余热锅炉基本基本知识
余热锅炉介绍学习资料
余热锅炉介绍余热锅炉定义利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的显热或(和)其可燃物质燃烧后产生的热量的锅炉。
或在燃油(或燃气)的联合循环机组中，利用从燃气轮机排出的高温烟气热量的锅炉余热锅炉与常规锅炉的区别:★余热锅炉利用燃气轮机排出的废气为热源，因此无需燃烧系统(除非有补燃要求) ；★余热锅炉无需配备风机(通风来自燃气轮机的排气)；★余热锅炉可在多压状态下产生蒸汽以提高热回收效率；★热传导靠对流而不是靠辐射；★余热锅炉不采用膜式水冷壁结构；★余热锅炉采用翅片管最大限度地强化传热。
余热锅炉常规锅炉典型的余热锅炉的纵剖面图余热锅炉的分类:从燃气侧热源分★无补燃余热锅炉单纯回收燃气轮机排气的热量，产生一定压力和温度的蒸汽。
★有补燃余热锅炉▲部分补燃型向余热锅炉内加喷有限燃料，燃烧消耗掉一部分燃机透平排气中的氧气，使锅炉受热面的燃气温度提高到700—1000℃。
特点：●余热锅炉结构简单（无需辐射换热，只需增加对流换热面）；●蒸发量比无补燃余热锅炉增大一倍。
▲完全补燃型向余热锅炉喷入大量的燃料，在余气系数 1.1的条件下把从燃机透平送来的高温燃气中的氧气几乎完全燃烧掉。
特点：●余热锅炉需要敷设辐射换热面；●蒸汽量可以达到无补燃余热锅炉的6—7倍。
烟道式补燃燃烧器的结构一般来说，采用无补燃的余热锅炉的联合循环效率相对较高。
目前，大型联合循环大多采用无补燃的余热锅炉。
从蒸发器中汽/水工质的循环方式分：★强制循环余热锅炉★自然循环余热锅炉?区别：有无循环水泵加压强制循环余热锅炉原理示意图自然循环余热锅炉原理示意图卧式自然循环的原理：布置在炉膛内的水冷壁受到高温烟气（或火焰）辐射的热量加热后，管内水的温度迅速升高，一部分水汽化，在管内形成汽水混合物。
布置在炉墙外侧下降管中的水，由于不受热，它的密度就大于汽水混合物的密度。
下降管一侧的压力大于水冷壁一侧的压力，二者之差为流动压头。
在流动压头的作用下，水从下降管向水冷壁管（上升管）不断地循环流动，这种现象称为自然循环。
余热锅炉与常规燃料锅炉的基础知识
余热锅炉与常规燃料锅炉的基础知识锅炉是一种封闭的容器，它提供了一种将燃烧热传递到锅炉内的方式直到它变成加热的水或蒸汽。
然后是热水或蒸汽在压力下可用来传递热量到一个过程中。
水是一种有用又便宜的媒介将热传递给一个过程。
当水沸腾成蒸汽时，它的体积增加约1600它产生的力量几乎和一样具有爆炸性。
这使锅炉极其危险的设备，必须小心处理。
把液体加热到气态的过程叫做蒸发。
热是通过辐射从一个物体传递到另一个物体，辐射就是热量的传递从热体到冷体无输送介质，对流，传递热量由输送介质，如空气或水传导而来，热量的传递靠实际身体接触。
余热锅炉和常规燃料锅炉是两种不同类型的热能转换设备，各自具有其特点和适用范围。
锅炉系统包括:给水系统、蒸汽系统和燃料系统。
给水系统为锅炉提供水，并自动调节以满足蒸汽的需求。
各种阀门提供检修通道。
蒸汽系统收集并控制锅炉产生的蒸汽。
蒸汽通过管道系统被导向点使用。
在整个系统中，蒸汽压力通过阀门进行调节和检查蒸汽压力表。
燃料系统包括所有用于提供燃料以产生必要的热量的设备。
燃料系统所需的设备取决于燃料的类型。
余热锅炉是一种工业锅炉设备，主要作用是将高温尾气所含的热能转换为蒸汽。
它主要用于回收各种高温工业废气所含的热量，提高能源利用率。
余热锅炉包括省煤器、蒸发器和过热器等几部分，这些部分将依次通过饱和蒸汽和过热蒸汽。
