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)
天然气及其燃烧产物成分的毒害 人们都说天然气使清洁燃料，是指天然气燃烧了的排气中对环境有污染的物质比其他化石燃料少，并非说天然气燃烧不排放对环境有污染的物质。尤其在家庭住宅利用天然气时，烟气直接排在室内，其中一些物质对人体有毒害，必须限制在允许的程度以下。 （1）天然气 输送到城市的天然气都经过处理加工，脱除不利于管网输气，配气和稳定燃烧以及有害人体的物质。天然气主要成分为甲烷，还有少量乙烷，丙烷，丁烷和非烃组分。甲烷对人生理上并非毒物，泄漏到居室内会造成空气中氧浓度降低，空气中甲烷含量达10％时，会使人体窒息。重质烃对人体中枢神经有麻痹作用，空气中丙烷含量达10％时，人在其中停留2～3min就会昏迷，长时间停留会导致死亡。管道输送到城市的 天然气要求硫化物含量小于270mg/m3,其中H 2S含量小于20mg/m3（均按硫计）。硫化物燃烧变成SO 2 ，对人体有害。 （2）硫化氢 H 2S是具有令人生厌的臭鸡蛋气味的酸性气体，剧毒。空气中H 2 S浓度在0.197mg/m3时，人的嗅觉就可觉察出它的存在，但人体嗅觉易受 麻痹，习惯于H 2S的气味，长时间处于这浓度或稍高一些浓度范围的人们往往不引起注意。当空气中H 2 S浓度增加到310 mg/m3时，人体的眼， 鼻，口腔粘膜会受到强烈刺激，引起流泪，呕吐，头痛。当空气中H 2 S浓度达到1.54~4062g/ m3时就会发生昏迷，死亡。 （3）一氧化碳 CO是无色无味的有毒气体，天然气燃烧不完全时烟气中含有CO，它通过呼吸进入人体与血液中的血红蛋白结合，阻碍血红蛋白对氧的结合使人体缺氧，发生窒息。空气中不同CO含量（体积分数）对人体的危害如表7－41 表7－41 空气中不同CO含量对人体的危害 （4）氮氧化物 NO X 是烟气中主要有害成分之一，它对环境的污染和对人体的危害近几十年来逐渐被人们所认识并引起极大关注。燃烧产生的NO X 主要是N O和NO 2 ,其中NO占了90％以上。 NO是无色，无臭，有毒的气体，它与人体血液中血红蛋白的结合能力比CO高数百倍，人们在高NO X 含量的空气中停留会因为缺氧出现中 枢神经麻痹症状。此外，NO还有致癌作用，对细胞分裂和遗传信息传递有不良影响。NO在空气中会部分氧化成NO 2 。 NO 2为红棕色有刺激性的气体，其毒性为NO的4～5倍。NO 2 与CO共存时会加剧NO 2 的危害。NO 2 与烃在紫外线作用下会生成强氧化性物质的 光化学烟雾，毒性更强，刺激人体的眼，鼻及伤害植物。空气中不同含量（体积分数）的NO X 对人体的毒害如表7－42。 表7－42 空气中不同NO X 含量对人体的危害
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
压缩空气用气量计算 压缩空气用气量计算 压缩空气理论――状态及气量 1、标准状态 标准状态的定义是：空气吸入压力为0.1MPa，温度为15.6℃（国内行业定义是0℃）的状态下提供给用户系统的空气的容积。如果需要用标准状态，来反映考虑实际的操作条件，诸如海拔高度、温度和相对湿度则将应实际吸入状态转换成标准状态。 2、常态空气 规定压力为0.1MPa、温度为20℃、相对湿度为36％状态下的空气为常态空气。常态空气与标准空气不同在于温度并含有水分。当空气中有水气，一旦把水气分离掉，气量将有所降低。 3、吸入状态 压缩机进口状态下的空气。 4、海拔高度 按海平面垂直向上衡量，海拔只不过是指海平面以上的高度。海拔在压缩机工程方面占有重要因素，因为在海拔高度越高,空气变得越稀薄，绝对压力变得越低。既然在海拔上的空气比较稀薄，那么电动机的冷却效果就比较差，这使得标准电动机只能局限在一定的海拔高度内运行。EP200 标准机组的最大容许运行海拔高度为2286米。 5、影响排气量的因素： Pj、Tj、海拔高度、n、V余、泄漏等。 6、海拔高度对压缩机的影响： （1）、海拔越高，空气越稀薄，绝压越低，压比越高，Nd越大； （2）、海拔越高，冷却效果越差，电机温升越大； （3）、海拔越高，空气越稀薄，柴油机的油气比越大，N越小。 7、容积流量 容积流量是指在单位时间内压缩机吸入标准状态下空气的流量。用单位：M3/min (立方米/分)表示。标方用N M3/min表示。 1CFM=0.02832 M3/min, 或者1 M3/min=35.311CFM, S--标准状态，A--实际状态 8、余隙容积 余隙容积是指正排量容积式（往复或螺杆）压缩机冲程终端留下的容积，此容积的压缩空气经膨胀后返回到吸入口，并对容积系数产生巨大的影响。 9、负载系数
