煤燃烧空气量和烟气量的计算
燃煤锅炉烟气量、烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量计算公式(根据《环境统计手册》)
烟尘排放量
SO2排放量
Gd
B A dfh(1 ) 1 C fh
项目
符号
烟尘排放量
Gd
燃煤量
B
煤的灰份
A
烟气中烟尘占灰份量的百分数 d fh
烟尘中可燃物的含量
C fh
除尘效率
h
取值 5.08 3600 10% 15%
15% 92%
单位 t t / /
/ /
GSO2 1.6BS（1 S )
项目 二氧化硫排放量
燃煤量 煤中的含硫量
脱硫效率
放量计算公式（根据《环境统计手册》）
SO2排放量
氮氧化物（NOx）排放量
GSO2 1.6BS（1 S )
G NOX 1.63B（ n 10-6VyC NOX ）
符号 G SO 2
B S hs
取值 7.2 3600 0.50% 75%
单位 t t / /
项目 氮氧化物排放量
燃煤量 燃料氮向燃料型NO的转变率
燃料中氮的含量
1kg燃料生成的烟气量 燃烧时生成的温度型NO的浓度
符号 G NO X
B β n
Vy C NO X
取值 22.77 3600 25% 1.20%
9.38 93.8
量
10-6VyC NOX ）
单位 t t
Nm3/kg mg/ Nm3
燃煤锅炉烟气量、烟尘、二氧化
锅炉烟气量
Vy
1.04
Q
y L
4187
0.77 1.016（1
- 1）V0
项目 烟气排放量 燃料低位发热量 过剩空气系数 燃料理论空气量
符号 Vy Qy L α V0
Байду номын сангаас
燃料燃烧产生的废气量
煤燃烧产生的废气量
8.3～8.8Nm3/kg煤，环保部门案10 Nm3/kg煤。
每公斤C、H、S、N燃烧需要的氧量为：
煤中含有氧，计算时应扣除，其体积量为0.7×kg氧/kg煤
氧在空气中的体积位21%，求得需氧量后除以0.21即可得到需要的理论空气量V（Nm3），当已知煤的收到基低位发热量Q（kj/kg）, 理论空气量V，可用下式计算：
挥发份≮15% V = 0.251×Q/1000 ＋0.278
挥发份＜15% V = Q/4145 ＋0.606
实际烟气量V烟 = 1.04Q/4187＋0.77＋1.0161(β－1) V β=0.21/(0.21－O测)
O测——烟气中的含氧量（体积%）
例： 1kg煤
1、烟气体积：
①理论空气量：Vo=0.0899(Car+0.375 St,ar)+0.265 Har－0.0333 Oar (Nm3/kg)
②烟气容积：Vg=0.01866×(Car+0.375 St,ar)+0.79αV0+0.008 Nar+0.111Har+0.124Mar+0.0161αVo (Nm3/kg)
2、其次计算二氧化硫体积：Vso2=0.007Sar (Nm3/kg)
3、计算烟气中二氧化硫浓度Cso2=Vso2/Vg
其中：
Car——收到基碳量（%）
St,ar——收到基全硫份（%）
Har——收到基氢（%）
Oar——收到基氧（%）
Nar——收到基氮（%）
Mar——收到基水分（%）
Α——过量空气系数
如St,ar=0.41%，则计算时带入0.41；。
如果煤的含硫量为1％；燃烧后烟气中的SO2浓度2200-2400mg/Nm3来估算。
燃料燃烧、空气量、烟气量计算
污染物排放量的计算
例3 普通煤的元素分析如下：C 65.7％；灰分18.1％；S 1.7％；H 3.2；水 分 9.0％；O 2.3％。（含N量不计）试计算燃煤1kg所需要的理论空气量 和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）。 解：
元素 C S H H2O O
重量（g） 657 17 32 90 23
影响燃料燃烧的主要因素
燃烧过程及燃烧产物 完全燃烧：CO2、H2O
不完全燃烧： CO2、H2O & CO、黑烟及其他部分氧 化产物 如果燃料中含有S和N，则会生成SO2和NO 空气中的部分N可能被氧化成NO－热力型NOx
影响燃料燃烧的主要因素
燃料完全燃烧的条件（3T）
空气条件：提供充足的空气；但是空气量过大，会降低炉温， 增加热损失 温度条件（Temperature）：达到燃料的着火温度 时间条件（Time）：燃料在高温区停留时间应超过燃料燃烧所
a 实际空气量 (1 a )(O2 3.76 N 2) 1 a 理论空气量 O2 3.76 N 2
考虑过剩空气校正后，实际烟气体积：
V fg V fg Va0 ( 1)
0
污染物排放量的计算
例 2 ：某重油成分分析结果如下（按质量）： C 88.3%， H 9.5%， S