相比之下，常规燃料锅炉是根据人们的生产和生活需要，以各种燃料为能源，将水加热到一定温度使之沸点以上，将水从液态变为气态的设备。
它通常使用煤炭、石油或天然气等燃料，通过燃烧将化学能转化为热能。
锅炉中的水吸收燃烧产生的热量，加热到一定温度后变成蒸汽。
总的来说，余热锅炉主要关注废热的再利用和能源效率，而常规燃料锅炉则更广泛地用于提供热水和蒸汽，满足人们的生产和生活需求。
余热锅炉
给水泵检修隔离
停止给水泵变频运行，断开变频6KV开关。拉出小车开关。 挂禁止操作牌。 关闭给水泵的出口调整门，出口手动门，再循环门 电动门拉电，拉出开关，挂禁止操作牌。退出电机加热器。 检查给水泵出口压力和进口一致。 （注意）缓慢关闭给水泵进口门（另一台泵在运行的情况 下）。关的过程中密切检查泵的进口压力，若压力升高， 应停止关闭。 检查出口逆止门是否不严。手动关紧出口门。 直到压力不升高位置，否则停止该泵的隔离。 开启泵体的放水门，在进出口门和再循环门上挂禁止操作 牌。
余热锅炉停运 燃气轮机打闸后，余热锅炉高、低压主汽出口电 动阀（锅炉侧）关闭，确保锅炉水位高于低低水 位； 关闭高、中、低压汽包连续排污阀； 停低压省煤器给水再循环泵； 锅炉上水至高水位，关闭给水泵出口阀，停给水 泵运行； 燃气轮机停机1h后，如有必要,可打开余热锅炉出 口挡板，重新启动燃气轮机，进行高盘冷却,以缩 短机组冷却时间，提早开始维修工作。
余热锅炉的概述 余热锅炉是回收燃气轮机排气中的余热，产生蒸 汽，推动蒸汽轮机发电的装置。 本厂 为三压、再热、无补燃、卧式自然循环锅炉 高、中压给水泵采用变频调节，两台互为备用 两台凝结水泵互为备用
余热锅炉启停操作 一）启动应具备的条件：控制系统、水位显示器 和变送器、调节阀门、电动门、化学加药系统、 排污系统、给水系统、电源空气源。 检查并清除锅炉烟道和烟囱内的杂物，所有人孔、 烟道接口和检查门必须紧闭。 除盐水合格 锅炉全面检查、试验结束，汇报值长
启动操作续 锅炉启动前汽轮机真空已经建立正常（-85KPa)。 旁路系统实验正常，能够正常操作。旁路减温水 正常。 随着燃气轮机的启动，余热锅炉开始升温升压。 锅炉高中低压汽包的定期排污开启，视情况开启 连续排污。开启高中压汽包过热器的疏水门。 高中压汽包升压后即可关闭定期排污门，关闭过 热器的疏水门. 将高压减温水阀、再热减温水调节阀、各旁路减 温水投入自动。
第二章余热锅炉基础知识
过热蒸汽的温度与饱和蒸汽温度之差叫做蒸汽的过热度。 从某种意义上说，过热度越大，则表示蒸汽所储存的热 能越多，对外做功的能力越强。
28、热膨胀
物质在外压不变的情况下，受热体积随温度的升高而增 大的现象，称为物体的热膨胀。不同的物质，在温升相 同的情况下的膨胀值是不一样的，其中气体最大，液体 次之，固体最小。 物体温度上升1℃所引起的体积增大值与其0 ℃时体积之 比值，称为线胀系数。
在760mmHg压力、100℃下汽化，汽化潜热为539.6kcal。相 反，在此条件下，水蒸气冷凝释放出来的热，称为冷凝潜热， 数值与上相等。混合物的潜热可以实测或计算，其数值的大小 除了与组分的性质有关外，还与组分的含量有关，不是一个固 定的数值。
22、汽化热与凝结热的关系
在一定的压力和温度下，液体的汽化热与相同压力、温度下的 凝结热相等，即在温度、压力相同的情况下1kg饱和蒸汽凝结 时放出的热量等于1kg饱和水汽化时所吸收额定热量。
31、露点
将气体混合物在压力不变的条件下降温冷却，当冷却到 某一温度时，产生的第一个微小的液滴，此温度叫做该 混合物在指定压力下的露点温度，简称露点。处于露点 温度下的气体称为饱和气体。
