锅炉效率与燃料热值

概述

锅炉效率将输送给水或蒸汽的有用热量与燃料燃烧释放的化学能进行比较。通常使用三种度量：

• 燃烧效率 — 燃烧器消耗燃料的完全程度，通过烟气中未燃烧燃料和过量空气来衡量。
• 热效率 — 换热器将燃烧能量传递给工质的有效性，不包括辐射和对流损失。
• 燃料到流体效率 — 流体吸收的能量与燃料供给能量之比，考虑了所有损失。

在实践中，"锅炉效率"通常指热效率或燃料到流体效率，具体取决于上下文。

关键公式

通用效率

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

液体（水）传热流体输出的热量

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

蒸汽锅炉输出的热量（饱和蒸发）

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

净热值（近似）

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

变量

锅炉效率计算器

输入和输出使用正的、同类热速率。计算器报告燃料到流体效率；它不估算燃烧或烟道损失。

单位换算器

此换算器中的标称天然气值为 1,000 Btu/ft³，是来源范围的中点。实际热值取决于气体成分。

燃料能量含量

来源说明

• 来源单位说明：1 Btu = 1055.06 J、1 美国加仑 = 3.785e-3 m3 = 3.785 dm3（升）、1 ft3 = 0.02832 m3。
• 燃烧空气。 空气过多会冷却炉膛并带走有用热量；过少会导致不完全燃烧、未燃烧燃料和冒烟。
• 总热值和净热值。 GCV 包括燃烧中形成的水所关联的能量。NCV 不包括排放到烟囱的水蒸气中的能量。来源给出 NCV ≈ GCV − 10% 作为一般近似，因此有燃料特定数据时请使用。
• 天然气。 来源列出 950–1050 Btu/ft³，而不是单一固定热值。

参考资料

• Engineering ToolBox — 锅炉效率