锅炉热效率计算

锅炉热效率计算
1兆帕(MPa)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)约等于十个大气压,1标准大气压=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱约等于十米水柱,所以1MPa大约等于100米水柱，一公斤相当于10米水柱
水的汽化热为40.8千焦/摩尔,相当于2260千焦/千克.一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热
量.
一吨水=1000千克每千克水2260千焦 1000千克就是2260 000千焦
1吨蒸汽相当于60万千卡/1吨蒸汽相当于64锅炉马力/1锅炉马力相当于8440千卡热。

用量是70万大卡/H 相当于1.17吨的锅炉
以表压力为零的蒸汽为例，每小时产一吨蒸汽所具有的热能，在锅内是分两步
吸热获得的，第一步是把20度的一吨给水加热到100度的饱和水所吸收的热能，通常这部分热能为显热，其热能即为1000×（100－20）=8万/千卡时。

第二步则是将已处于饱和状态的热水一吨加热成饱和蒸汽所需要吸收的热能，
这部分热为潜热，其热能即为1000×539=53.9万/千卡时。

把显热和潜热加起来，即是一吨蒸汽（其表压力为零时）在锅内所获得的热能，
即：53.9＋8=61.9万/千卡时。

这就是我们通常所说的蒸汽锅炉每小时一吨蒸发
量所具有的热能，相当于热水锅炉每小时60万/大卡的容量。

天然气热值
天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ
产地、成分不同热值不同，大致在36000~40000kJ/Nm3，即每一标准立方米天然气热值约为36000至40000千焦耳，即36~40百万焦耳。

天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ。

而1度=1kW*h=3.6*10^6J=3.6*10^3KJ。

即每立方燃烧热值相当于9.3—9.88度电产生的热能， 3.83<1.07*9.3 OR 9.88
天然气价格：
天然气的主要成分是甲烷,分子式是CH4,分子量是12+4*1=16.
在1标准大气压下,1mol气体的体积是22.4升,1立方米的气体有
1000/22.4≈44.64mol,所以质量为16*44.64≈714.3克.
1000KG/0.7143KG=1399.97立方米
0.7174Kg/Nm3是天然气的密度，一吨天然气的体积就是1394m^3，运输时需要压缩。

所说的罐装的那是液化石油气。

压缩方式不同密度不同
气体的质量=气体的摩尔质量（克/摩尔）x气体体积（升）/22.4（升/摩尔）
一立方米天然气=1000升天然气
天然气中主要成分是甲烷，摩尔质量为16克/摩尔
1立方米天然气的质量=16（克/摩尔）x1000（升）/22.4（升/摩尔）=714.28克
1克=0.001公斤，所以714.28克=0.71公斤
一立方米天然气大约等于0.71公斤
天然气(LNG)即液态甲烷(CH4)，其储存温度为-162℃。

液化天然气由液态汽化
为气态，体积增大几百倍，气态甲烷是液态甲烷体积的625倍。

液化天然气密度：0．42～0．46 g／cm3
气态大约是：626.5 g/cm3
也就是1方0.625 KG。

1吨为 1000/0.625=1600方
1 m3液化天然气（LNG）可气化600 m3气
1 m3 LNG 的质量约为 430-470 Kg
天然气的主要成分是甲烷，化学式是CH4 。

离开气体的状态谈体积没有意义，1吨液态天然气为1×10^6g÷16g/mol=62500mol。

在标准状况下（STP，0℃，101kPa）气体摩尔体积为22.4L/mol，1吨液态天然气为1400立方米。

在25℃，1.01×10^5Pa时气体摩尔体积约为24.5L/mol，1吨液态天然气为153.1立方米。

0.7174Kg/Nm3是天然气的密度，一吨天然气的体积就是1394m^3，运输时需要压缩。

所说的罐装的那是液化石油气。

压缩方式不同密度不同
一立方米天然气质量为：0.7192千克
每吨天然气体积为：1390立方米。

天然气运输或交易，一般是按立方米计算的。

换算方法如下：
天然气的标准立方米指1大气压下，20摄氏度时的1立方米。

在这个条件下，任何气体22.4升都含有一摩尔（ 6.02×10^23个）分子。

一立方米为1000升。

天然气的主要成分是甲烷，分子量为16，一个甲烷分子质量约等于16个氢原子，也约等于16个质子质量。

质子质量为 1.6726231×10^-27 千克
所以一立方米天然气质量为：
1.6726231×(10^-27)×16×6.02×(10^23)×1000÷2
2.4
=0.7192千克
每吨天然气体积为：
1000/0.7192 = 1390立方米。

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燃气蒸汽锅炉产生1吨蒸汽需要多少方天然气，
首先我们需要了解1吨水变成水蒸气需要吸收热量，而这个热量值需要天然气
燃烧释放热量，通过锅炉设备，传递给介质水，水吸收热量发生物理性质的变
化，低温水变成高温水继而气化变成水蒸气，它完成这一过程需要吸收热量约
60万大卡然气品质.
当然，燃烧机的品质也是最主要的、好产品节能省气，锅炉品质是燃气蒸汽锅
炉每场生1吨蒸汽耗气量的主要因素；
每立方天然气热值为9000大卡（天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡）；
锅炉热效率0.91；
由此可以得出锅炉工作热量转移指数为0.91x9000=8190,（0.91*8500=7735）通过600000/8190=73.000，（600000/7735=77.57）
也就是说，理论上每产生一吨水蒸气，需要消耗约70-75方天然气
一吨锅炉相当于60万大卡的热水锅炉,1吨=0.7MW=60万大卡
1吨常压热水锅炉每小时最多提供热量60万大卡
1吨锅炉是指锅炉1小时产生的饱和蒸汽/饱和水或过热蒸汽量；它与你锅炉的参数有关。

