راندمان بویلر

راندمان بویلر

راندمان بویلر شرکت پاکمن

تاریخ انتشار: 11 خرداد 1394
تعداد بازدید: 6352

شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سطح دانش در صنعت ساخت بویلر می باشد. دستیابی به راندمان مطلوب مستلزم وجود استاندارد و نظامی کارآمد برای اعمال این ضوابط و نظام صحیحی برای ترویج و فراگیر نمودن استاندارد و کنترل کیفی تولید بویلر و نظام توسعه آموزش در بخش بهره برداری است. باید توجه داشت مادامی که در این خصوص از سوی مراجع قانونی الزامی نباشد، دستیابی به راندمان واقعی مطلوب میسر نخواهد بود. بنابراین بر سایر دستگاه های اجرائی است که به سهم خود دراعمال نظارت صحیح بر طراحی، ساخت و عرضه محصولات در صنایع و تعلیم نیروهای انسانی ماهر اهتمام ورزند و موانع موجود را راز میان بردارند تا اهداف مورد نظر به طور کامل تحقق یابد.

فهرست این کتابچه:

دیباچه
اصول احتراق
تعاریف راندمان
  الف- راندمان احتراق
  ب- راندمان انتقال حرارت
  ج- راندمان حرارتی واقعی بویلر
پارامترهای مؤثر در راندمان بویلر
  1- دمای گاز خروجی
  2- تعداد چرخش دود در بویلر
  3- سطح حرارتی
  4- هوای آزاد
  5- تلفات تابشی و کنوکسیون
  6- ترکیبات سوخت
  7- دمای محیط
  8- تطابق مشعل با بویلر

نحوه محاسبه راندمان حرارتی واقعی بویلر
   الف- تلفات حرارتی محسوس گازهای خروجی از دودکش
   ب- تلفات حرارتی ناشی از هیدروژن و رطوبت تعیین تلفات حرارتی دودکش توسط نمودار محاسبه راندمان واقعی حرارتی بویلر

شاخصهای مؤثر در محاسبات راندمان بویلر (دیباچه)

دپارتمان پژوهش و توسعه شرکت پاکمن در راستای انتقال دانش فنی به کارفرمایان و با توجه اخص به بهینه سازی مصرف سوخت و راهبری بویلرها که سرمایه ای کلان را در بر می گیرد، مبادرت به انجام مطالعات وسیع و بررسی همه جانبه راندمان واقعی بویلرهای ساخته شده در سطح کشور نموده است.
راندمان بویلر که یکی از پارامترهای شاخص جهت ارزیابی عملکرد بویلر است، تأثیر قابل توجهی بر روی هزینه های مصرف سوخت، تعمیر و نگهداری و عمر مفید دستگاه دارد. خاطر نشان می سازد که در حال حاضر در سطح کشور هیچگونه استانداردی جهت الزام انجام آزمایشات تعیین راندمانهای بویلر از سوی مراجع قانونی وجود ندارد و راندمانهای ادعا شده بدون انجام محاسبات واقعی و آزمایشات می باشد. لذا کارفرمایان می باید از سازندگان بویلر مدارک مربوط به داده های تست و نحوه محاسبات راندمان بویلر را درخواست نمایند تا ضمن بررسی موارد مذکور، صحت مشخصات فنی تجهیزات را نیز کنترل نمایند. از اینرو نوشتار ذیل به منظور شفافسازی و رفع ابهامات موجود در مفاهیم و تعاریف مورد استفاده در تعیین راندمان بویلرها ارائه می گردد. دراین مبحث، اصول پایه و روشهای استفاده جهت محاسبه و دستیابی به حداکثر راندمان بویلر ارائه گردیده است.


