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壁挂炉NOx排放几级算好：α调多少最干净，为什么省气的那个点不是最干净的

Q: 一、先给结论：效率最干净的那个点，排放只有 2 级

壁挂炉的宣传页上，"低氮""环保""NOx 排放等级"出现的频率越来越高，但几乎没有一家把下面这件事说清楚：NOx 排放等级不是一个固定的产品属性，它是过量空气系数 α 的函数，而 α 又和效率、CO 死死绑在一起。

Q: 三、单位怎么来的：三步折算，一步都不能省

很多师傅拿烟气分析仪读完 NOx，直接拿读数和 150 或 62 比，这是错的。仪器给出的是湿基、实际 α 下的体积浓度（ppm），国标限值是干基、α=1 下的质量—能量比（mg/kWh）。中间隔着三步：

Q: 为什么理论会高估这么多：三条原因，都不在公式里

第一条：真实火焰不是绝热的。Tad 假设热量一点都不散。可燃烧器就贴着换热器，火焰从生成到流出高温区只有几十毫秒，期间一直在被吸热。真实峰值温度远低于 Tad，而且被换热器的壁温"锚定"了一部分——这部分温度对 α 不敏感，于是整体响应被稀释。

Q: 八、可自验证：拿烟气分析仪读 O₂，直接查排放等级

α 是燃烧器的设计参数，绝大多数壁挂炉不允许用户自己调（调燃气阀或更换喷嘴属于改装，且直接触及 CO 安全）。但用户能做的是读 O₂、反算 α、查出这台炉子实际处在排放曲线的哪一段。

2026年9月3日0

一、先给结论：效率最干净的那个点，排放只有 2 级

壁挂炉的宣传页上，"低氮""环保""NOx 排放等级"出现的频率越来越高，但几乎没有一家把下面这件事说清楚：NOx 排放等级不是一个固定的产品属性，它是过量空气系数 α 的函数，而 α 又和效率、CO 死死绑在一起。

本文把 α 从 1.00 扫到 2.00，同时算四条曲线——绝热火焰温度、NOx 排放、CO 排放、热效率——然后把它们叠在同一张表上。算完之后会得到几个和常识不太一样的结论：

热效率最高的点是 α = 1.029（烟气 O₂ 读数 0.66%），此时 NOx 排放 155 mg/(kW·h)，只能达到 GB 25034 的 2 级——五级里倒数第二。
要达到最高的 5 级（≤62），需要 α ≥ 1.585，对应烟气 O₂ 读数 ≥ 8.30%。而效率最优点那个 O₂ 读数只有 0.66%，差 12.6 倍。
NOx 排放的峰值不在 α 最大处，也不在 α 最小处，而在 α = 1.112（O₂ 读数 2.34%），峰值 210 mg/(kW·h)，只够最差的 1 级。而且这个点双向可改进：往小调，效率升、NOx 降；往大调，NOx 降——它是全曲线上唯一一个"怎么调都比现在好"的点。
α 的下限不由 NOx 定，由 CO 定：GB 25034 要求额定热负荷下 CO(α=1) ≤ 600 ppm，反解出 α ≥ 1.021（O₂ 读数 0.48%）。也就是说，理论上最省气的那个点（α=1.029），离一氧化碳超标只剩 27% 的余量。
过了 NOx 峰值之后，效率与排放进入稳定交换区：每牺牲 1 个百分点热效率，换回约 39～52% 的 NOx 降幅。从 3 级（α=1.35）提到 5 级（α=1.585），效率只掉 1.27 个百分点、气费只多 46 元/季，而一个采暖季的 NOx 从 1.383 kg 降到 0.669 kg。

下面逐条证明。所有计算基于天然气 12T（按甲烷计），常数与本站姊妹篇《烟气分析仪读出来的数，和国标限值的数不是一个数》完全一致，可以直接交叉核对。

二、标尺：GB 25034-2020 附录 H 的五级，数值越小越干净

先把标尺钉死。GB 25034—2020《燃气采暖热水炉》附录 H 把 NOx 排放分成五级：

等级	NOx 上限 mg/(kW·h)	大致对应什么产品
1 级	≤260	国标底线，几乎不存在不达标的产品
2 级	≤200	老式大气式燃烧器
3 级	≤150	常规大气式壁挂炉的普遍水平
4 级	≤100	改进型燃烧器
5 级	≤62	低氮型（全预混表面燃烧为主）

