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在一些锅炉厂商的宣传中,冷凝锅炉的热效率被标榜为超过100%,甚至可达108%。这一说法引发了众多用户的质疑:热效率怎么可能超过100%?让我们与锅炉展深入探讨其中的原因。
1. 冷凝锅炉热效率如何突破100%?
锅炉展了解到,许多用户对冷凝锅炉热效率超过100%的说法感到困惑。他们认为,锅炉效率是指锅炉运行时的有效能量与输入能量的比值,即效率=有效能量÷输入能量。按照这种理解,效率超过100%似乎意味着锅炉产生的能量比输入的能量还要多,这显然是不符合能量守恒定律的。
然而,这里的关键在于燃料燃烧产生的热量计算方式。燃料燃烧产生的热量分为高位发热量和低位发热量。高位发热量是指燃料完全燃烧时释放的全部热量,包括水蒸气冷凝时释放的潜热;而低位发热量则是扣除这部分潜热后的热量。如果能充分利用水蒸气冷凝时释放的热量,锅炉的热效率就有可能突破100%,甚至达到108%。
要实现燃气冷凝锅炉108%的超高热效率,需要从以下几个方面入手:
增加受热面积:将锅炉的主换热器和烟气通道等尾部设备更换为耐腐蚀材料,扩大受热面积。
优化燃烧方式:将传统的燃烧方式改为按比例调节的燃烧方式,确保燃烧的稳定性和高效性。
完善冷凝水排放系统:通过这些改进,锅炉的排烟温度可以降低到80℃以下。排烟温度的降低会带来两个显著优势:
减少热损失:排烟温度降低后,锅炉的排烟热损失也随之减少,从而提高整体效率。
利用冷凝热:当排烟温度低于100℃时,烟气中的水蒸气会冷凝成水,释放出大量潜热(每公斤水蒸气冷凝可释放约2500千焦热量)。这些热量被锅炉吸收后,转化为有效热能,进一步提升了锅炉效率。
2. 高位发热量与低位发热量的含义
锅炉展了解到到,热量(或热值)通常用符号Q表示,单位为KJ/kg或KJ/m³。燃料燃烧时,水分会蒸发为蒸汽,氢燃烧后也会生成蒸汽。
高位发热量:是指燃料完全燃烧时释放的全部热量,包括水蒸气冷凝时释放的潜热,用Qgr,ar表示。
低位发热量:是指从高位发热量中扣除水蒸气潜热后的热量,用Qnet,ar表示。
在锅炉运行中,烟气离开锅炉时,水蒸气通常以气态排出,潜热未被利用。我国通常以低位发热量为基础计算锅炉发热量,而欧美部分国家则以高位发热量为基础。
高位发热量与低位发热量的区别在于是否计入水蒸气的潜热。它们之间的关系为:
Qgr,ar – Qnet,ar = 25.1(9Har + 6Mar) kJ/kg
其中,水蒸气吸收的潜热约为2512 kJ/kg,公式适用于1公斤固体或1立方米气体燃料。燃料的发热量可以通过测热计直接测量,也可以通过元素分析的经验公式计算:
Qnet,ar = 339Car + 1030Har - 109(Oar - Sar) - 25Mar (kJ/kg)
公式中的各成分均以百分比表示。
3. 燃料成分分析
煤的成分通常用质量百分比表示,即C(碳)、H(氢)、O(氧)、N(氮)、S(硫)、A(灰分)和M(水分)的总和为100%。常用的成分分析基准之一是收到基(原材料),用下标ar表示,即:
Car + Har + Oar + Nar + Sar + Aar + Mar = 100%
4. 结论
锅炉展了解到,冷凝锅炉热效率超过100%的关键在于其能够吸收烟气中水蒸气的潜热,并将其转化为有效热能。这种技术突破使得冷凝锅炉的效率大幅提升,甚至可达108%。
来源:互联网