اصول احتراق:
عناصر اصلی سوخت شامل کربن و هیدروژن می باشد. هیدروژن به صورت غیر ترکیبی و آزاد نیز در گاز طبیعی وجود دارد. همراه با این مواد، مقدار کمی گوگرد و نیتروژن نیز وجود دارد.
احتراق سوخت، طی یک پروسه اکسیداسیون که همراه با آزاد شدن انرژی حرارتی می باشد صورت می گیرد. واکنش مابین اکسیژن موجود در هوا با کربن، هیدروژن و در صورت وجود گوگرد، رخ می دهد. این واکنش در شرایطی رخ می دهد که دما نسبتاً بالاست، این دما که دمای اشتعال نامیده می شود مابین 400 تا 700 درجه سانتیگراد و وابسته به نوع سوخت متغیر است. (این عدد تا 2000 درجه نیز می رسد) اگر هوا به میزان کافی و مناسب تأمین شود، کربن به طور کامل می سوزد و به دی اکسید کربن تبدیل می شود. هنگامی که به علت کمبود هوا پروسه احتراق به صورت کامل انجام نمی شود، گاز مونوکسید کربن تولید می شود. هیدروژن نیز می سوزد و تولید بخار آب می نماید. در صورت وجود گوگرد، این عنصر نیز در اثر احتراق، تولید دی اکسید گوگرد (SO2 ) می نماید و ممکن است در ادامه پروسه و ترکیب با مولکول اکسیژن دیگر، تری اکسید گوگرد (SO3 ) تولید شود. هوا به طور متوسط از لحاظ وزنی شامل 23.21% اکسیژن و 75.81% نیتروژن و مقادیری جزئی آرگون، هلیم و کریپتون می باشد. با درنظر گرفتن تخمینی جزئی، نسبت گازهای متشکله هوا به صورت 23.2% اکسیژن و 76.8% گازهای غیرقابل احتراق می باشد. از لحاظ حجمی نیز نسبت گازهای تشکیل دهنده هوا به صورت 20.9% اکسیژن و 79.1% گازهای غیرقابل احتراق می باشد. عناصر متفاوت ذکر شده به نسبت وزنهای مولکولی هر یک از عناصر، بشرح ذیل با اکسیژن ترکیب می شوند:

 

O2=32  اکسیژن
C=12        کربن
H 2=2  هیدروژن
N 2=28  نیتروژن
S=32      گوگرد 

تعاریف راندمان

راندمان، شاخص اندازه گیری عملکرد اقتصادی چرخه بقای تجهیزات می باشد.
برای راندمان بویلر سه تعریف به شرح ذیل وجود دارد:

الف- راندمان احتراق
ب- راندمان انتقال حرارت
ج- راندمان حرارتی واقعی بویلر

الف- راندمان احتراق
راندمان احتراق مشخصه توانایی مشعل جهت احتراق کامل سوخت است که برابر نسبت تفاضل انرژی ورودی و تلفات دودکش به انرژی ورودی می باشد. عموماً محدودة راندمان احتراق مابین 75-86 % گزارش گردیده است. مقدار سوختی که مورد احتراق قرار نمی گیرد و همچنین میزان هوای اضافی در راندمان احتراق تأثیرگذار است. مشعل هایی به راندمان بالا دست می یابند که مقدار سوخت مورد احتراق  قرار نگرفته و همچنین میزان هوای اضافی به حداقل ممکن رسیده باشد. لذا به منظور اطمینان از احتراق کامل سوخت، می باید هوا به میزان مناسب تأمین شود. بدیهی است ورود هوای اضافی منجر به سرد شدن شعله و نهایتاً کاهش راندمان بویلر می گردد. به منظور حصول اطمینان از واکنش مؤثر اکسیژن با مواد قابل اشتعال سوخت، هوای مورد نیاز برای احتراق می بایست در زمان مناسب به سیستم وارد شود. گازهای حاصله نیز می باید در دمای اشتعال و یا دمایی بالاتر باقی بمانند تا زمانی که پروسه احتراق کامل شود. حداکثر راندمان احتراق در زمان حداکثر دمای گاز حاصل می شود. اختلاط گازها و سرعت انبساط آنها جهت احتراق کامل سوخت بسیار مؤثر است.

