鍋爐效率與燃料熱值

概述

鍋爐效率比較傳遞給水或蒸汽的有效熱量與燃料燃燒所釋放的化學能。通常使用三種指標：

• 燃燒效率 — 燃燒器使燃料完全燃燒的程度，以煙氣中的未燃燃料與過量空氣衡量。
• 熱效率 — 熱交換器將燃燒能量傳遞給工作流體的有效程度，不包含輻射與對流損失。
• 燃料至流體效率 — 流體吸收能量與燃料供應能量之比，包含所有損失。

實務上，「鍋爐效率」通常指熱效率或燃料至流體效率，實際定義取決於使用情境。

關鍵公式

通用效率

$\eta = \frac{Q_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}} \times 100\%$

液態（水）傳熱流體的熱輸出

$Q_{\text{out}} = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T$

蒸汽鍋爐的熱輸出（飽和蒸發）

$Q_{\text{out}} = \dot{m} \cdot h_e$

淨熱值（近似）

$\text{NCV} \approx 0.90 \times \text{GCV}$

變量

鍋爐效率計算器

輸入與輸出應使用同類型的正熱傳率。計算器顯示燃料至流體效率，不估算燃燒損失或煙道損失。

單位換算器

此換算器中的標稱天然氣值為 1,000 Btu/ft³，是來源範圍的中點。實際熱值取決於氣體成分。

燃料能量含量

來源說明

• 來源單位說明：1 Btu = 1055.06 J、1 美國加侖 = 3.785e-3 m3 = 3.785 dm3（公升）、1 ft3 = 0.02832 m3。
• 燃燒空氣。 空氣過多會冷卻爐膛並帶走有效熱量；空氣過少則會造成不完全燃燒、未燃燃料與冒煙。
• 總熱值與淨熱值。 GCV 包括燃燒產生的水所含能量。NCV 不包括隨水蒸氣排入煙囪的能量。來源以 NCV ≈ GCV − 10% 作為一般近似值，因此若有燃料專屬資料，應優先採用。
• 天然氣。 來源列出 950–1050 Btu/ft³，而非單一固定熱值。

參考資料

• Engineering ToolBox — 鍋爐效率