气体的状态是通过温度、压力、比容、焓、熵等来表示的，这些表明气 体状态特征的物理量，称为状态参数。
20、显热
纯物质在不发生相变和化学反应的条件下，发生温度变化时所吸收或放 出的热量称为显热
PV=nRT
21、潜热
单位重量的纯物质在相变（在没有发生反应的条件下，物质发生了相态 的改变，称为相变。如水结成冰或水汽化成水蒸气等都是相变过程。） 过程中吸收或放出的热叫潜热。如1kg水在由液态受热变成水蒸气的过程 中所吸收的热叫水的汽化潜热，常用单位为kcal/kg。值得注意的是，在 相变时温度和压力都是不变的，否则不能称为潜热。因此，在提到潜热 数值时，要说明在什么温度下什么压力下，进行何种相变过程。如1kg水
余热锅炉基础知识讲解
额定 蒸发 量 t/h
额定出口蒸汽压力 MPa （表压） 0.4 饱和 0.7 饱和 1.0 饱和 饱和 1.25 1.6 额定出口蒸汽温度 ℃ 250 350 饱和 350 饱和 2.5 350 400
0.1 0.2 0.5 1 2 4 6 8 10 15 20 35 65
★ ★ ★ ★
★ ★ ★ ★
ΔΔ
型号代号 燃烧方式
Δ
×× — ×× / ×× — Δ ×
变型设计次序 燃料品种
过热蒸汽温度（饱和蒸汽不写此项）
额定蒸汽量
出口蒸汽压力
锅炉型式代号、燃烧方式代号、燃料品种代号见下表。 例如：DZL4—13—WⅡ表示单锅筒纵置式链条炉排锅炉，额定蒸发量4t/h，额定出口蒸汽压力13kg/cm2，供出饱和蒸 汽，燃用Ⅱ类无烟煤。
锅炉型号及表示
GB/T1626-92《工业锅炉产品型号编制方法》规定： 工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连。 △△ △ ×× ---- ××/××× ------ △ 燃料种类代号 过热蒸汽温度或出水/进水温度 额定蒸发量 额定热功率 工作压力 燃烧设备代号 锅炉总体型式代号
火管（锅壳）锅炉 锅炉总体型式 立式水管 立式火管 卧式外燃 卧式内燃 代 号 LS LH WW WN 锅炉总体型式 单锅筒立式 单锅筒纵置式 单锅筒横置式 双锅筒纵置式 双锅筒横置式 纵横锅筒式 强制循环式
适合于烟气条件恶劣,烟尘较多的余热锅炉的总体结构,基本上可分为 两种形式,即多烟道式和直通式。 1. 多烟道式余热锅炉 多烟道式余热锅炉一般分为四个烟道。第一烟道是一个大的辐射冷却 室,烟气在其中被冷却到烟尘的软化点以下,烟气中的大部份烟尘凝结成固 体颗粒后被分离下来。第二、三、四烟道是对流受热区，在这里垂直挂 着一排排与烟气成纵向冲刷的屏式受热面。 2. 直通式余热锅炉 直通式余热锅炉的辐射冷却室和对流区呈直线状连接,烟气是水平方向 流动。辐射冷却室体积庞大,内壁全是翅片管,烟尘在其冷却到烟尘的凝固 点以下，在有色冶金用的余热锅炉中，一般冷却到650℃左右，才进入后 面的对流受热区。 对流区内壁也是翅片管，中间分段悬挂屏式受热面。各屏之间的距离, 靠近辐射室最近的几排(凝渣管)间距较大，其后的各区段间距较小。 直通式余热锅炉在高温区及烟尘易粘附区设置了振打除尘。多烟道和直 通式余热锅炉一般都采用强制循环形式。
余热锅炉的原理介绍及其类型
余热锅炉的原理介绍及其类型
余热锅炉的原理介绍及其类型如下：
原理介绍：
1. 余热锅炉是发生器、热交换器、冷凝器、蒸发器等设备的组合，主要工作原理是高温物料在余热锅炉中吸收热量，将物料状态由气态（或接近气态）转变，同时余热锅炉出口的蒸汽或热水被回收并进入汽包进行汽水分离，再循环使用。