ب- راندمان انتقال حرارت
راندمان انتقال حرارت نشانگر کارآمد بودن مبدل حرارتی بویلر می باشد که توانایی مبدل بویلر جهت انتقال حرارت از پروسه احتراق به آب یا بخار را مشخص می نماید و برابر با نسبت انرژی منتقل شده به آب یا بخار به انرژی ورودی به بویلر است. از آنجائیکه راندمان  انتقال حرارت منحصراً کارآمد بودن مبدل حرارتی بویلر را ارزیابی می نماید، لذا تلفات حرارتی تابشی و کنوکسیونی ناشی از بدنه بویلر و متعلقات مربوطه را درنظر نمی گیرد، از اینرو شاخص صحیحی از راندمان واقعی بویلر نبوده و نمی تواند در ارزیابیهای اقتصادی مورد استناد قرار گیرد. خاطرنشان می سازد جهت دستیابی به راندمان بالا، می باید انتقال حرارت از شعله مشعل و گازهای حاصل از احتراق تا حد امکان به حداکثر برسد. در صورتی که دوده بر سطوح حرارتی بویلر بنشیند و یا رسوب املاح و میکرو ارگانیسمها در آب بویلر ایجاد گردد، پروسه انتقال حرارت و بالطبع راندمان بویلر کاهش می یابد.

ج- راندمان حرارتی واقعی بویلر
راندمان سوخت به بخار یا آب، شاخص اندازهگیری همه جانبه راندمان حرارتی واقعی بویلر بوده که کارآمد بودن مبدل حرارتی بویلر را با احتساب کلیه تلفات حرارتی بویلر در نظر می گیرد. لذا این راندمان میباید در ارزیابی اقتصادی بویلر مورد محاسبه قرار گیرد.

طبق دستورالعمل ASME Power Test Code PTC,4.1 راندمان حرارتی واقعی بویلر بواسطه یکی از دو روش ذیل قابل محاسبه است:

I- روش انرژی ورودی به خروجی: بر مبنای نسبت انرژی خروجی به انرژی ورودی قابل محاسبه است.

II- روش تلفات حرارتی: بر پایه احتساب کلیه تلفات حرارتی بویلر بنا شده است و با احتساب  تفاضل مقادیر تلفات دودکش و تابشی و کنوکسیونی از میزان 100% حاصل می شود.

پارامترهای موثر در راندمان بویلر

پارامترهای کلیدی که در راندمان بویلر مؤثر می باشند، به شرح ذیل است:

1-  دمای گاز خروجی
2- تعداد چرخش دود در بویلر
3-  سطح حرارتی
4- هوای اضافی
5- تلفات تابشی و کنوکسیونی
6- ترکیبات سوخت
7- دمای محیط
8- تطابق مشعل با بویلر

1- دمای گاز خروجی
دمای گاز خروجی همان دمای گازهای حاصل از احتراق است که از دودکش بویلر خارج می شود. میزان دمای گازهای خروجی مورد استفاده در محاسبات راندمان بویلر می باید واقعی بوده و از صحت کافی برخوردار باشد به نحوی که انعکاس دهنده مصرف واقعی سوخت بویلر باشد.
طبق مشاهدات عینی، برخی سازندگان دمای گازهای خروجی را کمتر از میزان واقعی درنظر می گیرند که این امر باعث افزایش کاذب راندمان بویلر می گردد، لذا توصیه می گردد که گارانتی بویلر بر اساس دمای واقعی گازهای خروجی عرضه گردد.
لازم به توضیح است که شرایط اقلیمی محل پروژه در دمای گازهای خروجی تأثیرگذار است و می باید در نظر قرارگیرد. باید توجه داشت درصورتیکه دمای گازهای خروجی از دودکش، از حد مطلوبی پائین تر بیاید مشکلات کندانس پدید می آید. وجود بخار آب حاصل از احتراق هیدروژن منجر به نشست بخار آب در بدنه دودکش می گردد. در مورد سوختهای حاوی گوگرد نیز در اثر ترکیب گاز تری اکسید گوگرد با بخار آب، اسیدسولفوریک تشکیل می شود. جهت کاهش مشکلات ناشی از پدیدة خوردگی که در اثر حضور تری اکسید گوگرد ایجاد می شود، مبانی طراحی می باید بر اساس دمای 250-270 درجه سانتیگراد گازهای خروجی در نظر گرفته شود.
بنابراین در دماهای مذکور محصولات احتراق دربرگیرنده مقادیر قابل توجهی از حرارت محسوس همراه با گرمای نهان در بخار آب متراکم نشده می باشد.

