V¢_SO2= h_m×(22.4/32)×(Sar/100)                           Nm³/kg

脱硫反应将消耗O₂容积为：

V¢_O2= h_m×(22.4/32)×(Sar/100)/2                          Nm³/kg

脱硫反应消耗O₂的空气容积为：

V¢_air=(100/21)×h_m×(22.4/32)×(Sar/100)/2                  Nm³/kg

另外，还有一个因素不能忽视，就是石灰石的含水量W_S对水蒸汽容积的影响。从分析可以得出，1kg燃料将增加水蒸汽容积：

V¢_H2O=(22.4/18)×(Ca/S)×(Sar/100)×(W_S/100)               Nm³/kg

下面，我们可以得出加入石灰石后的燃烧产物计算公式：

理论空气量        DV⁰= V⁰+ V¢_air

                  =0.0889Car+(0.0333+0.0167h_m)Sar+0.265Har-0.0333Oar

理论氮容积        DV⁰_N2=0.79DV⁰+0.8Nar/100

三原子气体容积    DV_RO2= V_RO2+ V¢_CO2 - V¢_SO2

                                    =0.01866Car+[0.00224(Ca/S)+0.007(1-h_m)]Sar

理论水蒸汽容积    DV⁰_H2O=V⁰_H2O+ V¢_H2O

                                    =0.111 Har+0.0124War+0.0161DV⁰+0.000124(Ca/S)×Sar×W_S

水蒸汽容积        DV_H2O= DV⁰_H2O+0.0161(a -1)DV⁰

理论烟气容积      DV⁰_t= DV_RO2+ DV⁰_N2+ DV⁰_H2O

烟气容积          DV_t= DV _RO2+DV⁰_N2+ DV_H2O+(a -1)DV⁰

4.1.3  锅炉出口当量过量空气系数a_dl的计算

用上面的公式可求出加入石灰石脱硫前后一定过量空气系数下锅炉出口（即空气预热器出口）烟气容积的变化。以此为基础，可计算出加入石灰石情况下的当量过量空气系数a_dl（即将加入石灰石情况下的烟气容积DV_t折算到不加入石灰石时的过量空气系数）。

DV_t= DV _RO2+DV⁰_N2+ DV_H2O+(a -1)DV⁰= V _RO2+ V⁰_N2+ V_H2O+(a_dl -1)V⁰

a_dl= 1+[( DV _RO2 -V _RO2) +( DV⁰_N2 - V⁰_N2) +( DV_H2O - V_H2O) +(a -1)DV⁰]／V⁰

4.1.4  加入石灰石脱硫前后排烟热损失计算

①   加入石灰石脱硫前排烟热损失计算

加入石灰石脱硫前排烟热损失  q₂=( I_yx - a I₀)(100- q₄)／Qar,net,p

其中：I_yx为锅炉出口过量空气系数a及排烟温度θ_yx状况下的烟气焓；

　　　I₀ 为冷空气理论空气焓；

　　　q₄ 为机械不完全燃烧热损失。

②   加入石灰石脱硫后排烟热损失计算

加入石灰石脱硫后排烟热损失  q₂¢=( I¢_yx - a _dl I₀)(100- q₄)／Qar,net,p

其中：I¢_yx为锅炉出口当量过量空气系数a _dl及排烟温度θ_yx状况下的烟气焓。

显然，q₂¢与q₂的差就是脱硫反应使烟气量增加造成的排烟热损失增加。

4.2  烟气露点温度降低减小排烟热损失

烟气露点温度t_p的计算公式为：

t_p =125(S_ZS)^1/3／1.05EXP(a_yh A_ZS)＋t_k

其中：S_ZS为收到基折算硫份；

      A_ZS为收到基折算灰份；

      a_yh 为飞灰份额；

      t_k 为烟气的水蒸气露点。

加入石灰石后，烟气露点温度用以上公式计算时，需注意以下几个问题：

①   收到基折算硫份应考虑脱硫的影响，即：

   S¢_ZS = (1-h_m)S_ZS = (1-h_m)×4186.8×Sar／Qar,net,p

②   收到基折算灰份应考虑石灰石脱硫产物的影响，即：

   A_ZS = 4186.8×(Aar+100 B_S¢/Bj)／Qar,net,p

③   飞灰份额应考虑石灰石飞逸份额的影响，即：

   a¢_yh = [a_yh×(Bj Aar/100) + a_s×B_S¢]／(Bj Aar/100+ B_S¢)

④   烟气的水蒸气露点需考虑石灰石含水量的影响。

根据以上公式，可计算出加入石灰石脱硫前后烟气露点温度下降的数值，从而分别确定加入石灰石脱硫前后合适的排烟温度，并以此计算出加入石灰石后排烟热损失减小的数值。

但是，烟气露点温度下降并不构成排烟温度降低的必然结果。在不加入石灰石脱硫而具有较高烟气露点温度的情况下，也可以采用其它方法降低排烟温度，如加装暖风器、末级空气预热器采用耐腐蚀钢、采用热管空气预热器等。可是，以上这些降低排烟温度的方法不可避免地造成初投资增加。因此，从深层次分析，加入石灰石脱硫降低烟气露点温度以减小排烟热损失不仅是一个锅炉热效率问题，而且是一个复杂的综合经济性评价问题。

5.   定量分析结果

用以上计算方法，我们对二十多种燃料进行了计算和定量分析，得出以下结论：

5.1      石灰石煅烧吸热和硫酸盐化反应的放热是影响循环流化床锅炉效率的最主要因素。综合两个热反应，锅炉效率是升高的。燃料含硫量越高，锅炉效率升高越多。对于含硫量4%以上的高硫燃料，锅炉效率升高可达一个百分点以上。

5.2      加入石灰石引起的附加灰渣物理热损失也是影响循环流化床锅炉效率的重要因素。燃料含硫量越高，附加灰渣物理热损失越大。对于含硫量4%以上的高硫燃料，附加灰渣物理热损失造成的锅炉效率降低可接近0.8个百分点左右。

5.3      加入石灰石引起的烟气量增加造成排烟热损失增加对循环流化床锅炉效率的影响相对较小。其影响程度也与燃料含硫量密切相关。燃料含硫量越高，影响程度越大。对于含硫量4%以上的高硫燃料，烟气量增加造成的锅炉效率降低约为0.1~0.15个百分点。

5.4      如不计入脱硫后因烟气露点温度下降使设计排烟温度降低而减小的排烟热损失，加入石灰石脱硫对循环流化床锅炉效率的影响是很小的。计算结果表明，大多数燃料加入石灰石后循环流化床锅炉效率有较小的升高，升高幅度最大的约为0.15~0.2个百分点。

5.5      加入石灰石脱硫对烟气露点温度有很大的影响。含硫量小于1%的低硫煤，烟气露点温度下降10~20℃；含硫量1~3%的中硫煤，烟气露点温度下降20~35℃；含硫量大于3%的高硫煤，烟气露点温度下降35~50℃。

[参考文献]

1.       岑可法等，循环流化床锅炉理论设计与运行，中国电力出版社，1998

2.       P. 巴苏、S. A. 弗雷泽，循环流化床锅炉的设计与运行，科学出版社，1994

3.       冯俊凯、沈幼庭，锅炉原理及计算，科学出版社，1992

4.       锅炉机组热力计算标准，哈尔滨锅炉厂标准化室，1985. 5

5.       刘焕彩，流化床锅炉的原理与计算，华中理工大学出版社，1988