На основании полученных массовых и объёмных соотношений расчётных реакций горения топлива можно определить теоретическое количество кислорода, а, следовательно, и воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива. Очевидно, что необходимое количество равно сумме масс кислорода, потребное для сжигания горючих элементов топлива, за вычетом кислорода, содержащегося в топливе:

.

Сухой воздух с достаточной для технических расчётов точностью можно принять состоящим из азота и кислорода в следующих отношениях по массе: кислорода  23,2 % и азота 76,8 %.

Необходимое количество сухого воздуха, равно:

,

где  – Необходимое количество сухого воздуха, .

Отсюда

.

Зная массу сухого воздуха, вычислим его объём:

где  – масса сухого воздуха, ,

или

.

В атмосферном воздухе содержится некоторое количество водяных паров, что следует учитывать при определении массы и объёма воздуха. Влагосодержание обычно колеблется в пределах 8…12 . Объём водяных паров в воздухе, теоретически необходимый для сгорания 1 кг топлива, равен:

,

где d – влагосодержание воздуха, кг/кг; коэффициент 0,804 – плотность водяных паров, кг/нм³.

Окончательно получим:

.

Таким образом, необходимый объём влажного атмосферного воздуха при нормальных условиях равен:

или

.                  (12.1)

По формуле (12.1) можно определить теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания топлива, которое строго соответствует химическому составу топлива. Однако опыт показывает, что этого количества воздуха недостаточно

для полного сжигания топлива. Это объясняется тем, что топочные устройства не могут равномерно, идеально перемешать топливо с воздухом во всём объёме топки. Поэтому приходится увеличивать подачу воздуха сверх теоретически необходимого количества во избежание больших потерь от неполноты сгорания.

Отношение действительно подведенного количества воздуха () к теоретически необходимому для полного сгорания () называется коэффициентом избытка воздуха и обозначается α.

Значение коэффициента избытка воздуха зависит от рода топлива, способа его сжигания и конструкции топочных устройств. Чем меньше α, тем выше коэффициент полезного действия котла.