2- تعداد چرخش دود در بویلر
تعداد پاس هایی که گازهای داغ حاصل از احتراق قبل از خروج از بویلر طی می کند یکی از عوامل تعیین کننده جهت مقایسه بویلرها می باشد.
به عنوان مثال یک بویلر سه پاس، سه فرصت جهت تبادل حرارتی مابین گازهای داغ و آب درون بویلر را فراهم می سازد، در نتیجه با توجه به اینکه دمای گاز قبل از خروج از بویلر کاهش یافته و حداکثر انرژی گرمایی جهت تبادل حرارت مورد استفاده واقع شده است، به علت ساختار فیزیکی مبدل حرارتی و ضریب انتقال حرارت، راندمان بالاتر و هزینه مصرف سوخت پائین تری را در مقایسه با بویلر دو پاس دارد.
در شرکت پاکمن، طراحی بویلرهای سه پاس به گونه ای در نظر گرفته شده است که به محض سرد شدن گازهای خروجی، سرعت گازها به حداکثر رسیده که این امر باعث تسهیل در خروج گاز سرد و متعاقباً افزایش راندمان می گردد. در شرکت پاکمن، طراحی بویلرها به گونه ای است که سطح مقطع مطلوب در مسیر هر پاس جهت سرعت مناسب گاز خروجی و انتقال حرارت  مهیا گردیده است.
3- سطح حرارتی
سطح حرارتی بویلر یکی از شاخص های قابل اهمیت جهت مقایسه پیشنهادات سازندگان می باشد. به طور کلی سطح حرارتی نشانگر این امر است که بویلر در چه شرایط سختی کار می کند.
بویلرهایی که سطح حرارتی بالایی دارند دارای تنش حرارتی کمتری بوده که منجر به راندمان بیشتر، استهلاک کمتر و عمر مفید بیشتر خواهد شد.
برابر بررسی های بعمل آمده برای یک ظرفیت مشخص شده، سطح حرارتی متفاوتی از سوی سازندگان ارائه گردیده است که این اختلاف بعضاً تا حدود %50 متغیر بوده است. شرکت پاکمن، برابر تحقیقات به عمل آمده، سطح حرارتی بویلرها را جهت دستیابی به حداکثر راندمان برابر 5 فوت مربع به ازای هر اسب بخار بویلر، مبنای طراحی پایه قرار می دهد.
4- هوای اضافی
مقادیر اکسیژن مورد نیاز جهت انجام واکنشهای احتراق، طبق محاسبات انجام گردیده در جدول شمارة 1 ارائه گردیده است. مقادیر ارائه شده برای شرایط ایده آل یعنی شرایط استوکیومتریک (Stoichiometric) می باشد.
در عمل، احتراق کامل طبق شرایط ایده آل امکان پذیر نمی باشد و به منظور احتراق کامل هوای بیشتری نسبت به مقادیر تئوری مورد نیاز می باشد. این شرایط ناشی از عدم اختلاط  کامل هوا با کل اجزاء مورد احتراق می باشد. بنابراین هوای اضافی میزان هوایی است که علاوه بر هوای موردنیاز مشعل، جهت تکمیل احتراق می باید تأمین گردد. لیکن این امر بدان معنا نیست که هوای اضافی بیش از مورد نیاز تأمین گردد، چرا که وجود هوای اضافی برای پروسه احتراق یکی از زمینه های اتلاف انرژی در صنایع را فراهم می آورد. از اینرو میزان هوای اضافی مورد نیاز می باید تحت کنترل قرارگیرد و طراحی بویلر به گونه ای انجام گیرد که احتراق در حداقل هوای اضافی صورت گیرد. تغییرات دما و فشار هوا می تواند باعث نوسانات در میزان هوای اضافی مورد نیاز بویلر شود. احتراق در مقادیر پائین هوای اضافی منجر به افزایش مونوکسید کربن و تولید دوده در بویلر و نهایتاً کاهش راندمان بویلر می شود. با توجه به تفاسیر ذکر شده، ضروری است که مقدار هوای مورد نیاز جهت طراحی برآورد گردد. لذا به منظور سهولت در تعیین مقدار هوای مورد نیاز نمودارهای ذیل برای سوخت مایع و گاز طبیعی تهیه گردیده است. لازم به توضیح است که حجم های ارائه شده برای شرایط استاندارد در دمای 15˚C و فشار 1 atm می باشد.