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）
锅炉燃煤所需理论空气量和烟气中水蒸气量的计算 盛益平 (杭州半山发电有限公司，浙江杭州 310015) 摘要：介绍了锅炉燃煤所需理论空气量和烟气中水蒸气量的计算公式及推导过程，认为按总空气量的水分计算，烟气中的水蒸气更符合实际，精度高。 关键词：燃煤锅炉；烟气；水蒸气量；理论空气量 Calculations of Theoretical Combustion Air Demand and Steam Vapour Amount in Flue-gas of Coal-fired Boiler Abstract：This paper introduces the calculating formulas and their derivation process for theoretical combustion air demand and steam vapour content in flue-gas.The author believes that the calculated steam vapour content in flue-gas based on moisture in total air amount is more realistic and in higher accuracy. Keywords：coal-fired boiler；flue-gas；steam vapour amount；theoretical combustion air demand 烟气是燃料燃烧后的产物，燃料在锅炉内燃烧时，需经过一系列的化学变化，燃烧的实质是燃料与氧气发生化学反应并生成烟气。在现代大型火力发电厂中，煤粉燃烧所用的O 2 直接来源于空气，为保证充分燃烧，进入炉膛的空气都是过 剩的。烟气的主要成分有N 2、O 2 、SO 2 、CO 2 、水蒸气，还有少量的CO，SO 3 、H 2 、 CH 4 和其它碳氢化合物。 N2主要来自于空气，煤中也含有少量的氮；O2来源于过剩空气；CO2、SO2和SO3主要是煤中的碳元素、硫元素与氧化合的生成物。另外，过剩空气中也有少量的 CO 2 。水蒸气，一部分是煤中氢元素与氧反应的生成物，而另一部分是原煤中水 分的蒸发，还有一小部分是随空气带入的。CO、CH 4、H 2 和其它碳氢化合物是由 于煤的不完全燃烧造成的。SO 3 3的生成是很少量的。在锅炉正常燃烧情况下形成 的烟气中，CO、CH 4、H 2 和其它碳氢化合物以及SO 3 的含量很少，在除尘器的一般 工业试验研究中常常被忽略或者只考虑CO。 1火电厂环境统计软件中关于水蒸气的计算公式 在火电厂环境统计软件指标解释一节中，水蒸气的计算公式为： 式中B i ——每台锅炉年平均负荷下1h燃原煤量，t/h； H ar——燃煤收到基氢分； W ar——燃煤收到基水分； α——除尘器出口过剩空气系数；
A、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 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。 B、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。 B、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 三、烟气氮容积计算 V2=0.79L+N/100 四、水蒸气容积计算 V3=0.01(H2+H2S+∑n/2CmHn-O2+0.124d)+0.0161L 五、烟气量计算 V=V1+V2+V3+(a-1)L 按上述公式计算，一立方米天然气完全燃烧产生11标立方米干烟气量。
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
理论烟气量的计算方法及常规数据 2007-09-12 13:44 发个环评中实用的一个帖子，也许对专业人员有用！ 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]
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：