2. 余热锅炉内的换热器有两个功能：一是对烟气进行冷却，将余热锅炉能够回收的热量传递给冷却剂；二是实现给水逐步加热、汽化的过程，在换热过程中起到扩容的作用。
类型：
1. 自然循环余热锅炉，这类锅炉依靠锅水密度差来形成循环。
2. 强制循环余热锅炉，这类锅炉以水泵为动力，形成锅水循环流动。
3. 光管式余热锅炉，其显著特点为受热面为光管，简单可靠，经济性好。
4. 翅片式余热锅炉，其显著特点为受热面管子外侧面有翅片，增大传热面积，增强传热效果。
5. 膜式余热锅炉，它由波纹板组成锅筒，烟气和工质流动方向垂直，具有结构紧凑、占地面积小和运行可靠等优点。
以上就是余热锅炉的基本原理和主要类型。
余热锅炉在工业生产和节能减排中发挥着重要作用。
余热锅炉基本知识
余热锅炉基本知识余热锅炉采用翅片管道的原因:要提高余热锅炉的效率,必须减少烟温于锅炉汽水温度之间的温度差;存在面积，阻力；温差的矛盾关系！势必增加余热锅炉的受热面积;同时又增加了烟气流动阻力,为减少流动阻力损失,可以增大流通面积,降低流动速度;但是低速的流动势必降低传热效率;;从而增大传热面积;依次循环HRSG 的面积将会增大到无穷大;采用螺旋翅片管既可以保证足够的传热面积,加强传热，又可以减少烟气阻力!循环倍率：循环水量于产生蒸汽量的比值；蒸发器循环倍率最好不低于5；小于5容易出现汽水分层，汽塞，管道容易过热损坏；烟气阻力的影响:烟气阻力的增大,也就是余热锅炉进口到排烟烟筒的压差越大;流速越大增大传热系数可以减少受热面积,;但是势必造成燃机排烟压力增大,燃气透平做功能力下降;造成燃机出力下降;阻力每增加1KPA出力就下降0.8%;排烟温度：决定于节点温差的大小,一般为了防止烟气侧的低温腐蚀,较酸露点高10度;一般控制在110~130度;因为酸腐蚀的最大范围在100~130度,管道壁温要比水温高几度,所以在燃烧含硫的燃料时,给水温度可以比酸露点低5~10度;烟气的酸露点主要决定于烟气中的含酸量和SO2转换SO3的份量;以及锅炉中的过量空气系数温差1. 热端温差热端温差是指换热过程中过热器入口烟气与过热器出口过热蒸汽之间的温差。
降低热端温差，可以得到较高的过热度，从而提高过热蒸汽品质。
但降低热端温差，同时也会使过热器的对数平均温差降低，也就是增大了过热器的传热面积，加大了金属耗量。
大量计算表明，当热端温差选择在30～60℃范围内，是比较合适的。
2．节点温差节点温差也叫窄点温差，是换热过程中蒸发器出口烟气与被加热的饱和水汽之间的最小温差，当节点温差减小时，余热锅炉的排气温度会下降，烟气余热回收量会增大，蒸汽产量和汽轮机输出功都随之增加，即对应着高的余热锅炉热效率，但平均传热温差也随之减小，这必将增大余热锅炉的换热面积。
余热锅炉的结构和原理
余热锅炉的结构和原理一、余热锅炉的结构余热锅炉一般由锅筒、炉膛、燃烧设备、烟气道及热交换设备等组成。
1. 锅筒：余热锅炉的主要组成部分，用于容纳水和热气体。
锅筒通常采用水管式或火管式结构，以优化热传递效果。
2. 炉膛：炉膛是热燃烧空间，用于燃烧燃料产生高温烟气。
炉膛通常采用燃烧室和燃烧器等结构，以保证燃料充分燃烧并提供高温烟气。
3. 燃烧设备：燃烧设备包括燃料供给系统和风机系统。
燃料供给系统用于输送燃料到炉膛中进行燃烧，而风机系统则提供所需的空气以维持燃烧过程。
4. 烟气道：烟气道用于导出燃烧后的烟气，并将其引导至热交换设备。
烟气道通常包括烟气进口、烟气出口以及与锅筒相连的烟气侧。
5. 热交换设备：热交换设备用于将烟气中的热能转移到锅筒中的水，以产生蒸汽或热水。
热交换设备一般采用板式换热器、管壳式换热器或螺旋板换热器等形式。
