燃烧所需空气量与过量空气系数
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。
电厂锅炉燃料燃烧计算
式中 C ar 、S ar 合并在一起，是因为 C、 S的完全燃烧反应方程式
可写成通式 RO2 RO 2 ，其中，RCar0.37Sa 5r称为1kg燃 料中“当量碳量”。此外，进行烟气分析时，一般将其的燃烧产物和的 容积一起测定。
第一节二、理实论际空供气给量空气和量过和量过空量气空系气数
系数
实际送入锅炉内的空气量要比理论空气量大些，这一空气量称为
实际空气量，用符号表示，单位是m3/kg（m3/m3）。
实际空气量与理论空气量之比称为过量空气系数，用符号 表示，
Vk VO
（3——9）
实际供给空气量与理论空气量之差称为过量空气，用符号V 表示，
过量空气系数的最佳值与燃料种类、燃烧方式及燃烧设备的完善程度有关，应通 过试验确定。各种锅炉在燃用不同燃料时的过量空气系数值见表3-1。
第二节 烟气成分及烟气容积计算
一、烟气成分 • 烟气成分是指燃料燃烧后生成的产物——
烟气及其携带的灰粒。 • 烟气携带的灰粒占容积百分比较小，通常
计算时都略去不计。 • 烟气是由多种气体成分组成的混合物，主
3.当 1 且不完全燃烧时，烟气容积是：
V y V C 2 O V S 2 O V N 2 V H 2 O V O 2 V CO m3/kg（3—13）
第二节 烟气成分及烟气容积计算
二、烟气容积计算 1.理论烟气容积 ：是指当 1 且完全燃烧时所生成的烟气容积。
V y 0 1 . 8 C 6 a 1 r 0 . 6 3 S 0 a 7 r 0 0 . 8 5 1 N a r 0 0 . 7 V O 0 9 0 . 1 H a 1 r 0 . 0 1M 1 a r 0 2 . 0V 4 1 O
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
过量空气系数名词解释
过量空气系数名词解释过量空气系数亦称“过剩空气系数”、“空气过剩系数”，俗称“余气系数”。
指实际供给燃料燃烧的空气量与理论空气量之比。
是反映燃料与空气配合比的一个重要参数，常用符号“λ”表示。
其值可借气体分析仪进行测箅。
在各种炉子或燃烧室中，为使燃料尽可能燃烧完全，实际供入的空气量总要大于理论空气量（其超出部分称为“过剩空气量”），即过量空气系数必须大于1。
但燃烧理论与运行经验表明，λ过大或过小（表示送风量过多或过少）都对燃烧不利，亦即不同燃烧设备各有其最佳的过量空气系数值。
数值详解α<1时，此时燃料与空气中的氧气不完全燃烧，产生的为浓混合气；α>1时则为稀混合气。
过量空气系数=0.4，称为火焰传播上限，混合气太浓不能燃烧；过量空气系数=0.88，称为功率混合气，发动机功率最大；过量空气系数=1，称为理论混合气；过量空气系数=1.11，称为经济混合气，油耗最小；过量空气系数=1.4，称为火焰传播下限，混合气太稀不能燃烧；过量系数由燃料性质和燃烧方法决定。
定义表达式可知：无论使用任何燃料，凡过量空气系数α=1的可燃混合气即为理论混合气，此时燃料与空气中的氧气完全燃烧。
过量空气系数对发动机燃烧及排放的影响随着石油资源危机和大气污染日益严重，天然气发动机以其清洁燃烧特性和良好的经济性受到了广泛关注。
自“九·五”期间以来，我国开展了清洁汽车行动，对天然气发动机进行研究开发，其中对柴油/天然气双燃料发动机的研究开发取得了重大成果。
但是，国内开发的大功率单燃料天然气发动机多采用理论空燃比燃烧方式或部分工况稀薄燃烧和部分工况理论空燃比并存的燃烧方式，与国外同类型天然气发动机相比，存在气耗高、可靠性差、排放水平低等问题。
为此，针对过量空气系数对天然气发动机燃烧、排放和经济性的影响进行了深入研究，得出过量空气系数的确定方法，并将研究结论应用于CA6SEl—21N天然气发动机，开发了FAW电控喷射稀薄燃烧天然气发动机。
掺风系数和过量空气系数
掺风系数和过量空气系数掺风系数和过量空气系数是燃烧工程中常用的两个参数，它们对于燃烧过程的稳定性和效率起着重要的影响。
一、掺风系数掺风系数是指燃烧过程中掺入燃料所需的空气量与理论所需空气量之比。
掺风系数的大小直接影响燃烧过程的强度和稳定性。
当掺风系数过小时，燃烧不完全，会产生大量的烟尘、CO等有害气体。
而当掺风系数过大时，虽然燃烧充分，但会导致过量的空气带走燃料中的热量，降低燃烧效率。
因此，选择适当的掺风系数对于燃烧工程的正常运行至关重要。
在燃烧工程中，一般会根据燃料的性质和燃烧设备的特点来确定掺风系数。
对于不同种类的燃料，其所需的掺风系数也不同。