7322af烟气体积计算理论烟气体积理论烟气体积vfg0co2v干烟气干烟气so2n2vh2o燃料中燃料中h燃烧生成燃烧生成h2o燃料中燃料中h2ova0带入的带入的h2o烟气体积和密度的校正烟气体积和密度的校正转化为标态下273k1atm的体积和密度标准状态下的烟气体积标准状态下烟气的密度snnssnttppvvnssnsnttpppp烟气体积及污染物排放量计算烟气体积及污染物排放量计算v过剩空气校正过剩空气校正以碳在空气中的完全燃烧为例c十o2376n2c02376n2若空气过量则燃烧方程式变为c1ao21a3
煤烟气量计算
煤烟气量计算烧一吨煤，产生1600×S%千克SO2，1万立方米废气，产生200千克烟尘。
烧一吨柴油，排放2000×S％千克SO2，1.2万立米废气；排放1千克烟尘。
烧一吨重油，排放2000×S％千克SO2，1.6万立米废气；排放2千克烟尘。
大电厂，烟尘治理好，去除率超98%，烧一吨煤，排放烟尘3-5千克。
普通企业，有治理设施的，烧一吨煤，排放烟尘10-15千克；砖瓦生产，每万块产品排放40-80千克烟尘；12-18千克二氧化硫。
规模水泥厂，每吨水泥产品排放3-7千克粉尘；1千克二氧化硫。
乡镇小水泥厂，每吨水泥产品排放12-20千克粉尘；1千克二氧化硫。
物料衡算公式：1吨煤炭燃烧时产生的SO2量＝1600×S千克；S含硫率，一般0.6-1.5%。
若燃煤的含硫率为1%，则烧1吨煤排放16公斤SO2 。
1吨燃油燃烧时产生的SO2量＝2000×S千克；S含硫率，一般重油1.5-3%，柴油0.5-0.8%。
若含硫率为2%，燃烧1吨油排放40公斤SO2 。
排污系数：燃烧一吨煤，排放0.9-1.2万标立方米燃烧废气，电厂可取小值，其他小厂可取大值。
燃烧一吨油，排放1.2－1.6万标立方米废气，柴油取小值，重油取大值。
【城镇排水折算系数】0.7~0.9，即用水量的70-90%。
【生活污水排放系数】采用本地区的实测系数。
【生活污水中COD产生系数】60g/人.日。
也可用本地区的实测系数。
【生活污水中氨氮产生系数】7g/人.日。
也可用本地区的实测系数。
使用系数进行计算时，人口数一般指城镇人口数；在外来较多的地区，可用常住人口数或加上外来人口数。
【生活及其他烟尘排放量】按燃用民用型煤和原煤分别采用不同的系数计算：民用型煤：每吨型煤排放1~2公斤烟尘原煤：每吨原煤排放8~10公斤烟尘一、工业废气排放总量计算1.实测法当废气排放量有实测值时，采用下式计算：Q年= Q时× B年/B时/10000式中：Q年——全年废气排放量，万标m3/y；Q时——废气小时排放量，标m3/h；B年——全年燃料耗量（或熟料产量），kg/y；B时——在正常工况下每小时的燃料耗量（或熟料产量），kg/h。
燃煤锅炉灰渣、烟气量、烟尘、二氧化硫的计算
煤渣包括煤灰和炉渣，锅炉中煤粉燃烧产生的叫粉煤灰，炉膛中排出的灰渣称为炉渣。
（1）炉渣产生量：Glz= B×A×dlz/(1－Clz)式中：Glz——炉渣产生量，t/a；B——耗煤量，t/a；A——煤的灰份，20%；dlz——炉渣中的灰分占燃煤总灰分的百分数，取35%；Clz——炉渣可燃物含量，取20%（10-25%）；（2）煤灰产生量：Gfh= B×A×dfh×η/(1－Cfh)式中：Gfh——煤灰产生量，吨/年；B——耗煤量，800吨/年；A——煤的灰份，20%；dfh——烟尘中灰分占燃煤总灰分的百分比，取75%（煤粉炉75-85%）；dfh＝1-dlzη——除尘率；Cfh——煤灰中的可燃物含量，25%（15-45%）；注：1)煤粉悬燃炉Clz可取0-5%；C f取15%-45%，热电厂粉煤灰可取4%-8%。
Clz、Cfh也可根据锅炉热平衡资料选取或由分析室测试得出。
2)d fh值可根据锅炉平衡资料选取，也可查表得出。
当燃用焦结性烟煤、褐煤或煤泥时，d fh值可取低一些，燃用无烟煤时则取得高一点。
烟尘中的灰占煤灰之百分比（d fh）表1 煤的工业分析与元素分析表2 煤和矿化脱硫剂的筛分特征表3 煤的灰分成分全分析表一、烟气量的计算：0V －理论空气需求量（Nm 3/Kg 或Nm 3/Nm 3（气体燃料））； ar net Q ⋅－收到基低位发热量（kJ/kg 或kJ/Nm 3（气体燃料））； daf V －干燥无灰基挥发分（％）；V Y －烟气量（Ng 或Nm 3/m 3/KNm 3（气体燃料））；α－过剩空气系数, α=αα∆+0。