二、余热锅炉的工作原理余热锅炉通过利用工业生产过程中产生的余热，将其转化为热能供应给其他设备或系统。
1. 燃料燃烧：余热锅炉首先将燃料供给到炉膛中，燃烧产生高温烟气。
燃料可以是煤、油、气等不同形式的能源。
2. 烟气通过烟气道：烟气从炉膛中产生后，通过烟气道进入热交换设备。
烟气道的设计可以减小烟气的阻力，提高热交换效率。
3. 热能转移：烟气在热交换设备中与锅筒中的水进行热能转移。
烟气的高温热量通过与水接触，使水的温度升高，从而产生蒸汽或热水。
4. 蒸汽或热水输出：在热交换过程中，通过适当的控制和调节，将蒸汽或热水输出到需要热能的设备或系统中，从而实现热能的利用。
总之，余热锅炉利用工业生产过程中产生的烟气余热，通过热交换设备将其转化为蒸汽或热水，以满足其他设备或系统的热能需求。
同时，通过有效回收和利用烟气中的余热，可以实现能源的节约和环境的保护。
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燃机余热锅炉基本原理介绍
燃机余热锅炉，英文简写为 HRSG（Heat Recovery Steam Generator），是燃气－蒸汽联合循环的重要组成部分。
其主要工作原理是通过布置大量的换热管（通常采用螺旋鳍片管）来吸收燃机排气的余热，产生蒸汽供汽机发电或作为供热及其它工艺用汽。
燃机余热锅炉发展至今，形成了各种结构形式和布置方法，简单介绍如下。
燃机余热锅炉按照其循环方式主要分为两种形式：即受热面水平布置的强制循环余热锅炉和受热面垂直布置的自然循环余热锅炉，两者的主要区别是强制循环锅炉需配置循环泵依靠循环泵的压头实现蒸发器内的水循环，而自然循环则主要靠下降管和受热的蒸发管束中工质的密度差来实现循环。
强制循环就国外而言主要在欧洲使用较多，国内主要用于燃机燃用重油等含灰较多燃料、受热面需吹灰和清洗的情况，如我厂提供深圳南山电厂、月亮湾等电厂的 9E 级燃机余热锅炉及浙江金华、广州明珠等 6B 级燃机余热锅炉。
自然循环就国外而言主要用于美国，国内主要用于燃机燃用天然气、轻油等清洁燃料的燃机余热锅炉，如我厂提供的深圳金岗、天津滨海等的6B，江苏无锡、海南南山的FT-8 及海南洋浦 V94.2 燃机余热锅炉。
强制循环和自然循环余热锅炉的结构形式见附图 1 和附图 2。
附图 1 强制循环余热锅炉
附图 2 自然循环余热锅炉
燃机余热锅炉按照是否补燃分为补燃型余热锅炉和非补燃型余热锅炉，除非是用于热电联产或其它特殊工艺要求，一般应选用非补燃型余热锅炉，因为补燃会降低余热锅炉的效率。
一般补燃采用烟道式燃烧器，布置在进口烟道中，仅利用燃机排气中的氧气而不掺入补燃空气，补燃后烟气温度控制在 750℃以下。
烟道式补燃燃烧器的布置位置见附图 3，其结构见附图 4。
附图 3 补燃位置
附图 4 烟道式补燃燃烧器结构
燃机余热锅炉按产生的蒸汽的压力等级数分为单压、双压、三压等，一般每个压力等级由相应的过热器、蒸发器和省煤器组成（中、低压系统有时不布置过热器或省煤器）；燃机余热锅炉还可以按是否自身除氧分为带整体式除氧器和不带整体式除氧器余热锅炉，按是否再热分为再热和非再热余热锅炉。
一般一台燃机余热锅炉根据需要由以上各个受热面组成，图5 至图12 是各种不同的受热面组成的燃机余热锅炉的流程图及温度－传热关系图。
图 5 单压锅炉流程图
图 6 单压锅炉温度－换热关系图
图 7 带自身除氧双压锅炉温度－换热关系图
图 8 低压饱和蒸汽双压锅炉温度－换热关系图
图 8 自身除氧三压锅炉温度－换热关系图
图 9 自身除氧三压锅炉流程图
图 10 三压锅炉流程图
图 11 三压再热锅炉温度－换热关系图
