2. 烟气组成与基准概念
在烟气监测与排放核算中，几乎所有浓度数据都必须回答三个问题：测的是什么成分、按什么基准折算、折算到什么样的标准状态。同一台锅炉、同一时刻的烟气，若基准不同，二氧化硫浓度可能相差百分之十几甚至更多；若标况条件界定不一致，体积流量与排放总量的偏差会进一步放大。因此，理解烟气组成与基准概念，是后续所有换算与核算工作的起点。
一、烟气的主要成分及其来源
燃烧产生的烟气并非单一气体，而是由多组分混合而成，大致可分为三类。第一类是常量气体：氮气（N₂）来自助燃空气与燃料中的氮，通常占烟气体积的绝大部分；二氧化碳（CO₂）由燃料中碳元素氧化生成；氧气（O₂）来自过量空气；水蒸气（H₂O）来自燃料水分、氢元素燃烧以及空气带入的水分。第二类是污染物组分：二氧化硫（SO₂）、氮氧化物（NOₓ，以NO和NO₂为主）、颗粒物、一氧化碳（CO）以及未燃碳氢化合物等。第三类是微量或痕量组分：氯化氢、氟化氢、重金属蒸气、二噁英类等，其浓度常以mg/m³甚至μg/m³计。
需要特别强调的是水蒸气。它既是燃烧产物，又受燃料水分、空气湿度和脱硫工艺（湿法脱硫后烟气携带大量水分）影响，含量可在5%～20%甚至更高范围内变化。水蒸气的存在会“稀释”其他组分的体积分数，这正是干基与湿基差异的物理根源。
二、干基与湿基的定义
湿基（wet basis）是指烟气中包含水蒸气在内的全部气体作为分母所表示的浓度，即组分体积（或质量）除以湿烟气总体积。现场CEMS在烟道内直接测量的往往是湿基浓度，因为采样气体未经除水。干基（dry basis）则是指扣除水蒸气后的烟气作为分母所表示的浓度，即组分体积除以干烟气体积。由于分母变小，同一股烟气中同一组分的干基浓度必然大于湿基浓度，二者关系为：
C干 = C湿 / (1 − XH₂O)
C湿 = C干 × (1 − XH₂O)式中XH₂O为烟气中水蒸气的体积分数（湿度）。例如某烟气湿基SO₂浓度为800 mg/m³，湿度为10%，则干基浓度约为800 ÷ 0.9 ≈ 889 mg/m³。可见湿度越大，干湿基差异越显著。我国现行排放标准（如GB 13271、GB 16297等）对气态污染物普遍规定以干基浓度作为达标判定依据，因此CEMS数据必须完成湿度修正后才能与限值比较。
三、标准状态（标况）条件的界定
气体体积随温度和压力显著变化，因此必须约定统一的参照状态，即标准状态。我国环保领域通常采用：温度273.15 K（0℃）、压力101.325 kPa，此状态下1 mol理想气体体积约为22.4 L。部分行业或历史资料也使用25℃、101.325 kPa的“参比状态”，两者不可混用。此外，标准中还常规定基准氧含量（如燃煤锅炉6%、燃气锅炉3.5%），用于将实测氧含量折算到统一过量空气水平，这属于另一层“基准”修正，与干湿基、标况共同构成完整的折算链条。
湿度本身也需要明确界定：是烟气中水蒸气的体积分数，还是含湿量（kg水/kg干烟气）？工程上CEMS湿度通常以体积百分数表示，而物料衡算中有时用含湿量，换算时需借助水蒸气与干烟气的摩尔质量关系，避免单位混淆。
四、为什么必须换算：从测量到核算的链条
现场测量得到的原始数据往往同时带有“湿基”“实际温度压力”“实际氧含量”三重非标准属性。要得到可用于达标评价或排放总量核算的结果，必须依次完成：湿度修正（湿基→干基）、状态修正（实际工况→标况）、氧含量折算（实际氧→基准氧）。任何一步遗漏或顺序错误，都会导致结果失真。下图展示了这一折算链条中各环节的输入、输出与关键参数关系。
上例中，若直接拿湿基800 mg/m³与干基限值比较，会低估约18%；若再忽略温度修正，误差将进一步扩大。这正是“换算必要性”的直观体现：基准不统一，数据不可比；数据不可比，达标判定与总量核算就失去意义。
五、实操中容易出错的几个界定问题
- 湿度来源不一致：有的系统用在线湿度仪实测，有的用干湿球法手工测定，有的按经验值固定。湿度取值偏差2个百分点，干基浓度就可能偏差2%以上，核算前应确认湿度数据的来源与时效。
- 标况温度约定混用：0℃与25℃两种标况在体积流量上相差约9%，跨系统对接数据时必须核对对方采用的约定，不能默认一致。
- 干基与氧折算顺序：氧含量本身也有干湿基之分，标准中基准氧通常指干基氧。若实测氧为湿基，应先完成湿度修正再代入氧折算公式，否则α值失真。
- 颗粒物与气态污染物基准不同：颗粒物浓度常以实测工况或标况干基表示，且不参与氧折算，核算时需按标准要求分别处理，不能一套公式套用到底。
把上述概念落到一张核算表上，建议至少设置以下字段：测点编号、污染物项目、湿基浓度、湿度、工况温度、工况压力、实测氧、基准氧、干基标况浓度、氧折算浓度、采用标准号。每个字段都对应折算链条中的一个明确环节，填写时逐项核对来源，才能保证最终结果既符合标准要求，又具备可追溯性。
综上，烟气组成决定了哪些组分需要折算，干基与湿基定义了浓度的分母，标况条件统一了体积的参照，三者共同构成换算的必要性基础。后续的湿基转干基计算、标况体积换算与排放总量核算，都是在这三个界定之上逐步展开的。