天然气市场用气量预测公式 一、相关换算数值 （一）1方天然气相当于1.1升汽油 （二）一吨柴油相当于1134方天然气 （三）一吨重油相当于1080方天然气 （四）一吨石油液化气相当于1160方天然气 （五）一吨煤相当于740方天然气（煤的热值为7000大卡）（六）新疆天然气热值一般在8500-9000大卡不等 二、民用气用气量测算公式 （一）已知市场用量测算（已有市场深度开发） 1、商服用气量测算公式 （1）餐饮用气量测算公式： A、职工食堂用气量测算公式：人数×0.09方/人=日用气量×年用气量天数=年用气量； B、酒店餐饮日均用气量测算公式（住宿）：酒店床位数（人）×入住率×0.09方/人（设计院提供三餐）=日均用气量×年用气量天数=年用气量； C、餐厅日均用气量测算公式（对外营业）：客流量（人次）×0.03方/人（设计院提供一餐）=日均用气量×年用气量天数=年用气量。 （2）洗浴业用气量测算公式： 客流量（人次）×0.09方/人=日均用气量×年用气量天数=年用气量。 2、居民用气量测算公式 居民用气量测算公式：户数×0.4方/户=日用气量×年用气量天
数=年用气量。 3、民用气用气量测算公式 民用气用气量=商服用气+居民用气。 （二）未知市场用量测算（新市场开发） 1、数据来源：各地统计局，各年度《统计年鉴》 2、历史人口增长率 （1）历史人口：《统计年鉴》三-五年人口数据 （2）在计算出个年人口环比的情况下，求出三-五年人口环比平均自然增长率 （3）历史城镇人口：《统计年鉴》三-五年人口数据 （4）历史城镇人口环比增长率：由《统计年鉴》三-五年人口数据中，计算出平均人口环比增长率 3、未来若干年人口增长预测 （1）当年人口数量=上一年人口数量×历史人口环比平均自然增长率+上一年人口数量（以此类推） （2）当年城镇人口数量=上一年城镇人口数量×历史城镇人口环比平均自然增长率+上一年城镇人口数量（以此类推） （3）居民户数测算=当年城镇人口数量÷单户均平人口数（《统计年鉴》） 4、民用气预测 （1）居民用气市场容量预测： 居民用气市场容量=居民户数×0.4方/户×80%（开发率，根据城市规模、居民居住集中度、楼房与平房比率确定，一般按80%计算较为适宜，在分年度计算时，请把握年度开发梯度）
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
数据： 1立方米【天然气】燃烧排放1 立方米【二氧化碳】。 排放0.2258 立方米【一氧化碳】。 产生11.29 立方米【烟气量】。 1立方米【天然气】相当于1.489kg【煤炭】。 1kg 煤炭】燃烧排放 1.578立方米（3.12kg）【二氧化 碳】。 1kg 煤炭】燃烧排放0.24立方米（0.3kg）【一氧化 碳】。 1kg 煤炭】燃烧排放0.0069立方米（0.02kg）【二氧化 硫】。 1kg 煤炭】燃烧产生0.3kg【炭 渣】。 1kg 煤炭】燃烧产生0.2kg 【飞 灰】。 1kg 煤炭】燃烧产生12 立方米【烟气量】。 每使用1 立方米【天然气】相比使用【煤炭】少排放1.349 立方米【二氧化碳】少排放0.13156 立方米【一氧化碳】少排放0.0102 立方米【二氧化硫】少排放0.4467kg【炭渣】少排放0.2978kg【飞灰】 化石燃料燃烧产物 煤炭、天然气等化石燃料在排放的燃烧产物中主要是水和二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等。
一）、水 水是无污染的，燃烧时作为水蒸气散发到大气中。 氧化碳 二氧化碳是造成全球温室效应的罪魁祸首，科学家已证实，燃烧化石能源是造成二氧化碳急剧增加的主要因素。在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然气最低。同时二氧化碳对人体有麻痹作用，空气中二氧化碳含量高时会使人窒息。 三）、一氧化碳 一氧化碳是无色无味的有毒气体，煤炭、天然气等化石燃料燃烧不完全时烟气中含有一氧化碳，它通过呼吸进入人体与血液中的血红蛋白结合，阻碍血红蛋白对氧的结合使人体缺氧，发生窒息。 四）、二氧化硫 煤中少量的硫燃烧会产生二氧化硫，二氧化硫会刺激人的咽、粘膜和眼睛，造成人体不适，并且腐蚀管道和锅灶，同时又是形成酸雨的主要因素。燃油在燃烧时也会产生少量二氧化硫。因此，从污染物排放方面进行比较，煤炭排放最高，燃油次之，天然气最少。 五）、烟尘（飞灰） 煤炭燃烧排放的烟尘（飞灰），严重污染大气，增加大气中的悬 浮颗粒物，长期大量吸入煤炭烟尘会使人呼吸器官受损，诱发尘肺、肺癌等疾病。大气烟尘中的化学性污染物，还可以降落到水体和土壤中以及农作物上，被农作物吸收和富集后，进而危害人体健康。 从大方面上说，逐步用天然气替代煤炭、燃油可以改善大气环境，减少大气中温室气体的含量，减少了大气中粉尘、二氧化硫等污染物的含量。从小方面上说，可以改善厨房工作环境，改善劳动条件。
