燃煤、燃气锅炉烟气量计算表
某燃煤锅炉房烟气净化系统设计
前言在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、安康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。
目前，大气污染已经直接影响到人们的身体安康。
随着我国经济的高速开展，我国的二氧化硫污染越来越严重，必须通过有效的措施来进展处理，以免污染空气，影响人们的安康生活。
一、题目某燃煤锅炉房烟气净化系统设计二、目的通过课程设计进一步消化和稳固本课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进展净化系统设计的初步才能。
通过设计，理解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进展设计计算、绘制工程图、使用技术资料、查阅有关设计手册、编写设计说明书的才能。
三、原始资料锅炉型号：SZL6－1.25－AII型，共2台〔每台蒸发量为6t/h〕所在地区：二类区。
2022年新建。
锅炉热效率：75%，所用的煤低位热值：20939kJ/kg，水的蒸发热：2570.8kJ/kg 锅炉出口烟气温度：160℃烟气密度：〔标准状态下〕1.34kg/m3空气过剩系数：α=1.3排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：15%烟气在锅炉出口前阻力：800Pa当地大气压力：98kPa平均室外空气温度：15℃空气含水率(标准状态下)按0.01293kg/m3烟气的其它性质按空气计算煤的工业分析：C ：65% H ：4% S ：1% O ：4% N ：1% W ：7% A ：18%净化系统布置场地如图1所示的锅炉房北侧20m 以内。
图2为锅炉立面图。
图1 锅炉房平面布置图 图2 锅炉房立面图四、 设计计算 (一)、用煤量计算每台锅炉的所需热量为：Q ＝蒸发量×水的蒸发热=6×103×2570.8=1.54×107kJ/h所需的煤量为：热η⨯n H Q =%75209391054.17⨯⨯=982.2kg/hH n ——煤的低位热值 η热——锅炉的热效率(二)、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 以1kg 煤燃烧为根底，那么重量〔g 〕 摩尔数〔mol 〕 产物摩尔数〔mol 〕 需氧数(mol) C 650 54.167 CO 2:54.167 54.167 H 40 40 H 2O: 20 10S 10 0.3125 SO 2: 0.3125 0.3125 O 40 2.5 O 2: 1.25 -1.25 N 10 0.714 N 2: 0.357 0 W 70 3.889 H 2O: 3.889 0 标准状态理论需氧数54.167+10+0.3125-1.25=63.23mol/kg=1.4163 m 3N /kg空气中含水量：10004.22181001293.03⨯⨯=0.01609(体积分数)1.标准状态下理论空气量0a V0a V =1.4163×4.78=6.77 m 3N /kg 〔干空气〕 0a V =01609.0177.6-=6.88 m 3N /kg 〔湿空气〕2.标准状态下理论烟气量0fg VCO 2: 54.167 mol/kgSO 2: 0.3125 mol/kgN 2:0.357+3.78×65.17=246.70 mol/kg H 2O: 20+3.889+0.01609⨯6.77= 24.0 mol/kg0fg V =10004.220.2470.2463125.0167.54⨯+++）（=7.28 m 3N /kg3.标准状态下实际烟气量fg Vfg V =0fg V +0a V (α-1)= 7.28+6.77×〔1.3-1〕=9.311 m 3N /kg标准状态下每台锅炉烟气流量总Q =fg V ⨯设计耗煤量 =9.311⨯982.2=9145.26 m 3/h4.标准状态下烟气中含尘浓度烟尘ρ烟尘ρ=Vd fgsh A ⨯=311.9%18%15⨯=2.90⨯103mg/m 35．标准状态下烟气中二氧化硫浓度2SO ρ2SO ρ=V so fgm )(2=311.91000643125.0⨯⨯=2.15×103 mg/m 3(三)、净化设备的选择1. 