧含量或二氧化碳含量确定过剩空气系数，从而折算成过剩空气系数为1时的有害物含量。 为了简化计算，通常是采用近似的计算公式。但是这些近似公式都有一定的设定条件。不考虑设定条件，盲目地使用近似公式，往往会引起较大的偏差，甚至于出现错误。这也是在检测工作中经常发现数字矛盾的原因之一。为了减少读者的查阅资料的时间，本文适当地重复过去推导的公式，强调的是近似公式的使用条件以及应用时应该考虑的问题。最后提出两个比较精确的过剩空气计算公式，供有关人士参考。 For personal use only in study and research; not for commercial use 一.根据燃烧产物的成分计算过剩空气系数 本文讨论的主要是完全燃烧情况下的过剩空气系数。 这里的完全燃烧是指燃烧产物中未完全燃烧成分很低，例如CO与NO X含量属于ppm级。在计算燃烧产物成分时可以不计入这些未完全燃烧成分。 For personal use only in study and research; not for commercial use 1.过剩空气的来源 在完全燃烧条件下，燃烧产物中有过剩空气，来源于两个情况。一为在燃烧过程中混入过多空气，使燃烧后燃烧产物中有过剩的空气；另一为根据分析燃烧产物成分的需要抽取烟气样时，混入了周围的空气。 在燃烧以前混入过多的空气，会增加热损失，降低热效率；混入的空气过少（过剩空气系数小于1）也会恶化燃烧，造成污染环境与能源浪费。为此在运行过程中需要根据烟气样中的成分计算过剩空气系数。从而做出调整燃烧工况的措施。 For personal use only in study and research; not for commercial use 在燃烧以后混入周围的空气大多数是在抽取烟气样时发生的。为了消除多余空气对烟气样中成分的影响，需要折算到没有多余空气时（过剩空气系数=1）烟气样的成分。这也需要计算过剩空气系数。
第一章 燃气的燃烧计算 根据烟气中 O 2 含量计算过剩空气系数 燃烧：气体燃料中的可燃成分（ H 2、 C m H n 、CO 、 H 2S 等）在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用，并产生 a 20.9 20.9 2 ' O 大量的热和光的物理化学反应过程称为燃烧。 O 2′--- 烟气样中的氧的容积成分 燃烧必须具备的条件：比例混合、具备一定的能量、 （2）根据烟气中 C O 2 含量计算过剩空气系数 具备反应时间 3 热值:1Nm 燃气完全燃烧所放出的热量称为该燃气的热 3 值，单位是 kJ/Nm 。对于液化石油气也可用 kJ/kg 。 a CO 2 m ' CO 2 CO 2m ——当 ＝1 时，干燃烧产物中 C O 2 含量， %； 高热值是指 1m 3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原 3 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原 C O 2′——实际干燃烧产物中 CO2含量， %。 1.4 个燃烧温度定义及计算公式 始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出 的热量。 热量计温度：一定比例的燃气和空气进入炉内燃烧， 3 低热值是指 1m 燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始 它们带入的热量包括两部分：其一是由燃气、空气带 入的物理热量 ( 燃气和空气的热焓 ) ；其二是燃气的化 温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热 量。 学热量 ( 热值) 。如果燃烧过程在绝热条件下进行，这 3 一般焦炉煤气的低热值大约为 16000—17000KJ/m 3 天然气的低热值是 36000—46000 KJ/m 3 液化石油气的低热值是 88000—120000KJ/m 两部分热量全部用于加热烟气本身，则烟气所能达到 的温度称为热量计温度。 燃烧热量温度：如果不计参加燃烧反应的燃气和空气 按 1KCAL=4.1868KJ 计算： 的物理热，即 t a ＝t g ＝o ，并假设 a ＝1．则所得的烟气 3 焦炉煤气的低热值约为 3800—4060KCal/m 3 天然气的低热值是 8600—11000KCal/m 3 液化石油气的低热值是 21000—286000KCal/m 温度称为燃烧热量温度。 