例如，对于固体燃料，由于其燃烧速度较慢，掺风系数一般较高，以保证燃料能够充分燃烧。
而对于液体燃料和气体燃料，由于其燃烧速度较快，掺风系数则相对较低。
二、过量空气系数过量空气系数是指实际所需空气量与理论所需空气量之比。
过量空气系数的大小直接影响燃烧过程中氧气的利用率和燃烧效率。
当过量空气系数过小时，氧气利用率低，燃料未能充分燃烧，产生大量的不完全燃烧产物；而当过量空气系数过大时，虽然燃料能够充分燃烧，但会导致过量的空气带走燃料中的热量，降低燃烧效率。
因此，选择适当的过量空气系数对于提高燃烧效率和减少污染物排放至关重要。
过量空气系数的选择一般根据燃料的性质和燃烧设备的特点来确定。
对于不同种类的燃料，其所需的过量空气系数也不同。
例如，对于含硫的燃料，为了减少SO2的排放，过量空气系数应适当增大；而对于氢含量较高的燃料，为了保证燃料充分燃烧，过量空气系数应适当降低。
在实际工程应用中，为了提高燃烧效率和减少污染物排放，往往需要综合考虑掺风系数和过量空气系数。
通过合理调节掺风系数和过量空气系数，可以实现燃烧过程的稳定和高效运行。
掺风系数和过量空气系数是燃烧工程中重要的参数，它们直接影响燃烧过程的稳定性和效率。
通过合理选择和调节这两个参数，可以实现燃烧工程的高效运行，减少污染物排放，达到节能环保的目的。
锅炉过剩空气系数标准
锅炉过剩空气系数标准
锅炉过剩空气系数是指锅炉燃烧时所需空气量与理论所需空气量之比，一般用λ表示。
不同类型的锅炉和不同燃料的燃烧都有不同的过剩空气系数标准。
以下是一些常见燃料和锅炉类型的过剩空气系数标准：
1. 燃煤锅炉：
- 一般燃煤锅炉的过剩空气系数标准为1.1-1.2；
- 低氮燃煤锅炉的过剩空气系数标准为1.15-1.3；
- 超低氮燃煤锅炉的过剩空气系数标准为1.25-1.4。
2. 燃油锅炉：
- 一般燃油锅炉的过剩空气系数标准为1.2-1.3；
- 低氮燃油锅炉的过剩空气系数标准为1.25-1.35；
- 超低氮燃油锅炉的过剩空气系数标准为1.3-1.4。
3. 燃气锅炉：
- 一般燃气锅炉的过剩空气系数标准为1.1-1.2；
- 低氮燃气锅炉的过剩空气系数标准为1.15-1.25；
- 超低氮燃气锅炉的过剩空气系数标准为1.2-1.3。
需要注意的是，过剩空气系数标准也会受到锅炉和燃烧设备的设计和调试情况的影响，具体的数值还需根据实际情况进行确定。
第二章 燃料及燃料燃烧计算
(二）各类煤质的燃烧特性
烟煤 含碳量较无烟煤低 40％～70％； 挥发分含量较多 20％～40％，易点燃，燃烧快，火焰长； 氢含量较高 发热量较高。 褐煤
碳化程度低，含碳量低 约为40～50%，
水分及灰分很高 发热量低； 挥发分含量高 约40～50%，甚至60%，挥发分的析出温度 低，着火及燃烧均较容易。
热量。
约占2％～6％。 多以碳氢化合物的形式存在。
3、氧（O）和氮（N）
不可燃元素。 氧含量变化很大，少的约占1％～2％，多的占40％ 氮的含量约占0.5％～2.5％。
5
一、煤的成分及分析基准
4、硫（S）
有害成分，约占2％，个别高达8％～10％。 存在形式：
① 有机硫（与C、H、O等结合成复杂的有机物）
第二章 燃料及燃料燃烧计算
燃料的成分及其主要特性 燃料燃烧计算 烟气分析方法 空气和烟气焓的计算
1
§2.1 燃料的成分及其主要特性
燃料:
核燃料 有机燃料 固体燃料（煤、木料、油页岩等）
有机燃料 :
液体燃料（石油及其产品） 气体燃料（天然气、高炉煤气、焦炉煤气等）
电厂锅炉以煤为主要燃料，并尽量利用水分和灰分含
Q Q 226 H d , n, et p d , gr d
干燥基 高位发热量与低位发热量之间的换算： 干燥无灰基 高位发热量与低位发热量之间的换算： Q Q 226 H daf , net , p daf , gr daf
18
（一）煤的发热量
高位发热量(Qgr) 各基准间的换算采用表2-1换算系数
为反映煤的燃烧特性，电厂煤粉锅炉用煤还以VAMST及Q法 分类
28
(二）各类煤质的燃烧特性
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
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⑶当≥1且不完全燃烧时，烟气由CO2、SO2、CO、O2 、 N2 和H2O组成，其容积为
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
当燃料完全燃烧而且 1时，CO 0,O2 0, RO2达到最大,
用ROm2 ax表示，即
RO
m 2
ax
1
21
