冷凝鍋爐的熱效率為何能超過(guò)100%
網(wǎng)址：www.jkqzj.cn 更新時(shí)間：2017-01-16 09:27 瀏覽次數(shù)：：159次
冷凝鍋爐的熱效率為何能超過(guò)100%?一說(shuō)到這個(gè)問(wèn)題，很多人都會(huì)提出質(zhì)疑，站在用戶的角度分析：鍋爐運(yùn)行時(shí)的有效能量與鍋爐輸入的能量之比，即鍋爐的效率=有效能量/輸入的全部能量。照此分析，當(dāng)效率大于100%時(shí)，豈不是意味著冷凝爐的有效能量已經(jīng)大于輸入的能量了嗎?換句話說(shuō)，冷凝爐運(yùn)行時(shí)能提供的能量，比當(dāng)時(shí)輸入的能量還要多。這豈不是與能量守恒定律不相符了?
冷凝鍋爐確實(shí)能提高鍋爐的熱效率
從應(yīng)用實(shí)踐和理論方面分析，冷凝爐技術(shù)確實(shí)能夠提高鍋爐的熱效率。冷凝鍋爐是通過(guò)降低排煙溫度等手段提高鍋爐運(yùn)行效率的一種升級(jí)產(chǎn)品。如果把普通鍋爐改進(jìn)成冷凝爐，須做好如下三方面的工作：首先是適當(dāng)增加鍋爐的受熱面，將鍋爐的主換熱器及煙氣通道等尾部設(shè)備改用耐腐蝕材料。其次是將燃燒系統(tǒng)原先的燃燒方式改為按比例調(diào)節(jié)的燃燒方式，確保燃燒的穩(wěn)定和高效。最后要增加冷凝水排放系統(tǒng)。
隨著排煙溫度的降低，鍋爐的效率就提高了。其原因來(lái)自兩個(gè)方面：
第一、排煙溫度降低后，鍋爐排煙的熱損失也隨之降低。由于排煙熱損失是燃?xì)忮仩t的主要熱損失，因此鍋爐熱損失減少，效率就會(huì)提高。
第二、排煙溫度降低到100℃以下時(shí)，煙氣中的水蒸汽會(huì)冷凝成水，而水蒸汽在冷凝過(guò)程中釋放出的熱量可以被鍋爐吸收，從而使鍋爐的整體效率提高。
通常，1公斤水蒸汽冷凝成液態(tài)水大概可以釋放出2500千焦的熱量，正因?yàn)殄仩t多吸收了這部分熱量，使其變成了鍋爐的有效熱，進(jìn)而提高了鍋爐的效率。
冷凝鍋爐的熱效率為什么能超過(guò)100%
鍋爐效率的定義公式是：η=Q1/B*QDWy*100(%)。即，效率=鍋爐有效利用熱÷輸入鍋爐的熱量的百分?jǐn)?shù)。
Q1表示鍋爐有效熱，B表示燃料的消耗量,QDWy表示燃料的應(yīng)用基低位發(fā)熱量，其中Q表示燃料的發(fā)熱量。燃料的發(fā)熱量也稱作燃料的發(fā)熱值，是燃料的特性指標(biāo)，表明燃料品質(zhì)的高低，也是鍋爐燃燒工況以及熱效率的分析和計(jì)算依據(jù)。燃料發(fā)熱量有高位和低位之分。燃料高位發(fā)熱量是指燃料完全燃燒釋放出的全部熱量，此熱量包括了燃料燃燒后所產(chǎn)生的水蒸汽所含有的熱量。燃料低位發(fā)熱量是高位發(fā)熱量扣除燃料中的水分汽化潛熱而得到。氣體燃料中的水分包括外部水分和內(nèi)部水分兩種。外部水分主要是在制氣過(guò)程中附帶的一些水分和輸送過(guò)程中混雜在氣體內(nèi)的水分，在氣體內(nèi)這部分水所占的比例很少。內(nèi)部水分主要是一部分相當(dāng)于結(jié)晶水的結(jié)合水，在氣體燃料中所占份額極少，甚至為零。除了這兩部分水分外，氣體燃料中的部分可燃分子在燃燒后會(huì)生成水分子，如城市煤氣中的氫氣、天然氣中的甲烷等。燃燒后生成的水是氣體燃料燃燒產(chǎn)物中水分的主要來(lái)源。
關(guān)于效率計(jì)算，我國(guó)和其他很多國(guó)家一樣，是以低位發(fā)熱量為計(jì)算依據(jù)。這種規(guī)定的出發(fā)點(diǎn)是讓煙氣中的水分以水蒸汽的狀態(tài)存在，并隨煙氣排出，而不希望煙氣中水蒸汽冷凝成水附著在鍋爐尾部設(shè)備的表面。因?yàn)樗鼧O易和煙氣中的氧氣、硫等發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕。換句話說(shuō)，國(guó)家在效率定義的規(guī)定中，就沒(méi)有將燃料的高位發(fā)熱值看做輸入鍋爐的熱量，沒(méi)有把煙氣中水蒸汽冷凝后產(chǎn)生的熱量回收考慮在內(nèi)。
從物理意義上解釋，如果用燃料的高位發(fā)熱量作為效率計(jì)算公式中的分母，冷凝爐的效率就不會(huì)超過(guò)100%。現(xiàn)在用低位發(fā)熱量作為效率計(jì)算公式中的分母后，由于冷凝爐的技術(shù)已經(jīng)提高，不用擔(dān)心冷凝水對(duì)尾部設(shè)備的腐蝕了，因而可以把原來(lái)不考慮回收的水蒸汽冷凝后所產(chǎn)生的熱量也回收回來(lái)。這樣一來(lái)，得到的熱量就可能比原來(lái)預(yù)計(jì)的多，與用高位發(fā)熱量作分母的效率計(jì)算方式相比，就超過(guò)了100%。但這并不是說(shuō)冷凝鍋爐在運(yùn)行中熱量生成多了，而是熱量利用更加充分了。
冷凝鍋爐有著如此高的熱效率，對(duì)節(jié)能減排有好處，所以，冷凝鍋爐必然是將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
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