1、理论空气需求量daf V >15％的烟煤：278.01000Q 05.1arnet 0+⨯=⋅V daf V <15％的贫煤及无烟煤：61.04145Q arnet 0+=⋅V 劣质煤ar net Q ⋅<12560kJ/kg ：455.04145Q arnet 0+=⋅V 液体燃料：21000Q 85.0arnet 0+⨯=⋅V气体燃料，ar net Q ⋅<10468kJ/Nm 3：1000Q 209.0arnet 0⋅⨯=V 气体燃料，ar net Q ⋅>14655kJ/Nm 3：25.01000Q 260.0arnet 0-⨯=⋅V 2、实际烟气量的计算（1）固体燃料无烟煤、烟煤及贫煤：0arnet Y )1(0161.177.041871.04Q V V -++⋅α＝ar net Q ⋅<12560kJ/kg 的劣质煤：0arnet Y )1(0161.154.041871.04Q V V -++⋅α＝（2）液体燃料：0arnet Y )1(0161.141871.1Q V V -+⋅α＝（3）气体燃料：ar net Q ⋅<10468kJ/Nm 3时：0arnet Y )1(0161.10.141870.725Q V V -++⋅α＝ar net Q ⋅>14655kJ/Nm 3时：0arnet Y )1(0161.125.041871.14Q V V -+-⋅α＝炉膛过剩空气系数0α表（炉膛出口）煤粉炉：；CFB ：；CFB 垃圾混烧：；炉排垃圾锅炉：。
3.2燃烧计算
3.2.1.2基本概念
1．几个假设 （1）气体的体积都用标准状态（0℃、1atm） （2）计算涉及的气体都是理想气体（22.4Bm3/Kmol） （3）计算温度的基准点是0℃ （4）空气看成由氧气和氮气组成 体积比：O2：N2 ＝21：79 2、几个基本概念 （1）完全燃烧与不完全燃烧
已知燃料组成及烟气组成， 利用碳平衡（燃料中C＝烟气中C＋灰渣中C）可计算烟气量；
利用氮平衡（燃料中N2＋空气中N2＝烟气中N2)可计算空气量。
[例题4－5] 某倒焰窑所用煤的收到基组成为：
高温阶段在窑底处测定其干烟气组成为：
灰渣分析：含C17％，灰分83％
高温阶段小时烧煤量为400kg，计算该阶段每小时烟气生成量(Nm3) 及空气需要量(Nm3)
( 1)Va0 ( Bm 3 / kg )
气体燃料
Q net 〈12500KJ / Bm 3时： Va0 0.209Qnet,ar 1000 Va Va0 ( Bm 3 / kg ) VL 0.173Qnet,ar 1000 0.5 ( Bm 3 / kg )
1 ( 1)Va0 ( Bm 3 / kg )
理论空气量：
Va0 VO2
0
100 21
（2）实际空气量：
Va Va0
2 ．烟气量及烟气组成的计算 （1）理论烟气量 烟气中CO2含量来源于燃料中CO、CH4、CmHn 中碳的燃烧及气体燃料原有的CO2 ：
0 VCO CO2 CO CH 4 mCm H n 2
指单位燃料与理论空气进行完全燃烧生成的烟气（Bm3/Kg)。
CO 2 来源于碳燃烧，即VCO2
0
C ar 22.4 12 100
燃料燃烧、空气量、烟气量计算
元素 C
重量（g） 摩尔数（mol） 需氧量（mol）
855
71.25
71.25
H
113
56.5
28.25
S
10
0.31
0.31
O
20
0.625
—
N2
2
—
—
燃烧1kg重油所需要的氧气量为： 71.25 + 28.25 + 0.31 － 0.625 =99.185 （mol/kg）
则理论空气量Va0 =（3.78+1）×99.185×22.4/1000 = 10.62 （m3/kg）
气量和SO2在烟气中的浓度（以体积分数计）。
解：
元素
重量（g） 摩尔数（mol）需氧量（mol）
C
657
54.75
54.75
S
17
0.53
0.53
H
3216Leabharlann 8H2O90
5
0
O
23
0.72
-0.72
污染物排放量的计算
①理论空气量
Va 0
(54.75
0.53
8 0.72) 1000
4.76 22.4
所以实际烟气体积Vfg=V0fg + V0a(α-1) = 11.01+10.47×（1.2-1）= 13.10 m3N/kg
污染物排放量的计算
例3 普通煤的元素分析如下：C 65.7％；灰分18.1％；S 1.7％；H 3.2；
水分 9.0％；O 2.3％。（含N量不计）试计算燃煤1kg所需要的理论空
量时可以忽略； e)燃料中氮主要被转化成氮气N2； f）燃料的化学式设为CxHySzOw，其中下标x、y、z、w分别代
燃煤锅炉灰渣、烟气量、烟尘、二氧化硫的计算
根据环境统计手册煤渣包括煤灰和炉渣,锅炉中煤粉燃烧产生的叫粉煤灰，炉膛中排出的灰渣称为炉渣。
（1）炉渣产生量:Glz= B×A×dlz/(1－Clz）式中：Glz——炉渣产生量，t/a；B——耗煤量，t/a；A——煤的灰份,20%；dlz——炉渣中的灰分占燃煤总灰分的百分数，取35%；Clz——炉渣可燃物含量，取20％（10-25%）；(2）煤灰产生量：Gfh= B×A×dfh×η/(1－Cfh）式中：Gfh——煤灰产生量,吨/年；B—-耗煤量，800吨/年;A—-煤的灰份，20％;dfh-—烟尘中灰分占燃煤总灰分的百分比，取75%（煤粉炉75—85％）；dfh＝1-dlzη-—除尘率；Cfh--煤灰中的可燃物含量，25%（15—45％);注:1）煤粉悬燃炉Clz可取0—5%；C f取15%—45％，热电厂粉煤灰可取4%—8%。