图 12 三压再热锅炉流程图
以上是燃机余热锅炉的各种形式，下面简单介绍一些常用概念。
管束的意思是指位于烟道同一部位的一组管子。
模块的意思是指一组管束并外包有护板。
管屏是指某一组具体的管子, 例如”高压过热器”, 注意一组管束中可能有一个以上的管屏。
右和左是指从燃气轮/发电机(CTG)向烟囱方向看的右左，换句话说就是沿燃机排气烟气(TEG)流向。
前后是指 HRSG 的烟气侧，前指烟气进入管束的位置，相反，烟气从管束的后面出来。
上游和下游是用来形容管侧流向，指的是蒸汽/水的流向。
列指的是与烟气流向垂直的管子，并按烟气流向编号，或者沿机组的长度方向。
某一管束的第 1 列指的是管束最前面的一列，或者是最热的一列。
横排指得是每列的管子数。
回路指的是介质在省煤器或过热器内的流通通道。
某一管屏的回路数等于流量均分的平行流通通道。
全回路是某一管屏的回路数与横排数相等，指此管屏的每一列内的所有介质都向同一方向流动。
半回路是某一管屏的回路数是横排数的一半，指此管屏的每一列内
的介质一半上流而另一半下流。
双回路是某一管屏的回路数是它横排数的两倍。
双回路要有两列平行的管子以使得一半的介质通过第一列管子，另一半的介质通过第二列管子。
管子的弯头和集箱用于选择管子与管子间的介质流向。
集箱是收集一组管子的工作介质，并标明上或下集箱。
在蒸发器，介质水通过下降管流向下集箱或汽包。
产生的多余的水或蒸汽则流向上汽包。
汽水混合二相介质则必须通过上升管流向汽包。
汽包内置的一次分离器则可以分离汽水混合物，将分离后的水作再循环而把蒸汽送出汽包。
省煤器是用于将给水温度提高到比汽包内相应饱和温度低几度。
此部件一般为鳍片管，
平均鳍片密度为6 i 清洁燃料），燃烧非清洁气体机组时鳍片密度一般较小为了使管子可
以清理。
如果设计标准是可能发生冷端腐蚀，那么此部件要设计成再循环或旁路，以保证管壁温度高于然用气体的酸露点。
蒸发器产生所要求的蒸汽的管屏。
典型小集箱蒸发器由汽包（汽包的一次腹板式分离器分离水和蒸汽、二次 Chevron 式分离器）、下降管（将锅炉水通到蒸发器底部再到入口集箱）、蒸发器管子（产生二相混合介质）、出口集箱（用作为集汽管）和上升管（将二相混合介质导入集箱）组成。
典型的汽包式蒸发器由汽包（汽包的一次腹板式分离器分离水和蒸汽、二次Chevron 式分离器）、下降管（将锅炉水导入蒸发器的泥浆汽包）、蒸发器管子（产生二相混合介质）、一个收集汽包（收集蒸发器管屏内产生的二相混合介质然后通过上升管通入汽包。
在高温燃烧设计中有时采用分开式的蒸发器部件，可以用前一个部件在烟气进入烟道燃烧器前进行冷却或者是给 SCR/CO 提供足够的运行温度范围。
此部件一般为鳍片管，平均鳍片密度为6dpi（清洁燃料），燃烧非清洁气体机组时鳍片密度一般较小为了使管子可以清理。
过热器是将饱和蒸汽温度提高到最终使用预定的限定温度（即蒸汽轮机和系统）。
此管屏可以是一列一列采用不同的鳍片密度，可以在保持允许的管壁温度条件下使热交换最大化，特别是在 HRSG 的入口处。
再热器将蒸汽轮机排除的高压蒸汽温度重新加热至预定的温度值。
经过再热的蒸汽一般再进入蒸汽轮机的中压缸。
这是提高整个联合循环效率的一种方法。
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窄点（pinch）、欠温（sub－cool）、接近点（approach）的含义见下图。
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图 13 窄点、欠温及接近点。