理论燃烧温度：将由 C O 2H O 2 在高温下分解的热损失和发 生不完全燃烧损失的热量考虑在内，则所求得的烟气 温度称为理论燃烧温度 t th 热值的计算 热值可以直接用热量计测定，也可以由各单一气体的 实际燃烧温度： 热值根据混合法则按下式进行计算： 理论空气需要量 2. 影响燃烧温度的因素 每立方米 或公斤 燃气按燃烧反应计量方程式完全 ( ) 热值：一般 说来，理论燃烧温度随燃气低热值 的增 H l 3 3 3 /m /kg 。它是燃气 燃烧所需的空气量，单位为 或 m m 大而增大 . 完全燃烧所需的最小空气量。 过剩空气系数 : 实际供给的空气量 v 与理论空气需要量 v 0 之比称为过剩空气系数。 过剩空气系数：燃烧区的过剩空气系数太小时，由于 燃烧不完全，不完全燃烧热损失增大，使理论燃 烧温度降低。若过剩空气系数太大，则增加了燃烧产 物的数量，使燃烧温度也降低 燃气和空气的初始温度：预热空气或燃气可加大空气
燃气燃烧所需空气量及燃烧产物 燃气的燃烧计算，是按照燃气中可燃成分与氧进行化学反应的反应方程式，根据物质平衡和热量平衡的原理，来确定燃烧反应的诸参数，包括：燃烧所需要的空气量、燃烧产物的生成量及成分、燃烧完全程度、燃烧温度和烟气焓。这些参数是燃气燃烧设备设计、热工管理必要的数据，也是评定生产操作、提高热效率、进行传热和空气动力计算不可缺少的依据。 考虑到燃气、空气和燃烧产物各组成所处的状态，可以相当精确地把它们当作理想气体来处理。所以，燃烧计算中气体的体积都按标准状态(0℃、101325Pa)计算，其摩尔体积均为22．4L，计算基准可以用1m3的湿燃气，也可以用1m3干燃气。必须注意的是，后者还要带入所含的饱和水汽量，这就是大多数场合下所使用的基准——含有1m3干燃气的湿燃气。 确定燃气燃烧所需空气量和燃烧产物量，属于燃烧计算的物料平衡的内容。一、空气需要量 (一)理论空气需要量V0 V0是指1m3燃气按燃烧反应方程式完全燃烧所需要供给的空气量，m3空气／m3干燃气，它是燃气完全燃烧所需的最小空气量。 V0的计算方法为，先按照燃烧反应方程式和燃烧计算的氧化剂条件(假设干空气体积仅由21％的氧和79％的氮组成)，确定燃烧所需的理论氧气量，然后换算成理论空气需要量。
从单一可燃气体着手。例如，CO的燃烧反应方程式，连同随氧带入的氮，可表示为 CO+0．502+3．76×0．5N2=C02+1．88N2 上式表明，1m3的C0完全燃烧，理论需氧量为0．5m3，随氧带入的氮量为1．88m3，相当的理论空气需要量是0．5/0．21=2.38m3。 对气态重碳氢化合物CmHn，燃烧反应方程式为 CmHn+(m+n/4)O2+3．76(m+n/4)N2 =mC02+ (n／2)H20+3．76(m+n／4)N2 (1—1) 也清楚地表明，1m3的CmHn完全燃烧，需要(m+n／4)m3的理论氧，同时带入3．76(m+n／4)m3的氮，故理论空气需要量为 (m+n／4)／0．21=4．76(m+n／4)m3。以此类推，对组成为ψ(CO)+ψ(H2)+ψ(CH4)+ψ(CmHn)+ψ(H2S)+ψ(N2)+ψ(02)=100％的1m3干燃气，需要的理论氧量，用符号V(O2)O表示为： V(O2)O=O．01[0．5ψ(CO)+0．5ψ(H2)+2ψ(CH4)+∑(m+n／4)ψ(CmHn)+1．5ψ(H2S)-ψ(02)]m3 (1—2) 需要的理论空气量为： V0=1／21[0．5ψ(CO)+0．5ψ(H2)+2ψ(CH4)+∑(m+n／4)ψ(CmHn)+1．5ψ(H2S)-ψ(02)]m3 (1—3) 显然，V0完全取决于
燃气热值 燃烧一定体积或质量的燃气所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。其常用单位有千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3）最为常用。 目录 1、燃气热值 ?简介 ?常用单位 ?分类 2、热值小知识 ?卡路里和焦耳的换算 ?热值比较 ?热值公式 3、煤气热值计算 1、燃气热值 简介 燃烧一定体积或质量的燃气完全燃烧所能放出的热量称为燃气的发热量，也称为燃气的热值。 完全燃烧是指燃烧产物为二氧化碳和水等不能再进行燃烧的稳定物质。 常用单位 其常用单位:有千卡/标准立方米（kcal/Nm3）、千焦耳/标准立方米（KJ/Nm3）或兆卡/标准立方米（Mcal/Nm3）、兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3），以兆焦耳/标准立方米（MJ/Nm3）最为常用。 分类