Clz、Cfh也可根据锅炉热平衡资料选取或由分析室测试得出。
2）d fh值可根据锅炉平衡资料选取，也可查表得出.当燃用焦结性烟煤、褐煤或煤泥时，d fh值可取低一些，燃用无烟煤时则取得高一点.烟尘中的灰占煤灰之百分比(d fh)表1 煤的工业分析与元素分析表2 煤和矿化脱硫剂的筛分特征一、烟气量的计算：0V －理论空气需求量（Nm 3/Kg 或Nm 3/Nm 3（气体燃料））； ar net Q ⋅－收到基低位发热量（kJ/kg 或kJ/Nm 3（气体燃料））; daf V －干燥无灰基挥发分（％)；V Y －烟气量(Ng 或Nm 3/m 3/KNm 3（气体燃料））； α－过剩空气系数， α=αα∆+0.1、理论空气需求量daf V 〉15%的烟煤:278.01000Q 05.1arnet 0+⨯=⋅V daf V 〈15％的贫煤及无烟煤：61.04145Q arnet 0+=⋅V 劣质煤ar net Q ⋅〈12560kJ/kg ：455.04145Q arnet 0+=⋅V 液体燃料：21000Q 85.0arnet 0+⨯=⋅V 气体燃料，ar net Q ⋅〈10468kJ/Nm 3：1000Q 209.0arnet 0⋅⨯=V 气体燃料,ar net Q ⋅>14655kJ/Nm 3：25.01000Q 260.0arnet 0-⨯=⋅V 2、实际烟气量的计算（1)固体燃料无烟煤、烟煤及贫煤:0arnet Y )1(0161.177.041871.04Q V V -++⋅α＝ar net Q ⋅〈12560kJ/kg 的劣质煤：0arnet Y )1(0161.154.041871.04Q V V -++⋅α＝（2)液体燃料：0arnet Y )1(0161.141871.1Q V V -+⋅α＝（3）气体燃料：ar net Q ⋅<10468kJ/Nm 3时：0arnet Y )1(0161.10.141870.725Q V V -++⋅α＝ar net Q ⋅〉14655kJ/Nm 3时:0arnet Y )1(0161.125.041871.14Q V V -+-⋅α＝炉膛过剩空气系数α表1。
3.燃料燃烧解析
空气过剩系数
实际空气量：
实际供给的空气量 La 理论论空气L0
a的一些经验值： 气体燃料： 液体燃料： a＝1.05～1.15 a＝1.15～1.25
La aL0
块状固体燃料：a＝1.3～1.7 煤粉燃料： a＝1.1～1.3
2.气体燃料完全燃烧生成烟气量的计算 生成烟气的总体积应为各可燃组分燃烧生成物的体积、 燃料中的不可燃组分及燃烧所用空气带入氮的体积。
3.燃烧产物组成计算
CO2 %
CO CH 4 nCn H m CO2
Va
1 100 100%
m 1 H 2 CH C H H S H O 2 4 n m 2 2 2 100 100% H 2O% Va
SO2 %
t 20 4 4 a(t 20)
式中：a――温度修正系数，1/℃
3)固体燃料 固体燃料是由复杂的有机化合物组成的，其基本组 成元素有C、H、O、N、S，还有一些水分和灰分。 天然的固体燃料是煤，按其形成年代不同可分为泥 煤、褐煤、烟煤和无烟煤。
3.2 燃烧计算
燃烧计算的主要内容包括：一定量燃料燃烧所需要的空气 量、生成烟气量及燃烧温度的计算等。
煤燃烧空气量和烟气量的计算
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 39.68H 30.1 29.86 7.525N 8.8 0.629 0S 4.7 0.147 0.147O 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/Kg0.999 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：15.05SOx：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：4.986 Nm3/ Kg ×314. 15 t/h ×1000 =1566351.9 m3/h 三期实际烟气量为：V fg =V fg0 + （α- 1）* V a0=1566351.9 + 0.2 ×1495354=1865422.7 Nm3/h。
1燃料计算
