锅炉效率

锅炉的目的是利用大气中的氧气燃烧燃料中所含的氢气以产生热量。

燃烧效率分析仪利用这样一个事实：通过了解燃料（及其化学成分）并测量烟气温度以及氧气或二氧化碳水平，可以计算锅炉的效率。

在某些锅炉上，可以调整设置以最大限度地提高效率。

在完美的世界中，烟道中氧气含量为 0% 且烟气温度最低时可以实现最高效率。在现实世界中，必须考虑到变化和不确定性，因此 0% 氧气是不切实际的。锅炉的设置必须考虑到燃料成分、大气压力、风向、锅炉需求等的差异。

如果氧气水平设置得太低并且某些因素发生变化，燃烧过程可能会变得“富含燃料”，因为没有足够的氧气来燃烧所有燃料。这可能会导致产生大量的二氧化碳，并且在极端情况下，足够的燃料进入锅炉烟道并在燃烧室外点燃（爆炸）。

通常，天然气锅炉的氧气读数可能在 3% 至 5% 的范围内，燃油锅炉的氧气读数为 5% 至 8%，燃煤锅炉的氧气读数为 8% 至 10%。

现代冷凝式燃气锅炉的效率可以超过 100%，因为热量是从进入的空气中提取的。传统的砖砌燃煤锅炉的效率可能只有 50%。

燃烧效率与锅炉效率

燃烧或烟气分析仪用于测量锅炉内燃烧过程的效率。这与锅炉效率不同，因为它没有考虑例如锅炉外壳的热损失。因此，通常锅炉铭牌上标注的效率总是低于测量的燃烧效率。

净燃烧效率 v 总燃烧效率

净燃烧效率计算假设燃烧产物形成的水蒸气中包含的能量被回收并且不会从烟道或烟囱中排出。

总燃烧效率计算假设水蒸气中包含的能量没有被回收。

通常，天然气锅炉的净燃烧效率值与总燃烧效率值之间的差异约为 8%，且净值高于总值。

大多数锅炉制造商现在根据净燃烧效率来引用其锅炉效率。

冷凝式锅炉

一些现代锅炉现在被描述为冷凝锅炉。必须修改燃烧效率计算以正确反映这些锅炉内燃烧过程的效率。实际的区别在于，冷凝锅炉在排出烟气之前使用了一个额外的热交换器。这从烟气中提取额外的热量并进一步减少能量损失。在某些情况下，这可以导致净冷凝燃烧效率大于 100%。

通常，对于以天然气为燃料的锅炉，排出的烟气温度需要低于 50oC，以便冷凝过程回收额外的能量。高于 50oC 时，将进行正常的净燃烧效率计算。

过量空气

理论上存在一定量的新鲜空气，当与固定量的燃料混合并燃烧时，将导致完美燃烧。在这种情况下，所有燃料将被适当燃烧，并且空气中的所有氧气将被消耗。在这种情况下，不会有多余的空气，燃烧效率将最大化。

在现实世界中，完美燃烧是不可能的。理论量的新鲜空气将提供不足以完全燃烧的氧气，并且燃料中的一些碳将转化为一氧化碳而不是二氧化碳。缺乏空气会导致形成危险水平的一氧化碳并产生烟雾。

因此，通常会调整燃烧过程，以便存在一定程度的过量空气，以提供安全裕度。该水平的设置考虑了任何可能的过程变量，例如燃料供应的变化、大气压力的变化、风向的变化等。

需求计算

其中 O2 m% = 废气中氧气的测量值。

示例：

需求计算

注意 – 有关每个特定设备建议的过量空气水平的详细信息，请参阅制造商手册。

此信息是善意提供的，供经过培训的专业人员在适当考虑所涉及的任何风险后使用。

在对燃烧过程进行任何调整之前，请务必咨询设备制造商和当地法规。

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