设备应到达的净化效率烟尘ρρηs-=1式中 ρs ——标准状态下锅炉烟所排放标准中的规定值，mg/m 3；ρ——标准状态下烟气污染物浓度，mg/m 3； 由于锅炉厂所在地区为：二类地区、2022年新建根据锅炉表1锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值可知道:锅炉类别适用区域烟尘排放浓〔mg/m 3) 烟气黑度Ⅰ时段Ⅱ时段 燃 煤 锅 炉自然通风锅炉 〔<0.7MW(1t/h)〕一类区 100 80 1 二、三类区 150 120 其它锅炉 一类区 100 80 1 二类区 250 200 三类区350 250 燃油 锅 炉轻柴油、煤油 一类区 80 80 1 二、三类区 100 100 其它燃料油一类区10080*1二、三类区200 150 燃气锅炉全部区域50501表1 锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值I 时段：2000年12月31日前建成使用的锅炉;II 时段：2001年1月1日起建成的使用的锅炉〔含在I 时段立项未建成或未使用的锅炉和建成使用的锅炉中需要扩建、改造的锅炉〕。
燃气、燃煤锅炉废气排放参数及计算
锅炉废气锅炉废气燃气1工程使用3台5t/h〔两用一备〕锅炉提供热源，年运行6000小时，天然气使用量为5.4×106m3。
天然气燃烧会产生烟尘和SO2。
参照环境保护实用数据手册〔机械工业出版社〕及川气天然气成分〔总硫含量≤200mg/Nm3〕进展分析计算，工程锅炉年烟气产生量为5.6×107Nm3，燃烧产生污染物为烟尘：2.4kg/万m3，SO2：4.0kg/万m3。
工程烟尘量为1.30t/a，产生浓度为23.3mg/m3，SO2产生量为2.16t/a，产生浓度为38.8mg/m3，烟尘、SO2排放浓度能够满足GB13271－1996锅炉大气污染物排放标准二类区Ⅱ时段标准要求。
另外，根据GB13271－1996锅炉大气污染物排放标准要求，锅炉应设置15m高排气筒，通过同一15m高排气筒排放。
建立单位应根据GB/T16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法关于采样位置要求，在锅炉排气筒应设置检测采样孔。
采样位置应优先选择在垂直管段，应避开烟道弯头和断面急剧变化部位。
采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径，和距上述部件上游方向不小于3倍直径处，对矩形烟道，其当量直径D＝2AB/(A+B)，式中A、B为边长。
在选定测定位置上开设采样孔，采样孔内径应不小于80mm，采样孔管应不大于50mm，不使用时应用盖板、管堵或管帽封闭，当采样孔仅用于采集气态污染物时，其内径应不小于40mm。
同时为检测人员设置采样平台，采样平台应有足够工作面积是工作人员平安、方便地操作，平台面积应不小于1.5m2，并设有1.1m高护栏，采样孔距平台面约为1.2-1.3m。
锅炉废气燃气2工程使用2台6t/h锅炉提供热源，每天运行20h，年运行5000h，天然气使用量为5.0×106m3。
天然气燃烧会产生烟尘和SO2。
根据环境统计手册，燃气锅炉烟气量计算公式如下：yQLVy＝1.14－0.25＋1.0161〔－1〕V0 4187其中：Vy——实际烟气量〔Nm3/ Nm3〕；y QL——燃料低位发热值〔kj/kg〕，天然气为38630kj/m3；α——过剩空气系数，α取1.2；yQL－250. V0——理论空气需要量〔Nm/kg〕，V0＝0.2610003，经计算得V0：9.18。
锅炉供暖面积、燃料消耗相关内容
一、燃气锅炉供暖面积参考值1吨燃气锅炉6000平方米-8000平方米2吨燃气锅炉12000平方米-16000平方米3吨燃气锅炉18000平方米-24000平方米4吨燃气锅炉的供暖面积24000平方米-32000平方米（华北地区取小值，华东、江北地区取大值）二、热值标准煤热值7000大卡/Kg，常规煤5500大卡/Kg天然气热值8600大卡/标方三、热水锅炉与蒸汽锅炉热水锅炉是利用燃料燃烧释放的热能或其它的热能对水进行加热，水在锅炉本体内不发生相变，即不产生蒸汽，回水被送入锅炉后通过受热面吸收了烟气的热量，未达到饱和温度便被输入热网中的一种热力设备。
热水锅炉可为为宾馆、学校、家庭、企事业单位提供热水的设备。
热水锅炉包含常压热水锅炉和承压热水锅炉两种，我们通常所说的“热水锅炉”指的是常压热水锅炉。
由于其运行安全，人们洗浴或采暖大都采用了这种常压热水锅炉。
蒸汽锅炉是生产规定参数和品质的蒸汽的锅炉。
一般用于工业，如电站锅炉。
热水锅炉单位为MW,蒸汽锅炉单位为吨。
蒸汽锅炉每小时一吨蒸发量所具有的的热能相当于热水锅炉每小时消耗60万大卡的热量。
单位换算：1吨/小时=0.7MW=60万大卡/小时。