这个分级的口径有三条限定，缺一条数字就没有意义：

干烟气——烟气里的水汽被扣除，只算干基部分。
折算到 α=1——把实测浓度折算到"没有过剩空气"的基准状态。
按输入热量计——单位是"每千瓦时烧进去的燃气"，不是"每千瓦时得到的热量"。这一条后面会专门讲，它是全文最关键的一个陷阱。

关于"常规炉普遍只能到 3 级"这个判断，可以对照一份公开的专利文本（CN118548495A）：其中明确写到"我国已经制定的民用燃气具的氮氧化物排放标准中，如《燃气采暖热水炉》国标 GB 25034-2020 中将氮氧化物的排放分为五级，从 1 级到 5 级的排放上限依次为 260、200、150、100、62 mg/(kW·h)，然而现有的常规燃气采暖炉的氮氧化物排放量一般高于 120 mg/(kW·h)，即普遍只能达到氮氧化物的 3 级排放标准"。这是本文后面做反标定时用到的第一个锚点。

三、单位怎么来的：三步折算，一步都不能省

很多师傅拿烟气分析仪读完 NOx，直接拿读数和 150 或 62 比，这是错的。仪器给出的是湿基、实际 α 下的体积浓度（ppm），国标限值是干基、α=1 下的质量—能量比（mg/kWh）。中间隔着三步：

第一步，湿基 → 干基。甲烷燃烧每 1 m³ 燃气生成 2.0 m³ 水汽。在 α=1.30 时，干烟气量 V干 = 1.0 + 0.79×9.569×1.30 + 0.21×9.569×0.30 = 11.430 m³/m³，湿烟气（仅计燃烧生成水）13.430 m³/m³。水汽占 14.89%，所以干基浓度 = 湿基读数 ÷ (1 − 0.1489) = ×1.1750。

第二步，实际 α → α=1。折算系数 Λ = 21/(21 − O₂)，O₂ 是干基含氧体积百分数。α=1.30 时 O₂ = 5.274%，Λ = 1.3354。

第三步，ppm → mg/kWh。NOx 按 NO₂ 计（摩尔质量 46.0 g/mol），标态摩尔体积 22.414 L/mol，所以 1 ppm = 46.0/22.414 = 2.052 mg/m³（标态干基）。每 1 m³ 燃气在 α=1 时的干烟气量是 Vgy0 = 8.5595 m³，热值 9.889 kWh/m³，于是 1 ppm 对应 2.052 × 8.5595 / 9.889 = 1.776 mg/(kW·h)。

三步合起来，α=1.30 时的总折算系数是 1.1750 × 1.3354 × 1.777 = 2.788。也就是说：仪器湿基直读 50 ppm 的 NOx，折算到国标口径是 139 mg/(kW·h)——差 2.79 倍。这个倍数正是"判合格的口径"与"算浓度的口径"之间的系统差，不是误差，不能靠"多测几次取平均"消掉。

同一套折算链本站姊妹篇在 CO 上算过一遍（那篇给出的合成系数是 2.786，与此处完全一致，因为折算链只跟烟气量有关，与污染物种类无关）。需要复核每一步的读者可以直接对照。

四、NOx 为什么随 α 变：先硬算火焰温度

NOx 分三类：热力型（空气中的 N₂ 在高温下被氧化）、快速型（火焰锋面烃基碎片路线）、燃料型（燃料含氮，天然气几乎没有）。家用燃气具里热力型占绝对主导，而热力型 NOx 对温度是指数依赖。

所以第一步是把火焰温度算准。本文用 NASA 七系数多项式（GRI-Mech 3.0 参数）积分各组分的显焓，对反应 CH₄ + 2α·O₂ + 7.52α·N₂ → CO₂ + 2H₂O + 2(α−1)·O₂ + 7.52α·N₂ 做定压绝热焓平衡，二分求解绝热火焰温度 Tad。

