锅炉燃煤所需理论空气量和烟气中水蒸气量的计算
锅炉废气,计算方式总结
1、燃煤锅炉废气污染源强①过渡期燃煤锅炉废气污染源强燃煤锅炉额定煤用量可根据下式计算：B＝(D×L）/(Q dw×η1）式中：B——锅炉额定煤用量，t/h;D——锅炉每小时产汽量（根据型号为4t/h）;L——锅炉锅炉工作压力下饱和蒸气焓(查有关锅炉手册为659。
9kcal/kg);Q dw--燃煤的低位发热值，（取5800kcal/kg)；η1—-锅炉热效率（取80%）.根据项目拟采用的龙岩无烟煤的煤质分析报告相关参数,含硫量0。
72％，灰份21。
8％，挥发份4。
12%，低位发热值5487～6007kcal/kg。
再由上式计算出一台4t/h蒸汽锅炉额定耗煤量为569kg/h。
a。
锅炉烟气排放量计算燃煤锅炉的烟气量与锅炉型号、燃料的热值、燃烧方式以及配置的引风机型号均有密切关系。
根据国家环境保护局科技标准司编写的《工业污染物产生和排放系数手册》计算公式对该项目燃煤烟气量、烟尘和SO2的产生量进行估算.锅炉烟气量计算公式：V o=1。
01（QyL/1000)+0.5 （Nm3/ kg）Vy=0.89(QyL/1000)+1。
65+(α—1）V o (Nm3/ kg）式中:V o——燃料燃烧所需理论空气量，Nm3/kg；Vy——实际烟气量，Nm3/kg;QyL——燃煤的低位发热值，(取5800kcal/kg）;α——炉膛过剩空气系数，α=αo+Δα,αo取1。
3，Δα取0。
5.由上式可计算出V o为6。
358Nm3/kg，Vy为11.898Nm3/kg,4t/h蒸汽锅炉额定耗煤量为569kg/h，烟气排放量理论值为6770Nm3/h，即2.11×107 Nm3/a。
b。
烟尘产生量计算G d ＝1000×A y×a fh ×K C 11fh ⨯-）（ 式中：G d ——烟尘产污系数，kg/t —煤；A y ——煤中含灰量，%；a fh ——烟尘中飞灰占灰分总量的百分比；C fh -—烟尘中含碳量；K —-锅炉出力影响系数.公式中各项参数，按调查资料和实测数据确定如下：A y =21.8％，a fh =10％，C fh =30%,K=1，计算出烟尘产污系数G d 为31。
锅炉烟气量估算方法完整版
锅炉烟气量估算方法集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]常用锅炉烟气量估算方法烧一吨煤，产生1600×S%千克SO2，1万立方米废气，产生200千克烟尘。
3L!p+A)H#y&z9H#^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。
4b4p3u#E0W普通企业，有治理设施的，烧一吨煤，排放烟尘10-15千克；)u%S!h+k%X,g0]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。
9^)e8|$w/q+P乡镇小水泥厂，每吨水泥产品排放12-20千克粉尘；1千克二氧化硫。
;~#I+I8I!]"h8q物料衡算公式：8v;_$M*U'V8T;~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S O2。
,C8Sr9W"L&J1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。
'J5D"G3m2C$\*U6p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%。
2E#C1W&]'g3V+Q+Q【生活污水排放系数】采用本地区的实测系数。
*B-t?G1f:U)N)j【生活污水中COD产生系数】60g/人.日。
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
燃煤锅炉污染物排放量测算
燃煤锅炉的二氧化硫排放量，目前环保局按以下方式计算：1.二氧化硫产量（Kg）＝1600×耗煤量（吨）×含硫率（％）2.二氧化硫脱出量（Kg）＝1000×石膏量（吨）×（1－水分％）×石膏纯度％×64÷1723.二氧化硫排出量（Kg）＝二氧化硫产量（Kg）－二氧化硫脱出量（Kg）二氧化硫脱出量是按石灰石/石膏脱硫工艺计算。
一、烟气量的计算：－理论空气需求量（Nm3/Kg或Nm3/Nm3（气体燃料））；－收到基低位发热量（kJ/kg或kJ/Nm3（气体燃料））；－干燥无灰基挥发分（％）；VY－烟气量（Nm3/Kg或Nm3/Nm3（气体燃料））；－过剩空气系数, = 。