1大卡=1千卡=1000kcal=4.2千焦四、1吨锅炉单位时间燃煤量、燃气量计算1、1吨锅炉每小时燃煤消耗量=1（锅炉吨数）*600000大卡（1吨锅炉小时耗热量）÷5500大卡/Kg（常规煤热值）÷75%（燃煤锅炉效率）=145Kg2、1吨锅炉每小时燃气消耗量=1（锅炉吨数）*600000大卡（1吨锅炉小时耗热量）÷8600大卡/标方（天然气热值）÷90%（燃气锅炉效率）=77标方注：上述计算为锅炉最大功率运行时消耗量，一般情况下消耗量约为上述值的一半。
锅炉天然气消耗量计算
锅炉天然气消耗量计算
额定耗气量=额定热功率÷燃气热值
1额定耗气量：燃气锅炉在额定热功率下每小时消耗的燃气数量，单位为立方米/小时
(m3∕h)
2.额定功率：燃气锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量长期连续运行时应予保证的最大供热量，单位是MW(兆瓦)。
3•燃气热值：分为燃气高热值和燃气低热值。
(1)燃气高热值：标准状态下1m3燃气完全燃烧后，烟气冷却到起始温度,烟气中的水分以凝结水状态析出时所放出的热量，单位MJ∕m3β
(2)燃气低热值:指标准状态下1m3燃气完全燃烧后，烟气冷却到起始温度，烟气中的水分以蒸气状态存在时所放出的热量，单位MJ∕m30
在燃气锅炉耗气量的计算中，一般用燃气低热值。
以1吨燃气锅炉举例计算燃气锅炉耗气量。
1.1吨燃气锅炉热功率
1吨燃气锅炉(1t/h)的热功率为0.7MW(700kW)。
2.热功率单位转化
0.7MW=0.7x10A6J/s=0.7x3600x10A3kJ/h=2.52x10A6kJ/h o
3.燃气热值
燃气采用天然气，若天然气低热值为35170kJ∕m∖
4.1吨燃气锅炉额定耗气量
2.52×10^6÷35170=71.6m3β
此公式计算出的是在燃气锅炉的热效率在100%的情况下的耗气量数据，实际应用中用气量要更高一些。
烟气折算方法
烟尘排放浓度折算：SOOT=SOOT 实测×211.4×(21−O2实测）×273+T 273×1030010300+P ×1（1−X 实测）其中：SOOT 实测：烟囱入口烟尘浓度，mg/m3O 实测：机组排烟氧含量，%T ：机组排烟温度X 实测：机组排烟湿度，%脱硫排放浓度折算公式：折算值=（实测值mg/m3）×（氧气折算到6%）=SO2实测值×2.86×（21-6）/（21-氧量实测值）其中：2.86是PPM 换算成mg ／m3的转换率。
各种种锅炉及其锅炉形式、燃烧方式的不同，锅炉过剩空气系数也不同，为了统一尺度对锅炉排放的二氧化硫进行监管，国家环保部在制定标准时定义排放浓度时也同时定义了温度K273、大气压101325pa 、锅炉烟气过剩空气系数（燃煤锅炉a ＝1.8，燃油、燃气锅炉a ＝1.2）等条件，折算到该条件下的排放浓度达到标准规定值即为“达标排放”，超过规定值即为“超标排放”。
环保局的监测数据均按标准折算，以确定是否超标应予处罚，并按此计算排放总量。
实测值与折算值得出的重量是一样的。
（过剩）空气系数过剩空气系数是燃料燃烧时实际空气需要量与理论空气需要量之比值，用“α”表示。
计算公式：α＝20.9%/(20.9%-O2实测值)其中：20.9%为O2在环境空气中的含量，O2实测值为仪器测量烟道中的O2值举例：锅炉测试时O2实测值为13%，计算出的过剩空气系数α＝20.9%/(20.9%-13％)＝2.6国标规定过剩空气系数应按α＝1.8（燃煤锅炉），α＝1.2（燃油燃气锅炉）进行折算。
举例：燃煤锅炉，锅炉测试时O2实测值为13%，SO2排放值500ppm，计算出的过剩空气系数α＝2.6，那么根据国标规定，折算后的SO2排放浓度＝SO2实测值×（α实际值/α国标值）＝500ppm×（2.6/1.8 ）=722ppm举例：燃油燃气锅炉，锅炉测试时O2实测值为13%，SO2排放值500ppm，计算出的过剩空气系数α＝2.6，那么根据国标规定，折算后的SO2排放浓度＝SO2实测值×（α实际值/α国标值）＝500ppm×（2.6/1.2 ）=1083ppmPPM 是浓度单位的一种。
燃煤锅炉排放计算
锅炉知识1、锅炉负压与烟囱负压:加热炉炉膛,烟道都就是负压,并且炉膛负压值更低,而外界大气压为正值！为什么烟气还能通过烟囱向外界排气,而不就是空气从烟囱反串如炉子呢？烟囱内外气体温度不同而引起气体密度差异,这种密度差异产生压力差,即烟囱抽力,它克服阻力推动烟气流动。
烟囱底部处于负压状态就是烟囱底部产生抽力的原因。
根据抽力公式 h抽=H( γ空—γ气),可以知道,影响烟囱抽力的因素主要就是三个,即H,γ空,γ气。