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
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
数据： 1立方米【天然气】燃烧排放1立方米【二氧化碳】。 排放0.2258立方米【一氧化碳】。 产生11.29立方米【烟气量】。 1立方米【天然气】相当于1.489kg【煤炭】。 1kg【煤炭】燃烧排放1.578立方米（3.12kg）【二氧化碳】。1kg【煤炭】燃烧排放0.24立方米（0.3kg）【一氧化碳】。 1kg【煤炭】燃烧排放0.0069立方米（0.02kg）【二氧化硫】。1kg【煤炭】燃烧产生0.3kg【炭渣】。 1kg【煤炭】燃烧产生0.2kg【飞灰】。 1kg【煤炭】燃烧产生12立方米【烟气量】。 每使用1立方米【天然气】相比使用【煤炭】 少排放1.349立方米【二氧化碳】 少排放0.13156立方米【一氧化碳】 少排放0.0102立方米【二氧化硫】 少排放0.4467kg【炭渣】 少排放0.2978kg【飞灰】
化石燃料燃烧产物 煤炭、天然气等化石燃料在排放的燃烧产物中主要是水和二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等。 （一）、水 水是无污染的，燃烧时作为水蒸气散发到大气中。 （二）、二氧化碳 二氧化碳是造成全球温室效应的罪魁祸首，科学家已证实，燃烧化石能源是造成二氧化碳急剧增加的主要因素。在化石能源中，煤含碳量最高，石油次之，天然气最低。同时二氧化碳对人体有麻痹作用，空气中二氧化碳含量高时会使人窒息。 （三）、一氧化碳 一氧化碳是无色无味的有毒气体，煤炭、天然气等化石燃料燃烧不完全时烟气中含有一氧化碳，它通过呼吸进入人体与血液中的血红蛋白结合，阻碍血红蛋白对氧的结合使人体缺氧，发生窒息。 （四）、二氧化硫 煤中少量的硫燃烧会产生二氧化硫，二氧化硫会刺激人的咽、粘膜和眼睛，造成人体不适，并且腐蚀管道和锅灶，同时又是形成酸雨的主要因素。燃油在燃烧时也会产生少量二氧化硫。因此，从污染物排放方面进行比较，煤炭排放最高，燃油次之，天然气最少。 （五）、烟尘（飞灰） 煤炭燃烧排放的烟尘（飞灰），严重污染大气，增加大气中的悬
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；
摘要：影响垃圾焚烧的重要因素是对焚烧空气量的控制，从垃圾和助燃油的组分进行分析，依据其化学反应的过程进行测算，推算出垃圾焚烧时所需的风量。并对上海浦东机场垃圾焚烧炉的实际运行数据进行验证，结果：采用此方法计算垃圾焚烧空气量与实际运行情况相吻合。 关键词：垃圾焚烧；理论空气量；过剩空气系数 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。 3.1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=33858×0.86＋142120(0.11－0.01/8)+10450×0.02=44782.43(kJ/kg)。 LHV=33858C+119548H－17765O+10450S—2508W=33858×0.86+119548×0.11－177650.01+10450×0.02—2508×0=42654.81(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)
烟气热物理性质(烟气成份：R CO2=0.13；R H2O=0.11 ；R N2=0.76) 附：湿空气干、湿球温度对照表