هوای اضافی

هوای اضافی

5 - تلفات تابشی و کنوکسیون
انرژی حرارتی بصورت تابشی و کنوکسیونی از بدنه و اجزاء بویلر هدر میرود.
تلفات حرارتی تابشی تابعی از دمای سطوح و فاصله تجهیزات تا سطوح سرد و تلفات حرارتی کنوکسیونی تابعی از دما و سرعت هوای محیط می باشد.
میزان تلفات مذکور تابعی از ابعاد بویلر و دما و فشار کاری بویلر می باشد که بر روی راندمان بویلر تأثیرگذار است. شرکت پاکمن با درنظر گرفتن حداقل دمای بدنه بویلر و ضخامت و دانسیته مناسب عایق، تلفات حرارتی را به حداقل رسانیده است که باعث افزایش راندمان واقعی بویلر گردیده است.


6- ترکیبات سوخت
ترکیبات شیمایی سوخت تأثیر به سزایی بر روی راندمان بویلر دارد. بنابراین به منظور دستیابی به محاسبات واقعی راندمان، صحت مقادیر ترکیبات سوخت مورد استفاده می باید بررسی گردد، چرا که در نظرگرفتن سوختی با مشخصات ایده آل راندمان را به طور غیر واقعی افزایش می دهد.


7- دمای محیط
دمای محیط اثرات قابل توجهی بر روی کارآیی بویلر دارد. هنگام بررسی محاسبات راندمان، شرایط دمایی محیط می باید مدنظر قرارگیرد.
از این رو به منظور دستیابی به راندمان بالاتر، توصیه می گردد که هوای محیط اطراف بویلر گرم باشد.


8- تطابق مشعل با بویلر
نحوه عملکرد بویلر بر مبنای قابلیت و توانایی مشعل و بویلر و کنترل کارکرد هماهنگ آنهاست.
مشعلی که تطابق لازم با بویلر را نداشته باشد، راندمان پائین تری داشته و هزینه های مصرف انرژی و تعمیر و نگهداری بیشتری را بدنبال خواهد داشت.

نحوه محاسبه راندمان حرارتی واقعی بویلر

جهت محاسبه راندمان حرارتی واقعی بویلر، تعیین پارامترهای ذیل ضروری می باشد.
- تلفات حرارتی محسوس گازهای خروجی از دودکش
- تلفات حرارتی ناشی از هیدروژن و رطوبت
- تلفات ناشی از احتراق ناقص
- تلفات ناشی از مواد قابل احتراق موجود در دوده
- تلفات حرارتی تابشی و کنوکسیونی از بدنه و اجزاء بویلر
جهت محاسبه راندمان حرارتی واقعی بویلر، تعیین پارامترهای ذیل ضروری می باشد.
همانطور که پیش از این نیز اشاره شد، دمای دودکش همان دمای گازهای حاصل از احتراق  (خشک و بخار آب) می باشد که از بویلر خارج می شود. طراحی بویلر باید به گونه ای صورت گیرد که بیشترین استفاده از حرارت ناشی از گازهای حاصل از احتراق امکان پذیر گردد. استاندارد بریتانیا BS 845 جهت تعیین میزان تلفات حرارتی دودکش روش محاسبه را در دو قسمت به شرح ذیل ارائه نموده است.

الف- تلفات حرارتی محسوس گازهای خروجی از دودکش

ب- تلفات حرارتی ناشی از هیدروژن و رطوبت که در اثر سوختن هیدروژن در پروسه احتراق ، بخار آب تولید می شود. این بخار آب دربرگیرنده گرمای نهان تبخیر است که آب در   پروسه تغییر فاز به بخار این مقدار انرژی گرمایی را دریافت نموده است .

لازم به توضیح است که ارزش حرارتی سوخت می تواند به دو صورت ارائه گردد.
- ارزش حرارتی ناخالص که نمایانگر کل حرارتی است که دراثر احتراق سوخت آزاد می شود.


(Gross Calorific Value)
(GCV)

- ارزش حرارتی خالص که برابر ارزش حرارتی ناخالص منهای گرمای تبخیر است.    