(1)高度H的影响:由公式可知,H愈大,也即烟囱愈高,抽力愈大;H愈小,也即烟囱愈低,抽力愈小。
(2)空气重度的影响:由公式可知,在H、γ气不变的情况下,γ空愈大,亦即外界空气温度愈低,抽力愈大。
同就是一个烟囱,在闸板开度一样的情况下,冬天的抽力比夏天大,晚上的抽力比白天大,这就就是因为冬天、晚上外界空气的温度比夏天、白天低,γ空比较大。
(3)烟气温度的影响:由公式可知,在H、γ空不变的情况下,γ气愈大,亦即烟气温度愈低,抽力愈小;γ气愈小,亦即烟气温度愈高,抽力愈大。
新窑投产时,烟囱抽力很小,工人师傅常常在烟囱底部烧一把火,以提高烟囱内气体的温度,借以加大抽力,就就是这个道理。
在烟囱设计时,要全面考虑上述因素对抽力的影响,不能只抓一点,不及其余。
例如,烟囱愈高,抽力固然愈大,但也不能过高。
因为烟囱愈高,基础愈要求坚固,砌筑质量也要随之提高,造价也就因而增大。
再如,烟气温度愈高,抽力固然愈大,但随着烟气带走的热量也就愈多,增加了热能的耗损,使窑炉热效率降低。
周围空气的温度就是不以人的意志为转移的,但在烟囱设计时,应该考虑该地区的气候,按该地区夏天最高气温来确定空。
所以,在烟囱设计时,应该综合考虑各方面的因素,权衡利弊,合理设计。
确定烟囱抽力时,为保证最小抽力达到要求,要以夏季最高温度与当地最大空气湿度进行计算。
炉膛的负压值不能太低,否则会造成燃料未充分燃烧,浪费能源。
我们炉腔内的负压就是利用引风机外引风产生的,负压值根据燃烧的煤或燃气不同也设置不同。
热平衡计算表锅炉课程设计
结果
Ⅳ.受热面烟道中烟气特性表：
序号
名称
符号
1 出口过量空气系数 α
Ⅴ.锅炉热平衡及蒸发量计算
序号
名称
符号
1 燃料低位发热值 2 冷空气温度
Q net.q tlk
单位
单位
kJ/m3
℃
计算公式或来源 给定
计算公式或来源 给定 给定
数值 1.4
数值 35588.00 20.0
3 冷空气理论热焓
4 排烟温度
Qnet.p kJ/m3
Ⅲ.理论空气量，烟气理论容积的计算：
序号
名称
符号 单位
饱和温度
20 20
95 2.4
1 0.1 0.5
1 0 1 35588
计算公式
1 理论空气重量
V0
m3/m3
0 . 0476
1
2
CO
1 2 H2
2 CH
4
3 C m H n O 2
20 计算燃料消耗量
q5
%
q6
%
∑q %
η
%
t
℃
I kJ/kg
t gs
℃ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
i 1 kJ/kg
Q 1 kJ/s
D t/h
B j m3/h
查焓温表 测量
根据θ l〞及α py查烟气焓温表
查计算标准 给定
查计算标准
查表
0.00 1.40 0.00
20.00
全自动燃气蒸汽锅炉
热平衡计算
Ⅰ.锅炉给定参数及测量参数：
1 燃料消耗量 2 额定蒸汽压力
B m3/h P MPa
烟气折算浓度、排放速率计算
序号实测浓度mg/m3标杆烟气量m3/h10.74155392 2.6218233 2.7216554 1.6227005 2.22182361216557 1.766488 1.866119 1.8689410 1.3664811 2.6661112 1.668941314151617序号所述行业热能转化设施类型基准氧含量（O 2）/%1燃煤锅炉62燃油锅炉及燃气锅炉33燃气轮机组15c——大气污染物基准氧含量排放浓度，mg/m 3；4燃煤锅炉9c ′——实测的大气污染物排放浓度，mg/m 3；5燃油锅炉 3.5O 2′——实测的氧含量，%；6燃气锅炉3.5O 2——基准氧含量，%。
7冷风炉，鼓风温度≤400℃158热风炉，鼓风温度＞400℃12910108118.6121613 3.5141515按实测浓度计169铝用炭素厂阳极焙烧炉金属熔炼炉、烧结炉其它工业炉窑火电厂锅炉工业炉窑冲天炉基准含氧量水泥窑及窑磨一体机玻璃窑炉陶瓷工业的喷雾干燥塔及炉窑砖瓦工业干燥焙烧窑使用燃油、燃气的加热炉、热处理炉、干燥炉基准含氧量％监测含氧量％折算浓度mg/m3排放速率kg/h3.52012.950.011498863.519.7350.05673983.520.259.06250.05846853.520280.036323.52038.50.04801063.52017.50.0216553.52029.750.01130163.52031.50.01189983.52031.50.01240923.52022.750.00864243.52045.50.01718863.520280.01103043.520003.520003.520003.520003.52000。