产生多少大卡的热量与你从锅炉内吸收的热量有关。

即跟出去的介
质与进入的介质的焓差有关。

锅炉可用额定热功率来表征热量的大小,常用符号Q来表示,单位是MW.
热功率和蒸发量之间的关系,可以由下式表示:
Q=0.00278D(ig-igs) MW
式中--锅炉的蒸发量,t/h
ig,igs--分别为蒸汽和给水的焓,kj/kg.
对于热水锅炉:
Q=0.00278G(irs``-irs`) MW
式中:G--热水锅炉每小时送出的水量,t/h
irs``,irs`--分别为锅炉进,出热水的焓,kj/kg.
60万大卡/h的热量相当于1t/h锅炉。

通常所说的一吨锅炉相当于0.7兆瓦，相当于60万大卡。

所以2吨锅炉的额定热功率是120万大卡，也就是 1.4兆瓦
一吨常压锅炉，每小时产生1吨开水，也就是990000.75万大卡，
假设冷水温度5度,需要热量: (水的比热=大卡/4200j)
大卡=1000卡=4000千焦
Q=水的比热容*水的质量*温度绝对值
=4200*1000*（100-5）
=3990000000j
=990000.75大卡
下面是直接一吨水变成蒸汽的所需能量： 2.26*10^6(2260 000)千焦(539大卡）或者2.26*10^9(2260 000 000)焦耳
水的比热容是 4.2*103焦/千克·摄氏度,蒸气的比热容是 2.1*103焦/千克·摄氏度
汽化热是一个物质的物理性质.其定义为：在标准大气压(101.325 kPa)下,使一摩尔物质在其沸点蒸发所需要的热量.常用单位为千焦/摩尔（或称千焦耳/摩尔),千焦/千克亦有使用.其他仍在使用的单位包括 Btu/lb（英制单位,Btu为British Thermal Unit,lb为磅）.
水的汽化热为40.8千焦/摩尔,相当于2260千焦/千克.一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热
量.
一吨水=1000千克
每千克水2260千焦
1000千克就是2260 000千焦
蒸汽锅炉的功率又称蒸发量，就是每小时把水变成蒸汽的量：
吨/小时（T/h）或公斤/小时（kg/h）。

一吨锅炉，就是每小时能把一吨水变成水蒸气。

在我国，蒸汽锅炉的蒸发量与功率的对应关系是：
1T/h=1000kg/h=0.72MW=720kW≈955Hp（马力）
1MW=10^6W
1kW=1000W
1Hp（1马力，一匹）=0.745kW
蒸发的潜热是2260kJ/kg，所以，一吨蒸汽有热量2260*1000/4.18=54万大卡。

1吨燃气蒸汽锅炉每小时约需要80m3天然气。

根据每立方天然气燃烧值8500大卡计算，将1t水加热到100°C需要20万大卡热量，再加汽化热和高圧蒸汽温度(根据压力不同)超过100°C所需的热量,和损耗8~15%(85~92%的热效率)，以1蒸吨锅炉为例,工作圧力在 1.0NPa时，每小时耗气每小时耗气75~80m3（锅炉制造厂家不同略有差别）。

热值单位换算
卡、千卡、大卡、卡路里、千焦都是热量单位，它们之间的换算是：
1卡=1卡路里=4.186焦耳；
1千卡=1大卡=1000卡=1000卡路里 =4186焦耳=4.186千焦。

卡路里 (简称“卡”，缩写为"calorie")的定义为将1克水在1大气压下提升1摄氏度所需要的热量。

1千卡等于1000卡路里，约4186焦耳；
脂肪的热量约900大卡每百克；糖类和蛋白质的热量都只有400大卡每百克。

1大卡=1000卡=1000*4.18焦耳=4180焦耳
1MJ=1000000焦耳=239.234大卡
热效率计算
一.燃气锅炉
锅炉蒸发量与锅炉热效率
1吨/时（t/h）≈60×104千卡（大卡）/时（kcal/h）
≈0.7兆瓦（MW）
锅炉的热效率的测定和计算通常有以下两种方法：
1．正平衡法
用被锅炉利用的热量与燃料所能放出的全部热量之比来计算热效率的方法
叫正平衡法，又叫直接测量法。

正平衡热效率的计算公式可用下式表示：
热效率＝有效利用热量/燃料所能放出的全部热量*100％
＝锅炉蒸发量*（蒸汽焓－给水焓）/燃料消耗量*燃料低位发热量*100％式中锅炉蒸发量——实际测定，kg/h；
蒸汽焓——由表焓熵图查得，kJ／kg；
给水焓——由焓熵图查得，kJ／kg；
燃料消耗量——实际测出，kg/h；
燃料低位发热量——实际测出，kJ／kg。

上述热效率公式没有考虑蒸汽湿度、排污量及耗汽量的影响，适用于小型
蒸汽锅炉热效率的粗略计算。

从上述热效率计算公式可以看出，正平衡试验只能求出锅炉的热效率，而
不能得出各项热损失。

因此，通过正平衡试验只能了解锅炉的蒸发量大小和热
效率的高低，不能找出原因，无法提出改进的措施。

2．反平衡法
通过测定和计算锅炉各项热量损失，以求得热效率的方法叫反平衡法，又
叫间接测量法。

此法有利于对锅炉进行全面的分析，找出影响热效率的各种因
素，提出提高热效率的途径。

反平衡热效率可用下列公式计算。

热效率＝100％－各项热损失的百分比之和
＝100％－q2－q3－ q4－ q5－q6
式中 q2——排烟热损失，％；
q3——气体未完全燃烧热损失，％；
q4——固体未完全燃烧热损失，％；
q5——散热损失，％；
q6——灰渣物理热损失，％。