1、理论空气需求量>15％的烟煤：<15％的贫煤及无烟煤：劣质煤<12560kJ/kg：液体燃料：气体燃料，<10468kJ/Nm3：气体燃料，>14655kJ/Nm3：2、实际烟气量的计算（1）固体燃料无烟煤、烟煤及贫煤：<12560kJ/kg的劣质煤：（2）液体燃料：（3）气体燃料：<10468kJ/Nm3时：>14655kJ/Nm3时：炉膛过剩空气系数表燃烧方式烟煤无烟煤重油煤气链条炉 1.3～1.4 1.3～1.5煤粉炉 1.2 1.25 1.15～1.2 1.05～1.10沸腾炉 1.25～1.3漏风系数表漏风部位炉膛对流管束过热器省煤器空气预热器除尘器钢烟道（每10m）钢烟道（每10m）0.1 0.15 0.05 0.1 0.1 0.05 0.01 0.05烟气总量：V－烟气总量，m3/h或m3/a；B－燃料耗量，kg/h、m3/h、kg/a、m3/a。
3、SO2的计算：式中：－二氧化硫的产生量（t/h）；B－燃料消耗量（t/h）；C－含硫燃料燃烧后生产的SO2份额，一般取0.8；－燃料收到基含硫量（％）；64－SO2相对分子质量；32－S相对分子质量。
各类锅炉计算方法汇总
各类锅炉计算方法汇总1、蒸汽锅炉： 1燃料耗量计算η⋅=L 0Q )i -D(i B式中：B ——锅炉燃料耗量kg/h 或Nm 3/h ；D ——锅炉每小时的产汽量kg/h ；Q L ——燃料的低位发热值千焦/公斤,一般取5500大卡/公斤； η——锅炉的热效率%,一般取75%,亦可按表1选取：表1 锅炉热效率表i ——锅炉在某绝对工作压力下的饱和蒸汽热焓值千焦/公斤,绝对压力=表压+1公斤/厘米2;具体取值见表2：表2 饱和蒸汽热焓表备注：=10.0公斤/厘米2i 0——锅炉给水热焓值千焦/公斤,一般来说,给水温度为20℃时,给水热焓i 0=20大卡/公斤=千焦/公斤;常用公式可以简化成： B=kg/h 2理论空气需要量的计算①固体燃料：5.01000Q 01.1V 0+==m 3/kg②液体燃料：21000Q85.0V 0+=③气体燃料当Q ≤3000kcal12561kJ/Nm 3时,1000Q875.0V 0= 当Q ＞3000kcal12561kJ/Nm 3时,25.01000Q09.1V 0-=④天然气：02.01000Q105.1V 0+⨯=式中：V 0——燃料燃烧所需理论空气量Nm 3/kg ；Q ——燃料应用基的低位发热值kJ/kg ；表3 全国主要能源折算标准表3烟气量的计算 ①固体燃料0y V )1(65.11000Q 89.0V -++=α=m 3/kg ②液体燃料0y V )1(1000Q11.1V -+=α③气体燃料当Q ≤3000kcal12561kJ/Nm 3时0y V )1(0.11000Q725.0V -++=α 当Q ＞3000kcal12561kJ/Nm 3时0y V )1(25.01000Q14.1V -++=α对Q ＜8250kcal34543kJ/Nm 3的天然气0V 1V y α+=对Q ＞8250kcal34543kJ/Nm 3的天然气0V 1000Q075.038.0Vy α++=式中：在计算时,如果发热量Q 以kJ 为单位计算,分母1000变成4187；Q 以kcal 为单位,分母则为1000;V y ——实际烟气量Nm 3/kg 或Nm 3/ Nm 3； Q ——燃料的低位发热值kJ/kg 或kJ/ Nm 3； V 0——理论空气需要量Nm 3/kg 或Nm 3/；α——过剩空气系数,α=α0+△α,α0为炉膛过剩空气系数,△α是烟气流程上各段受热面处的漏风系数,详见表5,表6;表5 炉膛过剩空气系数α0表6 漏风系数△α值4SO 2排放量的计算)1(2D BS G η-⨯⨯⨯==式中：G ——二氧化硫的产生量,kg/h ； B ——燃煤量,kg/h ；S ——煤的含硫量,%；淮南煤%,淮北煤% ;D ——可燃硫占全硫量的百分比,%,一般取80%左右；η——脱硫设施的二氧化硫去除率;5燃煤烟尘排放量的计算)1(D A B Y η-⨯⨯⨯==式中：Y ——烟尘排放量,kg/h ； B ——燃煤量,kg/h ；A ——煤的灰分含量,%；淮南煤18~28%9,淮北煤16~32%;D ——烟气中烟尘占灰分量的百分数,%其值与燃烧方式有关；一般取20%; η——除尘器的总效率,%;6 NO X 排放量计算 GNOX=×103βNar ＋ 式中：GNOX —烟气中NOX 排放量,kg/h ；β——燃烧氮向燃料型NO 的转化率,取20％； Nar ——燃料中收到基氮的含量； B ——燃煤量,kg/h ；60万大卡的导热油炉相当于1吨锅炉,60万大卡/小时经验：每小时烟气量：每小时燃煤量×13000 一吨煤产生6吨蒸汽 煤渣=用煤量的30%习惯上,蒸汽锅炉容易单位一般用T\H按蒸汽容积流量或质量流量算,热水锅炉一般用热量单位J或卡算.工业锅炉中1t/h基本等同于的热量因为同样是1t/h但压力不同热量也不同;1千卡也就是习惯上说的1大卡1卡=,1K卡=,查表知=1T/H=6010e4大卡/H.也就是60万大卡;换句话说,每产出60万大卡的热量/小时,就可以说该锅炉的容量是1T/H;所以有500万大卡就得：500/60=吨/H;吨只能近似得出,因为蒸汽锅炉的容量要按该锅炉设计工作压力来算出,过热蒸汽压力不同,比焓是不同的,同样体积的蒸汽所带的热量就不同了;而热水供热锅炉介质是水,且大多数为常压或接近常压,所以只对应相应的饱和水温度;所以热水供热锅炉都用MW,蒸汽锅炉用T;。