先做自检。α=1.00（化学计量比）时本文算得 Tad = 2325.6 K。文献中甲烷/空气、298 K、1 atm 的定压绝热火焰温度，冻结值（不考虑离解）约 2320 K，平衡值（考虑离解）约 2226 K。本文模型未计离解，偏高属预期，与冻结值偏差 +0.24%。这是整篇文章的物理底座。

过量空气系数 α	干烟气 O₂ 读数 %	绝热火焰温度 Tad K	绝热火焰温度 ℃	相对 α=1.00 降温 K
1.00	0.00	2325.6	2052.4	0
1.10	2.11	2188.4	1915.3	−137.2
1.20	3.84	2069.2	1796.1	−256.4
1.30	5.27	1964.6	1691.4	−361.0
1.35	5.91	1916.9	1643.8	−408.7
1.40	6.49	1871.9	1598.8	−453.7
1.50	7.53	1789.3	1516.2	−536.3
1.60	8.43	1715.2	1442.0	−610.4
1.80	9.91	1587.4	1314.2	−738.2
2.00	11.09	1481.2	1208.1	−844.4

再把热力型 NOx 的速率式摆出来（泽尔多维奇机理的工程综合式，Turns《燃烧学导论》给出的形式）：

d[NO]/dt = 6×10¹⁶ · T−1/2 · exp(−69090/T) · [N₂] · [O₂]1/2　单位 mol/(cm³·s)

指数项里的 69090 K 是活化温度 E/R。这个数字是全文最要紧的一个量，也是下面第五节的主角。

五、理论失灵：预测降 988 倍，实测只降 4.33 倍

把第四节的 Tad(α) 直接代进泽尔多维奇式，再乘上停留时间（定热输入下 τ ∝ 1/(ṁ·T)，ṁ 是总质量流量），得到 NOx(α) 的理论曲线。结果是：

理论预测：α 从 1.35 提到 1.80，NOx 降低 988 倍。

而现实中，把 λ（即 α）提到 1.6～2.0 是行业里公认的降 NOx 手段，同一份专利里就这么写；DB44/T 2694—2025《燃气采暖热水炉产品升级换新技术指南》表 A.5 给的最高一级是 ≤30 mg/(kW·h)。取常规炉 130（3 级）对低氮型 30，实际比值是：

实测：4.33 倍。

理论和实测差 228 倍。这个量级的偏差不可能靠"参数没选准"解释，一定是模型假设错了。

反标定：表观活化温度只有理论值的 1/3.65

把速率式里的 69090 换成待定常数 Eapp，用上面两个锚点反解，得到：

Eapp/R = 18948 K，只有泽尔多维奇理论值 69090 K 的 1/3.65。

代入复核：α=1.35 得 130.0（目标 130），α=1.80 得 30.0（目标 30），双锚点精确闭合。这个 Eapp 不是新的物理常数，而是"真实燃烧器对 α 的实际响应"的等效描述。它的工程含义非常直接：

工作点	Tad	火焰温度每升高 100 K	火焰温度每降低 100 K
α = 1.20	2069 K	NOx +22%	NOx −18%
α = 1.35	1917 K	NOx +39%	NOx −28%
α = 1.50	1789 K	NOx +53%	NOx −35%

注意温度越低灵敏度越高——因为这是指数关系取对数后的斜率，1/T 项在低温端变化更快。这条后面算全预混时会用到。

为什么理论会高估这么多：三条原因，都不在公式里

第一条：真实火焰不是绝热的。Tad 假设热量一点都不散。可燃烧器就贴着换热器，火焰从生成到流出高温区只有几十毫秒，期间一直在被吸热。真实峰值温度远低于 Tad，而且被换热器的壁温"锚定"了一部分——这部分温度对 α 不敏感，于是整体响应被稀释。

第二条：NOx 是"最热那一小撮气体"贡献的，而那一小撮气体的局部 α 跟平均值无关。这是本站反复用到的"分布 vs 均值"问题。大气式燃烧器是部分预混，火孔之间靠二次空气扩散补燃，炉膛里同时存在 α≈1.0 的富燃核心和 α≈2.5 的过稀边缘。由于 NOx 对温度是指数依赖，总排放几乎全部来自那几个最热的富燃核心。而富燃核心的局部配比由混合过程决定，跟总风量关系不大。于是"加大总风量"并不能有效冷却那几个最热点。