燃气热值分为高位热值和低位热值： 1）高位热值是指规定量的气体完全燃烧，所生成的水蒸汽完全冷凝成水而释放出的热量。 2）低位热值是指规定量的气体完全燃烧，燃烧产物的温度与天燃气初始温度相同，所生成的水蒸汽保持气相，而释放出的热量。 燃气的高、低位热值通常相差为10%左右。燃气燃烧时要产生水蒸气，这些水蒸气要冷却到燃烧前的燃气温度时，不但要放出温差间的热量，而且要放出水蒸气的冷凝热，所以，高位热值减去水蒸气的冷凝热就是低位热值。在实际燃烧时，水蒸气并没有冷凝，冷凝热得不到利用，这是影响通过实验的形式测定热值的重要因素。 日本和大多数北美国家习惯于使用燃气的高位热值，我国和大多数欧洲国家习惯于用低位热值。 燃气热值理论上可以用于所有的可燃气体，但实际上更多地用于人工煤气、天然气和管道液化石油气领域，是城市燃气分析中的重要指标。随着西气东输工程的快速拓展，燃气热值指标也正在成为重要的民生指标。 2、热值小知识 卡路里和焦耳的换算 1卡（cal）=4.1868焦耳（J） 1大卡=4186.75焦耳（J） 1大卡=1000卡=4200焦耳=0.0042兆焦。 1度=1千瓦时。根据W=Pt=1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3600000焦耳。 热值比较 1公斤液化气燃烧热值为:10800-11000大卡 1立方米天然气热值:8000-9000大卡 1度电的热值是:860大卡 1立方米的煤气热值:7110-7350大卡
空气量及烟气量计算 锅炉信息网 https://www.doczj.com/doc/3b16360141.html, 燃烧计算的理论公式 燃烧计算的理论公式如下所示： 公式中，每个数据均按每1公斤垃圾的重量（kg/kg.R ）, 每1公斤垃圾的热值（kJ/kg.R ）来表达，而烟气量按湿烟气。 ■ 理论空气量；Lmin Lmin = (1÷0.2319)×(32÷12×C ’＋16÷2×h ’－O ’＋S) kg/kg R 式中： 0.23192 = 空气中氧气的重量比? ? ? ?? ??1.29322.4132 0.21 ＝ C` = 垃圾中含碳量C －灼烧损失含碳量Cu O` = 垃圾中含氧量O －灼烧损失含氧量Ou Cu = （灰分）×（灰分的灼烧损失） ÷(1－灰分灼烧损失) ×（灼烧损失中的碳比率） Ou = （灰分）×（灰分的灼烧损失） ÷(1－ 灰分灼烧损失) ×（灼烧损失中的氧比率） 灼烧损失中的碳比率/灼烧损失中的氧比率 = 1/1 h` = 垃圾中含氢量h －垃圾中氯量Cl ÷35.5 S = 垃圾中含硫量
■ 实际空气量；L L = (1＋H)×(λ×Lmin) kg/kgR 式中： λ= 不包括漏风的过量空气系数 H = 绝对湿度（kg-H 2O/kg-干空气） ■ 实际空气容积；Va Va = L ÷γ a Nm 3/kgR 式中：Υa = 空气密度 = 1.293????? ? ? ?? ++?3 kg/Nm 1822.411.293H 1H) (11.293＝ ■ 一次风量；Lu 和二次风量；Lo Lu = 0.75×L kg/kgR Lo = 0.25×L kg/kgR ■ 理论烟气量；Ggmin Ggmin = (1－0.2319)×Lmin ＋44÷12×C ’＋18÷2×h ＋64÷32×S kg/kgR
随着城市对生活垃圾处理要求的不断提高，作为垃圾处置的手段之一——垃圾焚烧处理逐渐被一些城市采用，垃圾焚烧具有选址容易，占地面积小，资源化、无害化、减量化程度较高的优点，但是垃圾焚烧技术要求高、烟气处理要求严格，对垃圾燃烧温度一般要求控制在850℃以上，从而使垃圾燃烧较彻底并防止二恶英的产生；而垃圾燃烧的关键是对燃烧空气量的调整。我们以上海浦东国际机场的垃圾焚烧炉为例，对垃圾焚烧炉的燃烧风量进行测算。 1上海浦东机场垃圾焚烧流程 上海浦东国际机场的垃圾焚烧炉采用日本月岛机械株式会社提供的回转式垃圾焚烧炉，设计垃圾处理量为30t/d，主要处理上海浦东国际机场的航空垃圾，其工艺流程如图1。 图1上海浦东机场垃圾焚烧工艺流程 航空垃圾水分、可燃分、灰分、元素含量及垃圾发热量见表2。 3燃烧过程计算 燃料燃烧发热量的近似计算，可采用杜隆经验公式，其公式表示为： 高位发热量：HHV=33858C＋142120(H－O/8)＋10450S，(kJ/kg)。 低位发热量：LHV=33858C＋119548H－17765O＋10450S－2508W，(kJ/kg)。 其中C、H、O、S为燃料中各成分的百分比，W为燃料的水百分比。 助燃燃油 助燃燃油采用0#柴油，其组成成分见表3。 其发热量： HHV=33858C＋142120(H－O/8)＋10450S=33858×＋142120－8)+10450×=(kJ/kg)。 LHV=33858C+119548H－17765O+10450S—2508W=33858×+119548×－+10450×—2508×0=(kJ/kg)。 表2垃圾水分、可燃分、灰分、元素含量及垃圾发热量(％，除低位发热量外) 表30#柴油的组成成分(％) 理论空气量 100kg0#柴油组成成分： C：86kg，H：11kg，O：1kg，S：2kg。 其反应过程需氧量： C+O2→CO2，86/12=； 2H2+O2→2H2O，11/(2×2)=； S+O2→SO2，2/32=； O2，1/32=。 100kg燃料总需氧量O2=++。 空气中O2含量占21％、N2为79％(体积分数)，100kg燃料总需空气量==。 1kmol=，1kg0#柴油所需空气量：×100=。 空气比 过剩空气系数m为～， m=时，空气量=×=kg燃料； m=时，空气量=×=kg燃料；
