理论空气量

锅炉设备空气动力计算引言锅炉是工业生产中常用的热能转换设备，通过燃烧燃料产生高温高压的蒸汽或热水，用于供热或发电。

在锅炉运行过程中，空气动力计算是非常重要的一环，它可以帮助我们确定锅炉所需的空气量和风机的运行参数，保证锅炉的正常运行和热能的高效利用。

一、空气需求量计算1. 燃料燃烧所需的理论空气量燃料的燃烧需要一定的氧气参与，理论上每种燃料在完全燃烧时所需的空气量是固定的。

常见燃料的理论空气量如下：- 煤：1kg煤需要7-8kg空气；- 油：1kg燃油需要12-14kg空气；- 天然气：1m³天然气需要9-10m³空气。

2. 燃料燃烧过程中的过剩空气量过剩空气量是指燃烧过程中实际供给的空气量与理论所需空气量之间的差值。

过剩空气量的大小直接影响锅炉的热效率和燃烧产物的排放。

一般情况下，煤炭锅炉的过剩空气量为20-30%，油燃锅炉为10-20%，天然气锅炉为5-10%。

3. 锅炉的额定蒸发量和额定热负荷额定蒸发量是指锅炉在规定的工况下所能产生的蒸汽或热水的质量。

额定热负荷是指锅炉在额定工况下所需的热能输入量。

根据锅炉的额定蒸发量和额定热负荷，可以计算出锅炉的额定空气量。

4. 高效锅炉的空气需求量对于高效锅炉，由于其燃烧过程更为充分，空气需求量相对较低。

一般来说，高效锅炉的过剩空气量可以控制在10%以下。

二、风机参数计算1. 风机的静压风机的静压是指风机在运行时所产生的压力差，用于克服锅炉系统的阻力和风道的阻力。

静压的大小与锅炉的设计参数和系统的阻力特性有关。

2. 风机的风量风机的风量是指风机在单位时间内所能输送的空气体积。

风量的大小与锅炉的额定空气量和过剩空气量有关。

3. 风机的功率风机的功率是指风机在运行时所消耗的电能或热能。

风机的功率与风机的静压和风量有关。

4. 风机的效率风机的效率是指风机在工作过程中能量转换的有效性。

风机的效率与风机的设计参数、运行条件和负载特性有关。

三、锅炉空气动力计算实例以某燃煤锅炉为例，该锅炉的额定蒸发量为10吨/小时，额定热负荷为7兆瓦。

【大气污染】大气污染通常系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境的现象。

是指大气中某种物质的【空燃比】单位质量燃料燃烧所需要的空气质量，它可以由燃烧方程式直接求得。

【空气过剩系数】一般把超过理论空气量多供给的空气量称为过剩空气量，并把实际空气量与理论空气量之比定义为空气过剩系数。

【斯托克斯直径D】为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相同的圆球的直径。

【筛分直径】为颗粒能够通过的最小方筛孔的宽度。

【空气动力学当量直径】为在空气中与沉降速度相等的单位密度（ρ=1g/cm3）的圆球的直径。

【扩散荷电】由离子的扩散现象而导致的粒子荷电过程.【驱进速度】荷电粒子在电场力的作用下，向集尘极运动时。

电场力与空气阻力很快就达到平衡，并向集尘极做匀速运动。

【电场荷电】离子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电。

【可吸入颗粒物（pm10）】指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于等于10um的颗粒物。

【理论空气量】单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量。

【一次污染物】是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质。

【二次污染物】是指由一次污染物与大气中已有成分或者几种一次污染物之间经过一系列化学或者光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。

【总悬浮颗粒物（TSP）】指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于等于100um的颗粒物。

【燃料】是指在燃烧过程中，能够释放能量，在经济上可以取得效益的物质。

【理论烟气体积】在理论空气量下，燃料完全燃烧所生成的烟气体积。

【粒径分布】是指不同粒径范围内的颗粒的个数所占的比例。

【粉尘的密度】单位体积粉尘的质量，单位为kg/m3或k/m3【空隙率】若将粉体颗粒间和内部空隙的体积与堆积粉体的总体积之比。

【安息角】粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆积成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角。

