冷凝鍋爐的熱效率為何能超過100%
網(wǎng)址：www.188289.cn 更新時間：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100%?一說到這個問題，很多人都會提出質(zhì)疑，站在用戶的角度分析：鍋爐運行時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，當效率大于100%時，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，冷凝爐運行時能提供的能量，比當時輸入的能量還要多。這豈不是與能量守恒定律不相符了?
冷凝鍋爐確實能提高鍋爐的熱效率
從應用實踐和理論方面分析，冷凝爐技術(shù)確實能夠提高鍋爐的熱效率。冷凝鍋爐是通過降低排煙溫度等手段提高鍋爐運行效率的一種升級產(chǎn)品。如果把普通鍋爐改進成冷凝爐，須做好如下三方面的工作：首先是適當增加鍋爐的受熱面，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。其原因來自兩個方面：
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氣鍋爐的主要熱損失，因此鍋爐熱損失減少，效率就會提高。
第二、排煙溫度降低到100℃以下時，煙氣中的水蒸汽會冷凝成水，而水蒸汽在冷凝過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，正因為鍋爐多吸收了這部分熱量，使其變成了鍋爐的有效熱，進而提高了鍋爐的效率。
冷凝鍋爐的熱效率為什么能超過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數(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，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程中附帶的一些水分和輸送過程中混雜在氣體內(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)物中水分的主要來源。
關(guān)于效率計算，我國和其他很多國家一樣，是以低位發(fā)熱量為計算依據(jù)。這種規(guī)定的出發(fā)點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。因為它極易和煙氣中的氧氣、硫等發(fā)生反應，進而對設(shè)備造成嚴重腐蝕。換句話說，國家在效率定義的規(guī)定中，就沒有將燃料的高位發(fā)熱值看做輸入鍋爐的熱量，沒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)熱量作為效率計算公式中的分母，冷凝爐的效率就不會超過100%?，F(xiàn)在用低位發(fā)熱量作為效率計算公式中的分母后，由于冷凝爐的技術(shù)已經(jīng)提高，不用擔心冷凝水對尾部設(shè)備的腐蝕了，因而可以把原來不考慮回收的水蒸汽冷凝后所產(chǎn)生的熱量也回收回來。這樣一來，得到的熱量就可能比原來預計的多，與用高位發(fā)熱量作分母的效率計算方式相比，就超過了100%。但這并不是說冷凝鍋爐在運行中熱量生成多了，而是熱量利用更加充分了。
冷凝鍋爐有著如此高的熱效率，對節(jié)能減排有好處，所以，冷凝鍋爐必然是將來的發(fā)展趨勢。
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