第三条：还有一条对温度不敏感的地板。快速型 NOx 和 N₂O 中间体路线在 1300 K 以下仍然进行，且随温度变化平缓。把热力型压下去之后，剩下的就是这个地板。α 提到 2.0 之后曲线明显变平（1.80→2.00 只从 30.0 降到 15.2），就是地板在起作用。

这一节的结论本身就是一条值得单独记住的工程事实：别用泽尔多维奇式去预测家用燃烧器的绝对排放，会高估两个数量级；但用它做"相对变化的定性排序"仍然可靠，用实测两点反标定之后连定量都可用。下文所有 NOx 数值都来自反标定后的半经验式，只在实际燃烧器验证过的 α 区间（1.0～2.2）内使用。

六、四条曲线叠在一起：主表

现在把 NOx（反标定式）、CO、排烟损失 q₂、热效率 η 放在同一张表里。CO 曲线与热效率模型沿用本站姊妹篇的同一套常数，其中 q₂ 是干烟气显热损失（排烟温度 170 ℃、环境 20 ℃），q₃ 是不完全燃烧损失，另计 2.0 个百分点的固定散热损失。此处 η 是普通炉（非冷凝）的低热值效率，不含潜热回收——冷凝炉的潜热账在姊妹篇《冷凝炉接暖气片是不是白买了》里单独算过。

α	O₂ 读数 %	Tad K	NOx mg/(kW·h)	可达等级	CO(α=1) ppm	q₂ pt	q₃ pt	η %
1.021	0.48	2295.1	137.1	2 级	606	6.48	0.18	91.34
1.029	0.66	2283.7	155.3	2 级	436	6.52	0.13	91.34
1.050	1.11	2254.5	185.4	2 级	192	6.64	0.06	91.31
1.080	1.72	2214.3	204.8	1 级	72	6.80	0.02	91.18
1.112	2.34	2173.3	209.8	1 级（峰值）	36	6.96	0.01	91.02
1.150	3.02	2126.8	204.9	1 级	27	7.18	0.01	90.82
1.200	3.84	2069.2	189.4	2 级	25	7.45	0.01	90.55
1.300	5.27	1964.6	149.5	3 级	27	7.98	0.01	90.01
1.350	5.91	1916.9	130.0	3 级	28	8.25	0.01	89.74
1.437	6.89	1840.3	100.0	4 级	30	8.72	0.01	89.27
1.500	7.53	1789.3	81.8	4 级	31	9.06	0.01	88.93
1.585	8.30	1725.8	62.0	5 级	33	9.52	0.01	88.47
1.600	8.43	1715.2	58.9	5 级	33	9.60	0.01	88.39
1.800	9.91	1587.4	30.0	5 级	38	10.68	0.01	87.31
2.000	11.09	1481.2	15.2	5 级	42	11.76	0.01	86.23

先看效率那一列：峰值在 α = 1.029，η = 91.344%。这个数字与本站姊妹篇《冷凝炉接暖气片是不是白买了》独立算出的 α* = 1.029 完全重合——两套模型（那篇在算冷凝率，这篇在算排放）走到同一个最优点，是一次有效的交叉验证。

七、最反直觉的一段：α 在 1.03～1.11 之间，是"双输区"

把主表按"相对 α=1.35 的变化"重新排一遍，会出现一个和流行说法完全相反的现象：

α 区间	NOx 变化	效率变化	性质
1.029 → 1.112	NOx 涨 35.1%	η 降 0.326 pt	双输：往大调，又费气又更脏
1.112 → 1.200	NOx 降 9.7%	η 降 0.471 pt	交换：每 pt 换回 21%
1.200 → 1.350	NOx 降 31.4%	η 降 0.809 pt	交换：每 pt 换回 39%
1.350 → 1.500	NOx 降 37.0%	η 降 0.809 pt	交换：每 pt 换回 46%
1.500 → 1.600	NOx 降 28.0%	η 降 0.540 pt	交换：每 pt 换回 52%（最划算）
1.600 → 1.800	NOx 降 49.1%	η 降 1.079 pt	交换：每 pt 换回 46%
1.800 → 2.000	NOx 降 49.5%	η 降 1.079 pt	交换：每 pt 换回 46%