一名词解释大气污染：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康、和福利或危害了生态环境。

温室效应：大气中的CO2和其他微量气体如甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯烃、水蒸气等可以使太阳短波辐射几乎无衰减的通过，但却可以吸收地表的长波辐射，由此引起全球温度升高的现象。

二次污染物:是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新的污染物质空气过剩系数：一般把超过空气理论空气量而多供给的空气量称为过剩空气量，把实际空气量与理论空气量之比定义为空气过剩系数。

理论空气量：单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量空燃比：单位质量燃料燃烧所需要的空气质量能见度：是指视力正常的人在当时的天气条件下，能够从天空背景中看到或辨认出的目标物的最大水平距离，单位用（m）或（km）表示干绝热直减率：干空气块（包括未饱和的湿空气块）绝热上升或下降单位高度通常取(100m)时，温度降低或升高的数值大气稳定度：是指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。

安息角：粉尘从漏斗连续落到水平面上，自然堆成一个圆锥体，圆锥体母线与水平面的夹角称为粉尘的安息角，也称动安息角或堆积角一般35o-45o滑动角：自然堆放在光滑平板上的粉尘，随平板作倾斜运动时，粉尘开始发生滑动的平板倾斜角，也称静安息角，一般40o-55o大气的组成：干燥清洁的空气、水蒸气、各种杂质酸沉降：化石燃料燃烧和汽车尾气排放的SOx和NOx，在大气中形成硫酸、硝酸及其盐类，又以雨雪雾等形式返回地面，形成酸沉降颗粒的粒径大小对人体的危害：1、粒径越小越不易沉积，长时间漂浮在大气中容易被吸入体内，且容易进肺部。

2、粒径越小，颗粒的比表面积越大，物理、化学活性越高，加剧了生理效应的发生与发展总悬浮颗粒物（TSP）:是指悬浮在空气中，空气动力学当量直径<=100um的颗粒物。

理论空气量理论空气量理论空气量是指在室温下以标准大气压表示，所大气含有一定物质体积量的空气量。

它是用来衡量空气中含有的气体物质的容积量，是确定空气含有气体个数及其平衡比例的基础，并且也是使用燃气、原油、天然气、二氧化碳、氮气等物质计算流量单位的依据。

一、空气理论量的定义空气理论量是指在室内温度下，具有标准大气压的空气中所含有的气体物质容积量，在公制中，它的单位是立方米，其计算公式为：理论空气量(m3) = 室温下空气压力(Pa) * 空气体积(m3) / 标准大气压(Pa)二、空气理论量的应用1.它可以通过测量物理传感器感受到的一段时间内的空气量来估计未知气体含量的体积流量；2.它可以用来确定空气中含气体的物质的形成及平衡比，从而测定出对应数值；3.它可以用来测定气象状况，如气压、温度等，进而确定环境的气态状况；4.它还可以用来指标空气质量，检测空气中污染物的含量，以维护空气质量。

三、空气理论量的影响因素空气理论量受室温、大气压、湿度及空气中污染物等不同因素的影响。

1.室温：随着室温的升高，气体的温度也会上升，空气的容积也随着温度的升高而增大，理论空气量也会增大；2.大气压：随着大气压的改变，显示出的空气量也会发生变化，理论空气量也会随着压强的变化而变化；3.湿度：当空气中湿度在60%以上时，空气中水分含量会增加，空气的容量也会发生变化，因此理论空气量也会受到影响；4.空气中污染物：混入空气中的污染物会改变空气的物质组成，物质含量的变化总是伴随着理论空气量的变化。

综上所述，理论空气量是用来衡量空气中含有的气体物质的容积量，它对空气的温度、大气压、湿度以及混入污染物都有着直接的影响。

只有理解它的定义及影响，才能够更好的利用它来测量空气中的物质体积，控制环境质量，保护环境。

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-gasof Coal-fired BoilerAbstract：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O2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N2、O2、SO2、CO2、水蒸气，还有少量的CO，SO3、H2、CH4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。

