燃烧空气量计算公式

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过量空气系数计算公式

过量空气系数计算公式过量空气系数是指燃烧时实际供给的空气量与理论上完全燃烧所需的空气量之比。

这一概念在能源利用、燃烧工程等领域可是相当重要的哟！咱们先来说说过量空气系数的计算公式。

一般来说，过量空气系数（α）可以通过下面这个公式来计算：α = V（实际空气量）/ V₀（理论空气量）。

那啥是实际空气量和理论空气量呢？实际空气量就是在燃烧过程中真正进入燃烧设备的空气量。

理论空气量呢，则是燃料完全燃烧理论上所需要的最小空气量。

比如说，咱们烧煤的时候，要让煤完全燃烧，就得有一定量的空气。

但实际操作中，往往会多给一些空气，多出来的这部分就是为了保证燃烧更充分、更彻底。

我想起之前在一个工厂里观察他们的燃烧设备运行的事儿。

那时候，技术人员正在为燃烧效率不高而头疼。

他们明明按照以往的经验设置了空气供给量，可结果就是不理想。

后来经过仔细检查和计算，发现问题就出在过量空气系数上。

原来，他们之前用的理论空气量计算值不太准确，导致实际供给的空气量过多或者过少。

过多的空气会带走大量的热量，让燃烧效率降低；过少的空气又会导致燃烧不完全，产生污染物不说，还浪费了燃料。

所以啊，准确计算过量空气系数对于提高燃烧效率、节约能源、减少污染都太重要啦！在实际应用中，计算过量空气系数可不是一件简单的事儿。

燃料的种类、燃烧的方式、设备的特性等等都会影响到计算的结果。

就拿燃气锅炉来说吧，不同的燃气成分、燃烧温度都会让理论空气量发生变化。

这时候，就得根据具体的情况，选择合适的计算方法和参数。

还有啊，现在随着环保要求越来越高，对于燃烧过程中的过量空气系数控制也越来越严格。

企业为了达到排放标准，可不得不在这上面下功夫。

比如说，有的企业专门安排了技术人员定期监测和计算过量空气系数，根据结果来调整燃烧设备的运行参数。

这样一来，既能保证生产正常进行，又能减少对环境的影响。

总之，过量空气系数的计算公式虽然看起来简单，但其背后涉及到的知识和实际应用可复杂着呢！只有深入了解和掌握，才能让我们在能源利用和环境保护方面做得更好。

燃烧计算和热平衡

完全燃烧时的实际烟气量
1、完全燃烧时实际烟气的组成成分为： CO2、SO2、N2、O2、H2O，
不完全燃烧时的烟气量
• 当发生不完全燃烧时，烟气的成分除了CO2、SO2、 N2、O2、H2O外，还有不完全燃烧产物CO以及H2和 CmHn等。其中H和CmHn数量很少，一般工程计算中可忽略不计。 • 因此，当燃料不完全燃烧时，可以认为烟气中不完全燃烧产物只有CO。烟气量为：
2.化学不完全燃烧热损失q3 （1）定义：排烟中残留的可燃气体（ CO、H2、 CH4 ）未完全燃烧，残留在烟气中而造成的热量损失。（煤粉炉：<0.5%）
（2）主要影响因素：燃料性质：挥发分多，易出现不完全燃烧助燃空气量炉膛结构：炉膛容积小，烟气流程短，q3 运行工况
3.机械不完全燃烧热损失q4 （1）定义：飞灰和灰渣中含有固体可燃物（固定碳）在锅炉内未完全燃烧就排放出炉内而造成的热量损失。（固态排渣煤粉炉：0.5～5%）灰渣：含量少，只占0.5～1% 飞灰：占绝大部分（2）主要影响因素：燃料性质：挥发分多，灰分少，煤粉细， q4 助燃空气量：空气量，q4 炉膛结构：炉膛容积大，煤粉停留时间长，q4 运行工况，锅炉负荷
4.散热损失q5 （1）定义：因锅炉外表面（锅炉炉墙、汽包、集箱、汽水管道、烟风管道等部件）温度高于环境温度而散失的热量。（<0.5%）（2）主要影响因素：锅炉外表面积锅炉保温性能锅炉容量锅炉负荷
5.其它热损失q6 （1）定义：因排出炉外的灰渣温度（600～800℃）高于环境温度而造成的热量损失。（2）主要影响因素：排渣方式：液体排渣大于固态排渣燃料的灰分含量：灰分高， q6 燃料的发热量：发热量低， q6
烟气分析