流行说法是"要环保就得费气，环保和省气是一对矛盾"。这个说法在整个 α > 1.11 的区间成立，但它漏掉了 α < 1.11 的那一小段——而那一小段里，两个目标是同向的，而且方向是反的：把 α 调小，效率升、NOx 也降。

原因在于 NOx 曲线有个峰。峰值左侧（α < 1.112），限制 NOx 的是氧浓度而不是温度——α 越接近 1.00，烟气里剩余的 O₂ 越少，泽尔多维奇式里的 [O₂]1/2 因子把 NOx 压向 0。峰值右侧，限制 NOx 的是温度——α 越大，过剩空气吸热越多，火焰越冷。

而效率曲线在这个区间是单调的：q₂（排烟显热损失）随 α 线性上升，q₃（CO 不完全燃烧损失）随 α 下降。两者在 α = 1.029 处交叉。

两条曲线的相对位置决定了：α 从 1.029 走到 1.112，效率已经在下降（因为 q₂ 开始压过 q₃），而 NOx 还在上升（因为还没到峰）。这一小段是纯粹的净损失，没有任何理由让炉子待在这里。

α = 1.112 因此是一个很特殊的点：它是全曲线上唯一一个"无论往哪个方向调都会变好"的点。往小调，效率升、NOx 降；往大调，NOx 降。它的 O₂ 读数是 2.34%，NOx 只能达 1 级。

八、可自验证：拿烟气分析仪读 O₂，直接查排放等级

α 是燃烧器的设计参数，绝大多数壁挂炉不允许用户自己调（调燃气阀或更换喷嘴属于改装，且直接触及 CO 安全）。但用户能做的是读 O₂、反算 α、查出这台炉子实际处在排放曲线的哪一段。

反算要用精确式，不是常见的简化式。天然气 12T 的干烟气/理论空气比 k = Vgy0/V₀ = 8.5595/9.569 = 0.89447，于是：

α = 1 + 0.89447 × O₂/(21 − O₂)　（O₂ 为干基体积百分数）

常见简化式 21/(21−O₂) 会系统性高估 α，在 O₂ = 5% 时高约 2.7%——这个偏差本站姊妹篇专门算过，根源是简化式默认干烟气量与理论空气量相等，而实际比值是 0.89447。

照这个式子，把仪器读数换成排放等级：

烟气 O₂ 读数 %	α（精确式）	NOx mg/(kW·h)	可达等级	CO(α=1) ppm	η %
1.0	1.045	179.6	2 级	235	91.32
2.0	1.094	208.5	1 级	50	91.11
2.34	1.112	209.8	1 级（峰值，别待）	36	91.02
3.0	1.149	205.1	1 级	27	90.82
4.0	1.210	185.5	2 级	25	90.49
5.0	1.280	157.8	2 级	26	90.12
6.0	1.358	127.1	3 级	28	89.70
7.0	1.447	96.8	4 级	30	89.21
8.0	1.550	69.4	4 级	32	88.66
8.3	1.585	62.0	5 级门槛	33	88.47
9.0	1.671	46.5	5 级	35	88.01
10.0	1.813	28.7	5 级	38	87.24
12.0	2.193	7.9	5 级	47	85.19

读法：如果一台常规大气式炉的 O₂ 读数在 6% 附近（α≈1.36），NOx 约 127，落在 3 级——与专利里"常规炉普遍 >120、只能到 3 级"的描述吻合。如果想够到 5 级，O₂ 得推到 8.3% 以上，这时 η 从 89.70% 掉到 88.47%，代价是 1.23 个百分点。

但这里必须补一条警告：O₂ 读数偏低（比如只有 1%）不代表"这炉子很干净"。看 CO 那一列——O₂ = 1.0% 时 CO(α=1) 已经到 235 ppm，是国标限值 600 的 39%；而 O₂ 掉到 0.48% 时，CO 正好压线 600 ppm。也就是说，低 α 侧 NOx 确实在下降，但那是靠"烧不透"换来的，代价全记在 CO 头上。NOx 和 CO 在低 α 侧是反向的，国标用 CO ≤ 600 ppm 把 α 的下限钉死在 1.021。