1燃料计算1.1 确定理论空气量以1kg 煤燃烧为基础，则表1.1计算数据重量/g 摩尔数/mol 需氧分子数/mol生成物/mol C 705 58.75 58.75 58.75 H 40 20 10 20 S 15 0.47 0.47 0.47 W 80 4.44 0 O 30 0.94 －0.94 A120所以理论需氧量为： 58.75100.940.47068.28m o l k g +-++=煤 （1-1） 假定干空气中氮和氧的摩尔比为3.78，则1kg 煤完全燃烧所需要的理论空气量为：68.28 3.781326.38m o l k g ⨯（+）=煤 （1-2）即：03V 326.3822.4/10007.31/a N m kg =⨯=煤 （1-3）1.2 确定实际烟气量及烟尘、二氧化硫浓度在理论空气量0V a 的条件下，烟气组成（mol ）为： CO 2 58.75 H 2O 20+4.44SO 2 0.47 N 2 68.28×3.47理论烟气量为：58.75204.440.4768.28 3.78341.76/mol kg +⨯（+）++=煤 （1-4）即：03V 341.7622.4/10007.66/fg N m kg =⨯=煤 （1-5）已知空气过剩系数α=1.2，则实际烟气量为：03V V V (1)7.667.31(1.21)9.12/fg fg a Nm kg =+α-=+⨯-=煤（1-6）烟气中二氧化硫的质量 0.476430.0830080g mg ⨯== （1-7）烟气中二氧化硫的浓度23300803298.25/9.12so N mg m ρ== （1-8） 已知飞灰率为34%，则进入烟气的灰分质量为：1200.3440.8/g kg ⨯=煤烟尘浓度：340.810004473.68/9.12N mg m ⨯= （1-9）已知该火电厂锅炉设计耗煤量为23t/h ，即23000kg/h ， 则锅炉每小时产生烟气量为：h m N35100.12230002.19⨯=⨯（1-10） 2净化方案设计2.1电除尘器排烟温度为160℃经过冷却器冷却后，温度大致可降为120℃。
锅炉烟气量计算公式
锅炉烟气总量
101424 m3/h
标态
标态 空气过剩系 数 标态
标态
系统漏风系数
K＝ 1.05
排放烟气温度
锅炉引风机额 定风量Q＝
T＝
165
℃
170861 m3/h
由于空气中O2 的容积含量为
a＝ 1.45
Car Sar Har Oar 为C S H O 在煤中的含 量，直接代入 表中给出的数 字。
22.4 Nar
VN 2
0.79 V0
100 14 2
0.79 (1.4 1) V0.790为氮气
占空气比
6.3313 (Nm3/kg)
例，1.4为过 量空气系数
2N=N2
VO2 0.21(1.41)V0 0.4804 (Nm3/kg)
0.21为氧气 占空气百分 百，1.4为过 量空气
ka/kg
a.煤 中氢元素的氧 化 由式(2)可 知，1kgH2完 全燃烧后生成 44.8/4.032≈ 11.11(m3)的 水蒸气，所以 1kg煤中的氢 燃烧后生成的 水蒸气的体积 为：
c.随空气带 入的水蒸气
式(4)、式(5) 、式(6)相加即 得到烟气中水 蒸气的体积：
所以烟气中含 量为：
Vy VCO2 VN2 VSO2 VH2O VO2
1、燃煤成 分
序号 1 2 3 4 6 5 8 7 9
名称
碳 氢 氧 硫 氮 全水分 灰分 低位发热量
符号
单位
收到基原素分析
C
％
H
％
O
％
S
％
N
％
Mar
％
Aar
％
Qent.ar
kJ/kg
燃煤烟气量计算说明
w(Oar )
另外，根据燃料燃烧所需的理论空气量与可燃成分的含量成比例 的关系，通常用燃料的发热量来近似估算所需的空气量 对于 w（Vdaf）<15%的无烟煤和贫煤：
V0 = 0.241× Qnet ,V ,ar + 0.61，m3 / kg 1000
对于 w（Vdaf）>15%的烟煤和贫煤： V0 = 0.253× Qnet,V ,ar + 0.278，m3 / kg 1000
对于 Qnet,V,ar < 12500KJ/kg 的劣质烟煤：
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V0 = 0.241× Qnet,V ,ar + 0.455，m3 / kg 1000
式中 Qnet,V,ar——燃料的收到基低位发热量，KJ/kg；
VRO2 = VCO2 + VSO2 + VNO2 =0.01867 w(Car ) +0.007 w(Sar ) +0.0016 w(Nar ) ，m3/kg
V0 H2O
=0.112
w(H ar
)
+0.0124
w(M ar
)
+0.0161
V0+1.24Gw
,
m3/kg
V0 N2 =0.79 V0，m3/kg