火灾燃烧中的有关参数计算

Vm 22.4m3 / kmol
c h s o Vo2 22 .4( ) 12 4 32 32
2、燃烧时所需空气量的计算
燃烧1kg可燃物所需要的空气体积为：
22.4 c h s o Vo ( ) 0.21 0.21 12 4 32 32
Vo2
2、燃烧时所需空气量的计算
• 例题：已知某种煤的化学组成为：C-67%,H-4%,S-1%,O9%,N-1%,单位时间内消耗的空气量为12.77，燃烧产物中的火灾气体成分为：N2-76%,CO2-13%,CO-1%,O2-10%. 求煤的（1）燃烧速率（2）空气过量系数。
Vdf
如何来求？
3、燃烧速率的计算
• 在井下发生火灾时，如为煤燃烧，火灾气体有CO2， CO,CH4，假设煤中含碳量为C，其煤炭的燃烧有如下的反应式进行： • C+O2=CO2 C+0.5O2=CO C+2H2O=CH4+O2 • 因此，煤燃烧产生的CO2，CO,CH4总量为：
VCO2 VCO VCH 4
• 含湿量
ps d 0.622 p ps
• 水蒸气饱和分压
17.27t w ps 610.5 exp( ) 0.000644 (td t w ) p 273.3 t w
1、标准条件的空气流量计算
• 例1：在某矿的运输巷道中发生煤着火，已知该巷道的供风量13.14m3/s，湿温度为19℃，干温度为 14℃，绝对压力为104200Pa。依据以上参数求巷道中在标准条件下的干空气流量。
第一章矿井火灾学基础
火灾燃烧中的有关参数计算
1、标准条件的空气流量计算
• 对于固态或液态物质用单位质量的可燃物数量来表示 • 对于气态物质，既可以用单位质量也可以用单位体积的可燃物数量来表示 • 标准条件：

空气消耗计算公式

空气消耗计算公式空气消耗计算公式是用于确定空气在特定条件下消耗的量。

这个公式在很多领域都具有重要的应用，特别是在工程、环境和物理学等相关领域。

本文将详细介绍空气消耗计算公式的原理和应用。

在进行空气消耗计算之前，我们需要了解一些基本概念和单位。

空气消耗通常以体积单位表示，如标准升（SL，Standard Liters）或立方米（m³）。

此外，计算空气消耗还需要知道空气的温度、压力和湿度等信息。

下面是空气消耗计算公式的一般形式：V = (P * V0 * [273.15 + T0]) / (P0 * [273.15 + T])其中，V表示空气的消耗量；P表示实际压力（单位为帕斯卡，Pa）；V0表示标准压力下的空气体积；T0表示标准温度（单位为摄氏度，℃）；P0表示标准压力（单位为帕斯卡，Pa）；T表示实际温度（单位为摄氏度，℃）。

同时，需要注意的是，该公式适用于大气压力下（约为101.325 Pa）和密度较低的空气，同时需要确保温度在摄氏零度以上。

在实际应用中，我们常常需要根据具体问题对空气消耗计算公式进行适当的调整和补充。

下面以一个实际案例为例，进一步说明空气消耗计算公式的应用。

假设我们需要计算某舞台上表演者使用的气体喷火装置的空气消耗量。

已知实际压力为2兆帕（MPa），标准压力为101.325千帕（kPa），喷火装置在标准温度25℃下的空气消耗量为300立方米/小时。

首先，我们需要将实际压力和标准压力都转化为帕斯卡的单位。

2兆帕等于2,000,000帕，101.325千帕等于101,325帕。

接下来，我们将已知的信息代入空气消耗计算公式进行计算：V = (P * V0 * [273.15 + T0]) / (P0 * [273.15 + T])= (2,000,000 * 300 * [273.15 + 25]) / (101,325 * [273.15 + 25])≈ 169,812.26立方米因此，根据给定的参数，表演者使用气体喷火装置消耗的空气量约为169,812.26立方米。