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）
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。
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项目使用3台5t/h（两用一备）的锅炉提供热源，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）进行分析计算，项目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。
项目烟尘量为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GB13271－1 996《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高的排气筒，通过同一15m高排气筒排放。
建设单位应根据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》关于采样位置的要求，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的部位。
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。
在选定的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，采样平台应有足够的工作面积是工作人员安全、方便地操作，平台面积应不小于1.5m2，并设有1.1m高的护栏，采样孔距平台面约为1.2-1.3m。
锅炉废气燃气2项目使用2台6t/h的锅炉提供热源，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——燃料的低位发热值（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。
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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；
V Oi——燃烧1kg煤的理论空气量，m3/kg。
统计公式中，空气带入炉膛的水蒸气仅考虑了过量部分，而未考虑总空气量中的水蒸气，下面对此进行分析。
2 理论空气量的计算
假定1kg煤完全燃烧，空气中的氧和煤中能参加燃烧的氧(固有氧)全部被耗尽，此时所需要的空气量称理论空气量。
2.1碳与氧的作用
(在标准状态下，下同)
此式表明，12kgC完全燃烧时，需消耗22.4m3O2 ，并生成22.4m3CO2，所以1kg
为22.4/12=1.8667(m3 )。
碳完全燃烧消耗的O
2
2.2氢与氧的作用
由式(2)可知,1kgH2燃烧后要消耗O222.4/4.032=5.5556(m3)。
2.3硫与氧的作用
由式(3)可知,1kgS燃烧时,需消耗O222.4/32=0.7(m3)。
但这些氧并非完全来源于空气，因为1 kg煤中还含有的氧，这部分氧可与碳、氢、硫化合，因此，在计算空气需要量时，应将这部分氧量扣除。
由于空气中O2的容积含量为21% ，所以，1kg煤燃烧所需的理论空气量为：
这是理想状态下燃烧所需的空气量，在实际燃烧过程中所需的空气量αV Oi
＞V
Oi。
3水蒸气量的计算
在标准状态下，空气的密度γOi=1.293kg/m3，空气中水蒸气的含量d=10g/kg 空气，水蒸气的密度γH2O=0.804kg/m3 。
1kg煤在理论空气量下燃烧所生成的烟气体积称理论烟气体积，它包括CO2、
SO
2、N
2
和水蒸气等，在理论烟气体积中水蒸气有以下3个来源。
a.煤中氢元素的氧化由式(2)可知，1kgH
2
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其体积为：
式(4)、式(5)、式(6)相加即得到烟气中水蒸气的体积：
参考文献
［1］李桂中，李健宇，李锦文.电力建设与环境保护［M］.天津：天津大学出版社, 2000.
［2］蒋文举，宁平.大气污染控制工程［M］.重庆：四川大学出版社, 2001.。