九、达标门槛表：每一级需要多大的 α

把上面的对应关系反过来解，就是设计视角的门槛表：

目标等级	NOx 上限	需要 α ≥	对应 O₂ 读数 ≥	此时 η	此时排烟损失 q₂	相对 α=1.029 的效率代价
1 级	260	1.100	2.11%	91.08%	6.91 pt	−0.26 pt
2 级	200	1.168	3.33%	90.72%	7.27 pt	−0.63 pt
3 级	150	1.299	5.26%	90.01%	7.98 pt	−1.33 pt
4 级	100	1.437	6.89%	89.27%	8.72 pt	−2.07 pt
5 级	62	1.585	8.30%	88.47%	9.52 pt	−2.87 pt

换成钱。北京 100 ㎡节能住宅（热指标 45 W/㎡，设计负荷 6.00 kW，采暖季 120 天），有用热约 9550 kWh/季，气价按 3.0 元/m³ 计：

从 2 级（α=1.029）做到 5 级（α=1.585）：效率掉 2.87 pt，季气量从 1057 m³ 涨到 1092 m³，气费多 103 元/季。
从 3 级（α=1.35）做到 5 级（α=1.585）：效率掉 1.27 pt，气费只多 46 元/季。
一路推到 α=2.00（相对 α=1.35）：效率再掉 3.51 pt，气费多 131 元/季。

46 元/季换一整个等级，是表里性价比最高的一段。再往上（4 级→5 级）还要多花 29 元，而 1.50→1.60 那一档的交换比（52%/pt）是全程最划算的。

十、量级感：一台只达 3 级的炉子，一冬等于几辆车

把 mg/(kW·h) 乘上一季的输入热量，得到排放总量。仍以北京 100 ㎡节能住宅、有用热 9550 kWh/季计：

α	NOx 等级	NOx mg/(kW·h)	季输入热 kWh	季 NOx 排放 kg	季气费元	折合国六 b 车·年
1.029（效率最优）	2 级	155.3	10455	1.624	3172	3.1
1.150	1 级	204.9	10516	2.154	3190	4.1
1.350（常规炉典型）	3 级	130.0	10642	1.383	3228	2.6
1.600	5 级	58.9	10805	0.637	3278	1.2
1.800	5 级	30.0	10938	0.328	3318	0.6
2.000	5 级	15.2	11075	0.168	3360	0.3

对照基准取国六 b 轻型车：GB 18352.6—2016 规定 NOx ≤ 35 mg/km，按年行驶 15000 km 计，一辆车一年 0.525 kg。

于是：一台只达 3 级的常规壁挂炉，烧一个采暖季排出的氮氧化物，约等于 2.6 辆国六 b 轿车跑一整年。如果它的 α 偏低（比如 O₂ 读数只有 3%），这个数字会涨到 4.1 辆。

而从 2 级提到 5 级，一个采暖季少排 0.955 kg，等于路上少跑 1.8 辆车——代价是 103 元气费。这笔账划不划算取决于怎么给减排定价，但至少量级是清楚的：几十元到一百元人民币，换的是公斤级的污染物。

十一、为什么全预混能到 5 级：不是 α 更大，是火焰更冷

这里要打一个流传很广的说法："全预混低氮是因为空气配比更精确。"

对照主表看：全预混炉的 α 通常在 1.1～1.3，和大气式炉（1.3～1.4）相比并不更大，甚至更小。而按本文的曲线，α = 1.10 时 NOx 是 209（1 级），α = 1.35 时是 130.0（3 级）——如果只看 α，全预混应该比大气式更脏才对。可实测恰恰相反。

真正的原因是第三节那条"火焰温度每降 100 K，NOx 降 28%"的表观灵敏度，配合一个 α 完全看不出来的变量：火焰温度的绝对值。

全预混燃烧器用金属纤维网或陶瓷板做表面燃烧。火焰贴在固体表面上，固体表面持续向外辐射散热，把局部燃气温度从绝热火焰温度（α=1.35 时 1917 K）拉低到 1200～1400 K。代入表观灵敏度：