质量占燃料总质量的百分数表示，各成分质量百分数的总和为 100%。 即 w(C)+ w(H)+ w(O)+ w(N)+ w(S)+ w(A)+ w(M)=100% 其中 w(C)、w(H)、w(O)、w(N)、w(S)、w(A)、w(M) 分别表示燃料 中的碳、氢、氧、氮、硫（可燃硫）、灰分、水分的质量分数。由于 煤中水分和灰分含量常常受到开采、运输、贮存及气候条件的影响， 煤中其他成分的质量分数亦将随之变更。为了实际应用的需要和理论 研究的方便，通常采用四种基数作为燃料成分分析的基准。 ①收到基（下标符号 ar，as received）：燃料中全部成分的质量百分数
燃煤锅炉灰渣、烟气量、烟尘、二氧化硫的计算
根据环境统计手册煤渣包括煤灰和炉渣，锅炉中煤粉燃烧产生的叫粉煤灰，炉膛中排出的灰渣称为炉渣。
（1）炉渣产生量：Glz= B×A×dlz/(1－Clz)式中：Glz——炉渣产生量，t/a；B——耗煤量，t/a；A——煤的灰份，20%；dlz——炉渣中的灰分占燃煤总灰分的百分数，取35%；Clz——炉渣可燃物含量，取20%（10-25%）；（2）煤灰产生量：Gfh= B×A×dfh×η/(1－Cfh)式中：Gfh——煤灰产生量，吨/年；B——耗煤量，800吨/年；A——煤的灰份，20%；dfh——烟尘中灰分占燃煤总灰分的百分比，取75%（煤粉炉75-85%）；dfh＝1-dlzη——除尘率；Cfh——煤灰中的可燃物含量，25%（15-45%）；注：1)煤粉悬燃炉Clz可取0-5%；C f取15%-45%，热电厂粉煤灰可取4%-8%。
Clz、Cfh也可根据锅炉热平衡资料选取或由分析室测试得出。
2) d fh值可根据锅炉平衡资料选取，也可查表得出。
当燃用焦结性烟煤、褐煤或煤泥时，d fh值可取低一些，燃用无烟煤时则取得高一点。
烟尘中的灰占煤灰之百分比（d fh）表1 煤的工业分析与元素分析一、烟气量的计算：0V －理论空气需求量（Nm 3/Kg 或Nm 3/Nm 3（气体燃料））； ar net Q ⋅－收到基低位发热量（kJ/kg 或kJ/Nm 3（气体燃料））； daf V －干燥无灰基挥发分（％）；V Y －烟气量（Ng 或Nm 3/m 3/KNm 3（气体燃料））； α－过剩空气系数, α=αα∆+0。
1、理论空气需求量daf V >15％的烟煤：278.01000Q 05.1arnet 0+⨯=⋅V daf V <15％的贫煤及无烟煤：61.04145Q arnet 0+=⋅V 劣质煤ar net Q ⋅<12560kJ/kg ：455.04145Q arnet 0+=⋅V 液体燃料：21000Q 85.0arnet 0+⨯=⋅V 气体燃料，ar net Q ⋅<10468kJ/Nm 3：1000Q 209.0arnet 0⋅⨯=V 气体燃料，ar net Q ⋅>14655kJ/Nm 3：25.01000Q 260.0arnet 0-⨯=⋅V 2、实际烟气量的计算（1）固体燃料无烟煤、烟煤及贫煤：0arnet Y )1(0161.177.041871.04Q V V -++⋅α＝ar net Q ⋅<12560kJ/kg 的劣质煤：0arnet Y )1(0161.154.041871.04Q V V -++⋅α＝（2）液体燃料：0arnet Y )1(0161.141871.1Q V V -+⋅α＝（3）气体燃料：ar net Q ⋅<10468kJ/Nm 3时：0arnet Y )1(0161.10.141870.725Q V V -++⋅α＝ar net Q ⋅>14655kJ/Nm 3时：0arnet Y )1(0161.125.041871.14Q V V -+-⋅α＝炉膛过剩空气系数α表1.6-1.65；炉排垃圾锅炉：1.9-2。
燃煤锅炉灰渣、烟气量、烟尘、二氧化硫的计算
根据环境统计手册煤渣包括煤灰和炉渣，锅炉中煤粉燃烧产生的叫粉煤灰，炉膛中排出的灰渣称为炉渣。
（1）炉渣产生量：Glz= B×A×dlz/(1－Clz)式中：Glz——炉渣产生量，t/a；B——耗煤量，t/a；A——煤的灰份，20%；dlz——炉渣中的灰分占燃煤总灰分的百分数，取35%；Clz——炉渣可燃物含量，取20%（10-25%）；（2）煤灰产生量：Gfh= B×A×dfh×η/(1－Cfh)式中：Gfh——煤灰产生量，吨/年；B——耗煤量，800吨/年；A——煤的灰份，20%；dfh——烟尘中灰分占燃煤总灰分的百分比，取75%（煤粉炉75-85%）；dfh＝1-dlzη——除尘率；Cfh——煤灰中的可燃物含量，25%（15-45%）；注：1)煤粉悬燃炉Clz可取0-5%；C f取15%-45%，热电厂粉煤灰可取4%-8%。
Clz、Cfh也可根据锅炉热平衡资料选取或由分析室测试得出。