%
(3- 39)
由上式可知，燃料一定时，
为
定值
，RO
m 2
ax也为
定值
。
常用燃料的RO
“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：
1.293 dk 22.4 1.293 10 22.4 0.0161Nm3 / Nm3干空气
1000 18
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
Nm3 / kg
所以，1kg应用基燃料完全燃烧的理论空气量为
Vo
Vo O2
0.0889 (C y 0.375 S y ) 0.265 H y 0.0333 O y Nm3 / kg
0.21
R C y 0.375S y
当量碳量
※以上所计算的空气量都是干空气量！！
二、实际供给空气量及过量空气系数
rRO2
ห้องสมุดไป่ตู้
VCO2 VSO2 Vy
VRO2 Vy
pRO2 rRO2 p
（二）水蒸气容积份额及分压力
rH 2O
VH2O Vy
pH2O rH2O p
（三）灰粒浓度
质量浓度 Aya fh kg / kg烟气
100Gy
容积浓度 Aya fh kg / Nm3烟气
100Vy
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
Vy VCO2 VSO2 VN2 VH2 O Nm3 / kg
⑵当>1并且完全燃烧时，烟气由CO2、SO2、O2 、 N2和H2O 组成，其容积为
Vy VCO2 VSO2 VN2 VH2O VO2 Nm3 / k g
（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
VRO2
VCO2
VSO2
1.866 (C y
0.375 S y )Nm3 / kg 100
（2）理论氮容积的计算 理论氮容积=理论空气中的氮+燃料中的氮
Vo N2
0.79V o
22.4 N y 28 100
0.79V o
0.8 N y 100
Nm3 / kg
（3）理论水蒸气容积的计算
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
定义：1㎏燃料完全燃烧、无剩余氧 推导：以碳的完全燃烧为例
表示：Vo ，Nm3/kg
C O2 CO2 12kgC 22.4Nm3O2 22.4Nm3CO2 1kgC 1.866Nm3O2 1.866Nm3CO2
1kg收到基燃料含有 C y 100
kg
碳，完全燃烧时需要的氧量为：1.866
1000 18
理论空气量带入的水蒸气容积为
0.0161V oNm3 / kg
☆对于固体燃料，理论水蒸气容积为上述三部分之和，即
Vo H2O
0.111H
y
0.0124W
y
0.0161V oNm3
/ kg(318)
（二）实际烟气容积
Vy Vyo ( 1)V o 0.0161( 1)V o
Cy 100
Nm3
同样可得到： 5.56 H y Nm3
100
0.7 S y Nm3 100
1kg燃料中含有氧量为：
22.4 O y 0.7 O y Nm3 32 100 100
由此可得：
Vo O2
1.866
Cy 100
5.56 H y 100
0.7 S y 100
0.7 O y 100
三、运行锅炉的烟气分析及计算 成分：CO2、SO2、O2、CO、N2 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
Vyo 1.0161( 1)V oNm3 / kg
或者
Vy Vgy VH2O
Vgy
VRO2
VN2
VO2
VRO2
Vo N2
(
1)V o
VH2O
Vo H 2O
0.0161(
1)V
o
烟气的质量
Gy
1 Ay 100
Gwh
1.306V okg / kg
第三章 锅炉物质平衡和热平衡
本章目的：了解燃烧所需空气量、产生烟气量，锅炉热量平衡； 本章关键：学会空气量、烟气量计算，热平衡分析 本章难点：相关计算，主要在于分析
本章在全部内容的重要性：中等偏上 对后面内容影响：锅炉燃烧效率提高，涉及配风
送风方式
第一节 燃烧所需空气量及过量空气系数
※慨念：理想气体→标准状态→22.4Nm3/kg 一、理论空气量
式中 afh 烟气中飞灰量占燃料总 灰量的份额， 简称飞灰份额，可查表 4 3-12。
第三节 燃烧方程式
•一、完全燃烧方程式及RO2最大值 • 定义：>1、CO=0 • 完全燃烧方程式为
21 O2 (1 )RO2
或写成
(3- 36)
RO 2
21 O2
1
%
(3- 38)