火焰温度	相对 Tad 降温	NOx 折算系数	NOx mg/(kW·h)	可达等级
1917 K（大气式扩散火焰峰值）	0	×1.000	130.0	3 级
1400 K（表面燃烧）	−517 K	×0.181	23.5	5 级
1300 K（表面燃烧）	−617 K	×0.130	16.9	5 级
1200 K（表面燃烧）	−717 K	×0.094	12.2	5 级

光是"把火焰温度从 1917 K 压到 1300 K"这一项，就把 NOx 砍掉 87%，直接从 3 级跳到 5 级，余量还很足。而这件事在 O₂ 读数上完全看不出来——同一台表面燃烧器，α 可能只有 1.15，O₂ 读数 3.0%，按第八节的表只能算 1 级。

换句话说：用 O₂ 读数去推断 NOx 等级，只在"同一类燃烧器、同一种火焰结构"的前提下成立。跨机型比较时，O₂ 读数是个失效的代理变量。这也是为什么选购时只能看检测报告上的 NOx 等级，而不能靠现场测 O₂ 倒推。

顺带解释第五节的"理论失灵"为什么在大气式上最严重：大气式火焰是扩散—预混混合型的，火焰内部温度分布极不均匀，局部富燃核心接近绝热温度，而 NOx 几乎全部由它产生。这就把"平均温度随 α 变化"这件事的效果几乎抹平了。

十二、三个容易被忽略的口径问题

第一，限值按输入热量计，不是按输出热量计。国标写的是"每 kW·h 烧进去的燃气"。但用户买的是热量。把两者混在一起会得出错误的排序：α=2.00 的炉子按国标口径是 15.2 mg/kWh（5 级，很干净），可它的效率只有 86.23%，同样供 9550 kWh 有用热要多烧 620 kWh 燃气——多烧的这部分燃气也在排 NOx。

正确的比较应该除以效率。换算后：

α	NOx mg/kWh（输入热，国标口径）	η	NOx mg/kWh（输出热，用户口径）	季 NOx kg	季气费元
1.029	155.3	91.34%	170.0	1.624	3172
1.350	130.0	89.74%	144.9	1.383	3228
1.600	58.9	88.39%	66.7	0.637	3278
2.000	15.2	86.23%	17.6	0.168	3360

两个口径的排序在本区间内恰好一致（所以本文的结论不受影响），但数值差 10%～16%，在临界值附近足以改变判定——一台标称 61 mg/kWh 刚好卡进 5 级的炉子，按输出热口径是 69，其实已经出界了。

第二，干基还是湿基。第三节给过，差 17.5%。仪器如果是湿基直读而限值按干基算，直接比会低估排放。

第三，ppm 和 mg/kWh 不是同一个量纲。同样是 1 ppm，标态干基读数是 2.053 mg/m³，标态湿基是 1.747 mg/m³，工况 170 ℃ 湿基只有 1.077 mg/m³——三种口径极差 1.91 倍；再按 α=1.30 的烟气量折算到热量口径，1 ppm 才等于 1.777 mg/(kW·h)。看检测报告或仪器读数时，必须先确认它标的是哪一种。

十三、这些方法什么时候不成立

本文的假设	什么时候不成立	影响方向
NOx 曲线由"常规炉 130 @ α=1.35"与"低氮型 30 @ α=1.80"两点反标定	用于 α > 2.2 或 α < 1.02 的外推	α>2.2 时快速型 NOx 地板占主导，曲线会比模型更平；α<1.02 时 CO 已超国标，不在合法区
CO 曲线用经验式 CO = 20 + 20×(1.10/α)45	α > 1.6 时火焰温度过低、淬冷效应使 CO 重新上升	本文低估了高 α 侧的 CO，高 α 区的实际安全余量比表中更小
绝热火焰温度未计离解	α < 1.1 的高温区	Tad 被高估约 100 K（α=1.00 时 2325.6 vs 平衡值 2226）。但本文只用相对变化，且 Eapp 已由实测反标定，结论不受影响
效率模型按普通炉（排烟 170 ℃、不回收潜热）	冷凝炉	冷凝炉另有一笔潜热回收账（可达 11 个百分点），排烟温度也低得多。本文的 η 不可直接用于冷凝炉
停留时间 τ ∝ 1/(ṁ·Tad)，火焰区体积恒定	变负荷运行时	部分负荷下热输入下降、流速下降，τ 变长，NOx 会上升。本文全部按满负荷算
天然气按纯甲烷	12T 以外的气种（如含较多 C₂⁺ 的气源）	理论空气量与烟气量变化，O₂→α 的换算系数 k 要重算
忽略 α 的空间分布	所有实际燃烧器	这正是第五节"理论失灵"的主因，已通过反标定 Eapp 吸收进模型。但模型无法预测单个燃烧器的绝对排放，只能给出同类燃烧器的相对趋势