2)d fh值可根据锅炉平衡资料选取，也可查表得出。
当燃用焦结性烟煤、褐煤或煤泥时，d fh值可取低一些，燃用无烟煤时则取得高一点。
烟尘中的灰占煤灰之百分比（d fh）表1 煤的工业分析与元素分析表2 煤和矿化脱硫剂的筛分特征表3 煤的灰分成分全分析表一、烟气量的计算：0V －理论空气需求量（Nm 3/Kg 或Nm 3/Nm 3（气体燃料））； ar net Q ⋅－收到基低位发热量（kJ/kg 或kJ/Nm 3（气体燃料））； daf V －干燥无灰基挥发分（％）；V Y －烟气量（Ng 或Nm 3/m 3/KNm 3（气体燃料））；α－过剩空气系数, α=αα∆+0。
1、理论空气需求量daf V >15％的烟煤：278.01000Q 05.1arnet 0+⨯=⋅V daf V <15％的贫煤及无烟煤：61.04145Q arnet 0+=⋅V 劣质煤ar net Q ⋅<12560kJ/kg ：455.04145Q arnet 0+=⋅V液体燃料：21000Q 85.0arnet 0+⨯=⋅V 气体燃料，ar net Q ⋅<10468kJ/Nm 3：1000Q 209.0arnet 0⋅⨯=V 气体燃料，ar net Q ⋅>14655kJ/Nm 3：25.01000Q 260.0arnet 0-⨯=⋅V 2、实际烟气量的计算（1）固体燃料无烟煤、烟煤及贫煤：0arnet Y )1(0161.177.041871.04Q V V -++⋅α＝ar net Q ⋅<12560kJ/kg 的劣质煤：0arnet Y )1(0161.154.041871.04Q V V -++⋅α＝（2）液体燃料：0arnet Y )1(0161.141871.1Q V V -+⋅α＝（3）气体燃料：ar net Q ⋅<10468kJ/Nm 3时：0arnet Y )1(0161.10.141870.725Q V V -++⋅α＝ar net Q ⋅>14655kJ/Nm 3时：0arnet Y )1(0161.125.041871.14Q V V -+-⋅α＝炉膛过剩空气系数0α表（炉膛出口）煤粉炉：；CFB ：；CFB 垃圾混烧：；炉排垃圾锅炉：。
3-2 燃烧计算
V =V0 +(α −1) Va0
2 2
N 79 Car 0 燃料） 燃料） （Nm3/kg燃料） N = ar × 22.4 + α VO × （Nm3/kg燃料） 燃料 V 燃料 = × 22.4 28 21 12
0 3 燃料） （ 燃料 O2 Nm /kg燃料）
VO2 = (α − 1) V
例1 已知发生炉煤气组成如下 COv% H2v% CH4v% C2H4v% CO2v% O2v% N2v% H2Ov% 29.0 15.0 3.0 0.6 7.5 0.2 42.0 2.7 空气过剩系数α为 空气过剩系数 为1.2 求该煤气完全燃烧所需空气量、生成烟气量、 求该煤气完全燃烧所需空气量、生成烟气量、烟气组成以及 标态烟气密度。 标态烟气密度。
x/(21.39-1.88x)=0.05 x=0.98 烟气组成： CO2 烟气组成：CO 0.98 2.91 烟气量
N2 15.66
H2O 3.5
烟气组成： 烟气组成：CO 烟气量 干烟气% 干烟气 湿烟气% 湿烟气 0.98 5.0 4.2
CO2 2.91 14.9 12.6
VSO2
S ar = × 22.4 （Nm3/kg燃料） 燃料） 燃料 32
VH 2O
M ar H =( + ) × 22.4 （Nm3/kg燃料） 燃料） 燃料 18 2
②α＜1时
导致烟气中CO生成的不足氧量为：（1-α）VO20（Nm3/kg） 生成的不足氧量为：（ ） 导致烟气中 生成的不足氧量为：（ ） ∵ 2C+O2→2CO 烟气中的CO量为：VCO=2（1-α）VO20（Nm3/kg） 量为： ∴ 烟气中的 量为 （ ） ） 又烟气中的为： 又烟气中的为：
燃煤锅炉烟气量、烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量计算公式(根据《环境统计手册》)
锅炉烟气量
Vy
1.04
Q
y L
4187
0.77 1.016（1
- 1）V0
项目 烟气排放量 燃料低位发热量 过剩空气系数 燃料理论空气量
符号 Vy Qy L α V0
取值 9.38 24244 1.4 6.36
单位 Nm3/kg
kJ/kg /
Nm3/kg
Hale Waihona Puke 燃煤锅炉烟气量、烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量计算公式（根据