空气量及烟气量计算锅炉信息网 燃烧计算的理论公式燃烧计算的理论公式如下所示：公式中，每个数据均按每1公斤垃圾的重量（kg/kg.R ）, 每1公斤垃圾的热值（kJ/kg.R ）来表达，而烟气量按湿烟气。

■ 理论空气量；LminLmin = (1÷0.2319)×(32÷12×C ’＋16÷2×h ’－O ’＋S) kg/kg R式中：0.23192 = 空气中氧气的重量比⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯1.29322.41320.21＝C` = 垃圾中含碳量C －灼烧损失含碳量Cu O` = 垃圾中含氧量O －灼烧损失含氧量Ou Cu = （灰分）×（灰分的灼烧损失）÷(1－灰分灼烧损失) ×（灼烧损失中的碳比率） Ou = （灰分）×（灰分的灼烧损失）÷(1－ 灰分灼烧损失) ×（灼烧损失中的氧比率） 灼烧损失中的碳比率/灼烧损失中的氧比率 = 1/1 h` = 垃圾中含氢量h －垃圾中氯量Cl ÷35.5 S = 垃圾中含硫量■ 实际空气量；LL = (1＋H)×(λ×Lmin) kg/kgR式中：λ= 不包括漏风的过量空气系数H = 绝对湿度（kg-H 2O/kg-干空气）■ 实际空气容积；VaVa = L ÷γ a Nm 3/kgR式中：Υa= 空气密度 = 1.293⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯++⨯3kg/Nm1822.411.293H 1H)(11.293＝■ 一次风量；Lu 和二次风量；LoLu = 0.75×L kg/kgR Lo = 0.25×L kg/kgR■ 理论烟气量；GgminGgmin = (1－0.2319)×Lmin ＋44÷12×C ’＋18÷2×h ＋64÷32×S kg/kgR■实际烟气量；GgGg = Ggmin＋(λ－1)×Lmin＋Lmin×H×λkg/kgR■实际烟气容积；VgVg = (λ－0.21)×Lmin÷1.293＋22.41×(C’÷12＋h÷2＋w÷18＋s÷32)＋22.41Nm3/kgRLmin×H×λ×18■烟气中水分含量；Wg kg/kgR Wg = (9×h＋w＋Lmin×H×λ)÷Gg■干气体容积；VgdryVgdry = Vg－Gg×Wg×22.41÷18 Nm3/kgR■垃圾热值；LHV kJ/kg R■垃圾的显热；QrQr ＝ Cw×tr×w＋Cp×tr×(1-w) kJ/kgR式中：Cw = 垃圾中水分的比热（= 4.1868 kJ/kg·℃）tr = 垃圾温度Cp = 除水分之外物料的平均比热（= 1.256 kJ/kg·℃）■空气的显热；QaQa = ia×L×1／(1＋H) kJ/kgR式中：ia = 空气的焓 kJ/kg■空气预热器的换热量Qa1 = (ia1－ia)×Lu×1／(1＋H) kJ/kgR式中：ia1 = 空气预热器出口处空气的焓kJ/kg ■热灼减量Qc = 4.1868×8,100×Cu kJ/kgR式中：4.1868 x 8100 = 碳的热值■热熔渣；QhQh = Ch×th×A kJ/kgR式中：Ch = 灰的平均比热（= 0.837 kJ/kg·℃）th = 灰温度A = 灰量■辐射损失；OdQd = 0.02×LHV kJ/kgR ■炉膛出口处的烟气热值；QgQg = LHV＋Qr＋Qa＋Qa1－(Qc＋Qh＋Qd) kJ/kgR。

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XXX，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-gasof Coal-fired BoilerAbstract：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O2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N2、O2、SO2、CO2、水蒸气，还有少量的CO，SO3、H2、CH4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。