天然气燃烧产生污染物计算方法（非常实用） 天然气燃烧产生污染物计算方法为保护环境，建设生态文明，国家鼓 励使用天然气代替燃煤，但使用天然气仍会排放污染物，应当征收排污费。本文循着“污染物排放量二废气量X污染物浓度”这一计算公式，来探讨如何征收天然气锅炉的排污费。 一、废气量 根据《排污申报登记实用手册》231页举例计算，1m3天然气完全燃烧产生的废气量为10.89m 3。 实际天然气燃烧时产生的废气，与天然气成分，完全燃烧的比例等都有关系，但通常认为废气量为天然气量的10-11倍。取10倍最好计算，但取10.5倍似乎更为合理。 例：1万m3天然气，燃烧后的废气量即为10.5万m3。 二、主要污染物 （一）二氧化硫 天然气中含有硫化氢（H2S）,国家规定其出厂含量不能超过0.01% 天然气中硫化氢燃烧时，会生成等体积二氧化硫（SO2 ）。 《排污申报登记实用手册》231页举例计算，当硫化氢含量为 0.0052%时，每万m3天然气产生二氧化硫为1.5kg。 李先瑞、韩有朋、赵振农合著《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化硫约为1.0kg
天然气燃烧产生的二氧化硫，与天然气中所含硫化氢比例关系最大，在没有检测数据支撑时，二氧化硫浓度为确定为10-15mg/m 3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为100mg/m 3。 （二）氮氧化物《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生二氧化氮约为6.3kg 。 按这一数据，氮氧化物浓度约为60mg/m 3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为400mg/m 3。 （三）烟尘天然气是清洁能源，烟尘产生量少，但也不能说没有。 《煤、天然气燃烧的污染物产生系数》一文中指出，每万m3天然气燃烧产生烟尘约为2.4kg 。 按这一数据，烟尘浓度约为20-25mg/m 3。 《锅炉大气污染物排放标准》规定，燃气锅炉二氧化硫最高允许排放浓度为50mg/m 3。 （四）其他污染物 经过计算，天然气燃烧后产生的其他污染物排放当量都更低，本文不再论证。按照《排污收费征收管理条例》，这些污染因子不予征收排污费。 三、征收标准 将上述三个污染因子按低限代入《排污费征收核定表》，则每万立方
烟气量计算公式 Revised by Jack on December 14,2020
燃料空气需要量及燃烧产物量的计算 所有理论计算均按燃料中可燃物质化学当量反应式，在标准状态下进行，1kmol 反应物质或生成物质的体积按22.4m 3计，空气中氧和氮的容积比为21:79，空气密度为 1.293kg/m 3。 理论计算中空气量按干空气计算。燃料按单位燃料量计算，即固体、液体燃料以1kg 计算，气体燃料以标准状态下的1m 3计算。 单位燃料燃烧需要理论干空气量表示为L 0 g ，实际燃烧过程中供应干空气量表示为Ln g ； 单位燃料燃烧理论烟气量表示为V 0，实际燃烧过程中产生烟气量表示为Vn; 单位燃料燃烧理论干烟气量表示为V 0g ，实际燃烧过程中产生干烟气量表示为Vn g ; 一、通过已知燃料成分计算 1. 单位质量固体燃料和液体燃料的理论空气需要量（m 3 /kg ） L 0=（8.89C ＋＋－）×10﹣2式中的C 、H 、O 、S ——燃料中收到基碳、氢、氧、硫的质量分数%。 2. 标态下单位体积气体燃料的理论空气需要量（m 3/m 3） L 0=?? ????-+??? ??+++∑2222342121O S H?CmHn n m H CO ×10﹣2式中CO 、H 2、H 2O 、H 2S 、CmHn 、O 2——燃料中气体相应成分体积分数(%). 3. 空气过剩系数及单位燃料实际空气供应量 空气消耗系数а=0 L 量单位燃料理论空气需要量单位燃料实际空气需要?L 在理想情况下，а=1即能达到完全燃烧，实际情况下，а必须大于1才能完全燃烧。а＜1显然属不完全燃烧。