十四、对照：三条曲线的可行域落在哪

把三套约束叠在一起，得到 α 的完整分区：

α < 1.021：非法区。CO(α=1) 超过 600 ppm，违反 GB 25034 6.5.1。
1.021 ≤ α < 1.029：清洁优先区。NOx 继续下降，CO 从 600 快速回落到 436，效率基本持平在 91.34%（已从峰值回落不到 0.01 pt）。安全余量薄，但方向是好的。
1.029 ≤ α < 1.112：双输区。效率已过峰开始下降，NOx 仍在上升。没有任何理由停留。
1.112 ≤ α < 1.60：稳定交换区。每 1 个百分点效率换 39～52% 的 NOx。1.50～1.60 最划算（52%/pt）。
α ≥ 1.60：收益递减区。交换比回落到 46%/pt，且 CO 开始因淬冷回升、烟气量比 α=1.35 时大 20%（α=2.00 时大 52%），风机功耗与噪音都上去了。

如果只给一个数字：追求排放等级选 α ≈ 1.59（O₂ 读数 8.3%，5 级门槛，效率 88.47%）；追求效率选 α ≈ 1.03（η = 91.34%，但 NOx 只有 2 级，且 CO 余量 27%）；实际工程上大多数厂家把设计点放在 α ≈ 1.3～1.4，正好落在 3 级的中间偏上——这是效率、CO 安全余量、排放三者的折中，不是技术做不到。

十五、用户能自己做的三件事

第一，别自己调 α。本文整篇都在讨论 α，但 α 是燃烧器的设计参数，需要专用设备、需要在 CO 监测下调整，且改动燃气阀属于改装。用户能做的是读数、判断、决定要不要找售后。

第二，每年采暖季前测一次 O₂ 和 CO。重点看两个位置：O₂ 是否落在 4%～8%（对应 2～4 级，是常规炉的正常区间）；CO(α=1) 折算后是否远低于 600 ppm。如果 O₂ 掉到 2% 以下而 CO 上升，说明空气量不足（烟道堵塞、风机衰减、换热器积灰），这时候 NOx 虽然看着不高，但一氧化碳风险已经上来了。

第三，选购时看检测报告上的 NOx 等级，不要看 O₂ 读数。第十一节证明过：O₂ 读数只在同机型内可比，跨机型（大气式 vs 全预混）它是失效的代理变量。国标的五级是唯一可比的东西，5 级（≤62）与 3 级（≤150）之间差 2.4 倍。

十六、一句话收尾

把 α 从 1.03 扫到 2.00，会发现一件事："省气"和"干净"并不是天生对立，它们只在 α > 1.11 的区间对立，而在 α = 1.03～1.11 那一小段里，两个目标是同一个方向——只是方向反过来，指向更小的空气量。真正把两者分开的是两个不同的物理机制：效率看的是烟气带走多少热量（单调地随 α 变差），NOx 看的是火焰有多热（有个峰）。两条曲线的峰值错开 0.083 个单位，中间那一小段就成了谁都不该待的地方。

而本文最硬的那个数字，是泽尔多维奇式预测的 988 倍与实测 4.33 倍之间的 228 倍差距。这个差距不是模型的耻辱，它是"火焰从来不是均温的"这件事的直接证据。把它反标定成表观活化温度 18948 K，就得到了一条能直接用的工程规律：火焰温度每降 100 K，NOx 降 28%。全预混低氮炉靠的就是这一条，跟 α 没有太大关系。