燃煤锅炉烟气量烟尘二氧化硫氮氧化物排放量计算公式根据环境统计手册锅炉烟气量烟尘排放量项目符号取值单位项目符号取值单位项目符号取值单位项目符号取值单位烟气排放量938烟尘排放量508二氧化硫排放量72氮氧化物排放量2277燃料低位发热量qy24244kjkg燃煤量25燃料理论空气量636烟气中烟尘占灰份量的百分数15脱硫效率75120烟尘中可燃物的含量15938除尘效率938so2排放量氮氧化物nox排放量fh1kg燃料生成的烟气量kg燃烧时生成的温度型no的浓度mgnm41870771
燃煤量 煤中的含硫量
脱硫效率
放量计算公式（根据《环境统计手册》）
SO2排放量
氮氧化物（NOx）排放量
GSO2 1.6BS（1 S )
G NOX 1.63B（ n 10-6VyC NOX ）
符号 G SO 2
B S hs
取值 7.2 3600 0.50% 75%
单位 t t / /
项目 氮氧化物排放量
燃煤量 燃料氮向燃料型NO的转变率
燃料中氮的含量
1kg燃料生成的烟气量 燃烧时生成的温度型NO的浓度
符号 G NO X
B β n
理论烟气量的计算方法及常规数据
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=1000+ 0.5L: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=(1.867C+++0.79LV: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、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)LV0:干烟气实际排放量，单位是m3/kga: 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=1000+2.0L: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=(1.867C+++0.79LV: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、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=[+++∑(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=(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=(H2+H2S+∑n/2CmHn-O2++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。
煤和天然气和油燃烧产生烟气量计算
4.1 锅炉容量
Q
t/h 已知
190
4.2 排污率
a
% 已知
1
4.3 排污水焓
hpw kJ/kg 已知
1441.92
4.4 出口蒸汽焓
h0 kJ/kg 已知
3478.85
4.5 给水焓
h1 kJ/kg 已知
673.72
4.6 锅炉效率
η
% 已知
89.5
4.7 机械不完全燃烧损失 q4
% 假定
0
4.8 燃料量 4.9 燃烧燃料量
Vyg m³/kg Vy-VH2O
6.4765688
Gy
kg/kg 1-Aar/100+Gk
9.4726722
Ggy
kg/kg Gy-Gh20
8.9258415
ρy
kg/m³ Gy/Vy
1.3236077
ρgy kg/m³ Ggy/Vyg
1.3781744
3.1 燃料量 3.2 空气总量 3.3 烟气总量 3.4 烟气总重量 3.5 干烟气总量 3.6 干烟气总重量 3.7 水蒸气总重量 4.燃料量计算
6.2.10 氮氧化物排脱除量 7.除尘计算
(Bt)NOx t/h η(Bw)Nox
65
99.75 未计入 温度型
0.0357324 氮
7.1 燃料灰分 7.2 飞灰系数 7.3 炉内石灰石用量 7.4 飞灰重量 7.5 除尘器前飞灰浓度 7.6 除尘器效率 7.7 除尘器后飞灰浓度 7.8 排出灰重量 7.9 除尘器灰量
1.9 1.10 1.11
空气中的水蒸汽量 过量空气系数 理论空气量
1.12 实际空气量 1.13 空气密度 1.14 实际空气重量 2.烟气量计算
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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：
4.986 Nm3/ Kg ×314. 15 t/h ×1000 =1566351.9 m3/h 三期实际烟气量为：V fg =V fg0 + （α- 1）* V a0
=1566351.9 + 0.2 ×1495354
=1865422.7 Nm3/h。