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

污染物核算：燃烧烟气量

0.77 1.0161 (
1)V0
QLy ——燃料应用基的低位发热值（kJ/kg）
V0——理论空气量 α——过剩空气系数， α= α0+Δα
2.烟气量计算公式
燃烧方式手烧炉及抛煤炉
链条炉煤粉炉沸腾炉
表1 炉膛过剩空气系数0
烟煤
无烟煤
重油
1.3～1.5
1.3～2
1.3～1.4 1.2
1.3～1.5 1.25
2
=12.50 m3/kg
3.烟气量计算案例
第三步：计算锅炉总耗煤的烟气量
该锅炉每小时耗煤量为8吨，则该锅炉每小时烟气产生量为：
12.50×8000=100031.92 m3 该锅炉一天运行20小时，则一天的烟气量为：
100031.92×20=2000638.40m3
感谢大家参与学习
固体燃料，选用公式
Vy
1.04
QLy 4182
0.77 1.0161 (
1)V0
将QLy =30812kJ/kg、V0=8.014m3/kg、α 算如下：
Vy= 1.0
4
· 30812 + 0.77 + 418
1.016 × 1
[(1.3+0.2)－ 1]× 8.014
1.15～1.2
1.23～1.3
1.3～1.5
煤气 1.05～1.1
2.烟气量计算公式
漏风部位炉膛 Δ 0.1
对流管束
0.15
表2 漏风系数Δ
过热器
空气预省煤器热器
0.05
0.1
0.1
钢烟道
砖烟道
除尘器（每 10 m）（每 10 m）

燃烧所需空气量和过量空气系数

二、不完全燃烧方程式定义：燃料不完全燃烧时，各烟气成分之间的关系。表达：燃料的元素成分、烟气分析所得各烟气成分。
CO 21 - O2 - (1 )RO 2 % 0.605
(3 - 41)
第四节根据烟气成分求过量空气系数及烟气焓
一、运行时过量空气系数的计算运行时过量空气系数可以由烟气分析结果加以确定。
Vy VCO2 VSO2 VN2 VH2O VO2 VCO Nm3 / kg
二、根据燃烧化学反应计算烟气容积
※计算思路：实际烟气容积=理论烟气容积+过量空气容积（干）+过量空气带入的水蒸气容积或：实际烟气容积=干烟气容积+水蒸气容积
（一）理论烟气容积
定义：=1并且燃料完全燃烧计算：
（1）VRO2 的计算
①燃料中的氢生成的水蒸气
11.1 H y 0.111 H y Nm3 / kg
100
100
②燃料中的水分生成的水蒸气
22.4 W y 0.0124 W y Nm3 / kg 18 100
③理论空气量带入的水蒸气
“空气含湿2128.4量1W0d0y k0”.01是24W指yNm13k/ kgg 干空气带入的水蒸气量，单位为 g/kg干空气。每标准立方米干空气带入的水蒸气容积为：
“过量空气系数”、“过量空气量”
炉膛出口过量空气系数
" l
的作用及最佳值
与燃料种类、燃烧方式以及燃烧设备的完善程度有关
炉膛出口
固态排渣煤粉炉中，无烟煤和贫煤的炉膛出口过量空气系数为1.25，而烟煤与褐煤则为1.20。思考：这是为什么？
第二节烟气成分及其烟气量的计算
一、烟气成分
⑴当=1并且完全燃烧时，烟气由CO2、SO2、N2和H2O组成，其容积为

燃烧所需空气量及过量空气系数

y
100
Nm3
同样可得到：
Hy 5.56 Nm3 100 Sy 0.7 Nm3 100
1kg燃料中含有氧量为：由此可得：
22.4 O y Oy 0.7 Nm3 32 100 100
Cy Hy Sy Oy o 3 VO2 1.866 5.56 0.7 0.7 Nm / kg 100 100 100 100
(3 - 45)
※ 氧公式与二氧化碳公式的比较
如图3-2所示，当燃料成分改变时，二氧化碳的含量也随着发生变化，同一含量对应的过量空气系数差别较大，不能正确指导锅炉运行，容易引起误操作。而用烟气中过剩氧量来监视过量空气系数大小，则燃料成分改变的影响就很小。
•二、漏风系数的计算 ※锅炉的通风方式：
CO2＋SO2＋O2＋CO+N2=100%
其中：CO2＝VCO2 / Vgy
VSO2＝VSO2 / Vgy ……..
烟气分析
分析设备：奥氏分析仪
顺序：RO2、O2、CO
四、烟气中三原子气体、水蒸气容积份额和灰粒浓度
（一）三原子气体容积份额及分压力
rRO 2
VCO2 VSO2 Vy

VRO 2 Vy
定义：表示：
Vk , Nm3 / kg
“过量空气系数”、“过量空气量”
炉膛出口过量空气系数
l" 的作用及最佳值
与燃料种类、燃烧方式以及燃烧设备的完善程度有关
炉膛出口
固态排渣煤粉炉中，无烟煤和贫煤的炉膛出口过量空气系数为1.25，而烟煤与褐煤则为1.20。思考：这是为什么？
第二节烟气成分及其烟气量的计算
推导思路：利用过量空气系数的定义式和烟气成分的定义式得到只包含烟气分析结果的计算公式。

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