水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克 天然气是一种无毒无色无味的气体，其主要成份是甲烷，天然气的低热值为34.91MJ/Nm3。天然气(甲烷)的密度在0℃,101.352Kpa时为0.7174Kg/Nm3,相对密度(设空气的密度为1)为0.5548，天然气约比空气轻一半，完全燃烧时,需要大量的空气助燃。1立方米天然气完全燃烧大约需要9.52立方米空气。如果燃烧不完全,会产生有毒气体一氧化碳，因而在燃气器具使用场所,必须保持空气流通。 在封闭空间内,天然气与空气混合后易燃、易爆、当空气中的天然气浓度达到5-15％时，遇到明火就会爆炸，因而一定要防止泄漏。 天然气的密度定义为单位体积气体的质量。在标准状况（101325Pa，15.55℃）下，天然气中主要烃类成分的密度为0.6773Kg/m3（甲烷）-3.0454Kg/m3（戊烷）。天然气混合物的密度一般为0.7-0.75Kg/m3，其中石油伴生气特别是油溶气的密度最高可达1.5Kg/m3甚至更大些。天然气的密度随重烃含量尤其是高碳数的重烃气含量增加而增大，亦随CO2和H2S的含量增加而增大。 天然气的相对密度是指在相同温度、压力条件下天然气密度与空气密度的比值，或者说在相同温度、压力下同体积天然气与空气质量之比。天然气烃类主要成分的相对密度为0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然气混合物一般在0.56-1.0之间，亦随重烃及CO2和H2S的含量增加而增大。 在标准状况下，天然气的比重与密度、相对比重与相对密度在数值上完全相同。天然气中常见组分的密度和相对密度值如表所示。 天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。但鉴于天然气的压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体积的1/200-1/300，压力效应远大于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度，一般可达150-250Kg/m3；凝析气的密度最大可达225-450Kg/m3。 天然气在地下的密度随温度的增加而减小，随压力的增加而加大。但鉴于天然气的压缩性极强，在气藏中，天然气的体积可缩小到地表体积的1/200-1/300，压力效应远大于温度效应，因此地下天然气的密度远大于地表温压下的密度，一般可达150-250Kg/m3；凝析气的密度最大可达225-450Kg/m3。 >>1 FD-10增效天然气 相对于激光、等离子等先进焊割技术的使用,氧—燃气火焰工艺以其投资少、易用性好等特点依然是国内外企业工业焊割特别是低碳钢焊割的主要选择。其中,氧—乙炔又是氧—燃气
燃料用量 窑炉引出量660t，单耗1300Kcal/kg，天然气热值8100Kcal/m3，石油焦热值8300Kcal/kg，石油焦替代50%天然气后用量： 燃料石油焦每天 用量t/d 天然气每天 用量 m3/d 93%氧气每天用量 m3/d 98%氧气每天用量 m3/d 50%石油焦 +50%天然气 51.686 52962 236169 224119 用纯天然气作为燃料：产生废气量 44000m3/h（原玻璃窑炉厂家提供） 用50%纯天然气作为燃料：产生废气量 22000m3/h 另外50%采用石油焦作为燃料 石油焦每天用量51.686t/d 每小时耗量：51686/24=2154kg/h 石油焦粉成分：碳含量约89%，H、O占5%，硫含量3.5%，挥发分20%. 其中碳：2154×89%=1917kg/h 对应物质的量：1917×1000/12=1597500mol 氢：2154×5%=108kg/h 对应物质的量：108×1000/2=540000mol
硫：2154×3.5%=75.4kg/h，75.4×1000/64=11780mol 其他挥发分：20-5×2-3.5=6.5%：2154×6.5%=140kg/h、根据：C+O2=CO2 4H+O2=2H20 S+O2=SO2 产生CO2：1597500mol 产生H2O：540000mol/2=270000mol 产生SO2：11780mol 理想气体为22.4L/MOL 所以产生CO2：1597500×22.4/1000=35784Nm3/h 产生H2O：270000×22.4/1000=6048Nm3/h 产生SO2：11780×22.4/1000=263Nm3/h 所以产生标准烟气为：35784+6048+263=42000Nm3/h 总烟气量为22000+42000=64000Nm3/h 考虑5%的漏风系数 64000×1.05=67200Nm3/h 进入脱硫塔的烟气温度为150℃ 则实际烟气量为67200×（273+150）/273=104000m3/h