 
(Net Calorific Value)
(NCV)    


لذا محاسبات راندمان بویلر بر مبنای ارزش حرارتی خالص منجربه ارائه راندمان بالا می گردد.  از اینرو هنگامیکه راندمان عملکرد بویلر از سوی فروشندگان بویلر ذکر می شود ، خریدار می باید بر این موضوع وقوف کامل داشته باشد که فروشندگان بعلت تمایل به ارائه راندمان بالا، مبنای محاسبات را بر پایه ارزش حرارتی خالص قرار می دهند که این نوع محاسبه گمراه کننده است و به کرات نیز توسط فروشندگان استفاده می شود، در صورتیکه راندمان واقعی بویلر می باید بر پایه ارزش حرارتی ناخالص محاسبه گردد.
الف- تلفات حرارتی محسوس گازهای خروجی از دودکش
بمنظور فائق آمدن بر پیچیدگی های محاسباتی پایه که وزن گازهای خروجی که از دودکش عبور می کنند تقسیم بر نسبت هیدروژن به کربن سوخت را مد نظر قرار می دهد . استاندارد بریتانیایی BS 845 استفاده از ضرایب را برای سوخت های متداول در صنایع مجاز شمرده است.
تلفات حرارتی محسوس ناشی از هوای اضافی و ارتباط آن با نسبت دی اکسید کربن در  گازهای خروجی می باید مشخص گردد. میزان تلفات حرارتی محسوس توسط فرمول Siegert که در استاندارد BS 845 نیز بدان اشاره شده است تعیین می گردد. این فرمول بر پایه ارزش حرارتی خالص که به دمای گاز و نسبت دی اکسیدکربن مرتبط است، بنا شده است.

درصد تلفات محسوس حرارتی در گاز خروجی  =  gf
ضریب وابسته به نوع سوخت = K1
سوخت مایع  56/0 = K1
گاز طبیعی  38/0 = K1
دمای هوای محیط ورودی به بویلر = ta
دمای گازهای خروجی از بویلر = tg
درصد نسبت CO2 در گازهای خروجی= CO2 %

 

در فرمول فوق تلفات محسوس حرارتی qf به صورت درصدی از انرژی حرارتی خالص محاسبه می گردد.
برای ارائه تلفات نسبت به ارزش حرارتی ناخالص، میزان qf محاسبه شده در فرمول فوق می باید در ضریب نسبت ارزش حرارتی خالص به ارزش حرارتی ناخالص ضرب شود.
نسبت گاز دی اکسید کربن با نوع سوخت متغیر است. میزان واقعی دی اکسید کربن در گازهای خروجی می باید توسط روش های آنالیز گاز اندازه گیری گردد. یکی از روش های قابل اطمینان که برای آنالیز گازهای خروجی دودکش کاربرد دارد استفاده از دستگاه اکسیژن آنالایزر می باشد، دو نوع از این تجهیزات در حال حاضر کاربرد دارد:

1- دستگاهی که میزان اکسیژن را در دودکش اندازه گیری می کند و نمونه گاز، مرطوب و دارای بخار آب می باشد.

2- دستگاهی که میزان اکسیژن را در نمونه های برداشت شده از دودکش اندازه گیری می کند و نمونه ها گاز خشک بوده و آب نمونه نیز متراکم شده است.
بیشتر ارزیابی هایی که از راندمان احتراق صورت گرفته بر پایه نمونه های گاز خشک ارائه شده است. اگر بجای درصد دی اکسید کربن ارائه شده در فرمول Siegert ، درصد اکسیژن جایگزین شود ضریب تصحیح نسبت ارزش حرارتی خالص به ارزش حرارتی ناخالص می باید مورد استفاده قرارگیرد. مقادیر ثابت جدید از نسبت های ارزش های حرارتی فوق الذکر بدست می آید.

ارتباط بین درصد دی اکسید کربن و درصد اکسیژن به صورت ذیل بیان می شود.
 

ماکزیمم درصد  co2 در حالتی است که هیچگونه هوای اضافی وجود نداشته باشد. این مقدار برای سوخت مایع 6/15% و برای گاز طبیعی 9/11% می باشد. این فرمول برای سوخت های مختلف می تواند به صورت های ذیل ارائه شود.
سوخت مایع  (20/9-%O2) 74/0 = CO2 %
گاز طبیعی  (20/9-%O2) 57/0 = CO2 %

از ادغام ضرایب واستفاده از ارزشهای o2 ، تلفات محسوس حرارتی بر پایه ارزش حرارتی ناخالص سوخت با استفاده از مقادیر k1 طبق محاسبات ذیل انجام پذیر است.
سوخت مایع  711/0 = K1
گاز طبیعی  615/0 = K1
دمای هوای محیط ورودی به بویلر = ta
دمای گازهای خروجی از بویلر = tg
%LOSS=K1(tg-ta) ( 9/20 - %O2)
ب- تلفات حرارتی ناشی از هیدروژن و رطوبت
تلفات حرارتی دیگری که می باید به تلفات حرارتی محسوس اضافه گردد تلفات ناشی از هیدروژن سوخت می باشد که در پروسه تغییر فاز آب به بخار ایجاد می شود. استاندارد بریتانیایی BS 845 ، محاسبات این مقادیر را بشرح ذیل ارائه نموده است.
تلفات ناشی از هیدروژن و رطوبت در سوخت بر پایه ارزش حرارتی ناخالص سوخت برابر است با :

(H2O ) درصد وزنی آب موجود در سوخت = a
(H2)درصد وزنی هیدروژن موجود در سوخت = b
دمای محیط (ºc) = ta
دمای گاز خروجی (ºc) = tg
                                      ارزش حرارتی ناخالص سوخت (Kj / Kg ) = GCV

فرمول فوق می تواند به صورت مختصر و ساده تری بیان شود.
k2 = 0.0051 سوخت مایع
k2 = 0.0083 گاز طبیعی
دمای گاز خروجی ºC = tg
دمای محیط ºC = ta
درصد تلفات ناشی از هیدروژن و رطوبت=k2=[1121/4 + (tg-ta)]

از ادغام فرمول های مربوط به دو نوع تلفات حرارتی اشاره شده ، فرمول ذیل قابل دستیابی است.
درصد تلفات حرارتی ناشی از هیدروژن و رطوبت + درصد تلفات محسوس حرارتی = درصد تلفات دودکش
=   + k2=[1121/4 + (tg-ta)]
دمای گازهای خروجی ºc = tg
دمای محیط ºc = ta
ضریب ثابت تلفات محسوس حرارتی = k1
ضریب ثابت تلفات حرارتی ناشی از هیدروژن و رطوبت = k2

- تعیین تلفات حرارتی دودکش توسط نمودار
بمنظور سهولت و کاربردی نمودن تعیین تلفات حرارتی دودکش، نمودارهایی تهیه گردیده که پیچیدگی های محاسباتی را نداشته و اطلاعات براحتی از آنها قابل برداشت است . نمودارهای ذیل بر اساس ارزش حرارتی ناخالص سوخت ارائه شده و کل تلفات حرارتی از آن قابل استخراج  می باشد. لازم به توضیح است که این نمودارها شامل تلفات گاز محترق نشده نمی باشد و  فرض بر آن است که گاز co در گازهای خروجی دودکش وجود ندارد و احتراق به صورت کامل انجام پذیرفته است.

محاسبه راندمان واقعی حرارتی بویلر

راندمان واقعی حرارتی بویلر با تفاضل کل تلفات حرارتی از کل انرژی سوخت حاصل می شود.


کل تلفات حرارتی – 100 = درصد راندمان واقعی حرارتی بویلر
 

کل تلفات حرارتی برابر مجموع تلفات ذیل است:

- تلفات حرارتی محسوس گازهای خروجی از دودکش
- تلفات حرارتی ناشی از هیدروژن و رطوبت
- تلفات ناشی از احتراق ناقص
- تلفات ناشی از مواد قابل احتراق موجود در دوده
- تلفات حرارتی تابشی و کنوکسیونی از بدنه واجزاء بویلر

بنابراین برای تعیین راندمان واقعی حرارتی بویلر، می باید کلیه تلفات حرارتی فوق الذکر به تفکیک محاسبه و در نهایت مجموع این تلفات از 100 کسر شود.