熱能工程基礎

熱能工程基礎

《熱能工程基礎》是2016年清華大學出版社出版的書籍,作者是李清海、張衍國。

基本介紹

  • 書名:熱能工程基礎
  • 作者:李清海、張衍國
  • ISBN:9787302454618
  • 定價:58
  • 出版社:清華大學出版社
  • 出版時間:2016.12.01
內容簡介,作者薦語,前言,目錄,

內容簡介

本書基於課堂教學和工程實踐,介紹了熱能工程領域鍋爐的基本構成和設計原則,包括燃燒設備、鍋爐部件、熱力計算、煙風阻力計算、鍋內過程與安全、鍋爐套用等方面的基礎知識以及一些概念的詮釋。為讀者提供了一個系統的關於鍋爐的歷史、發展、基本原理、設計準則等方面的認識。每一章後均附有思考題和習題,書後附有參考答案,便於教學中掌握要點和讀者自學,從而更好地了解鍋爐原理、設計、運行和套用等。
本書可作為高等學校能源動力類專業高年級本科生的教材,也可供能源利用等領域相關專業工程技術人員參考。

作者薦語

本書構建了一個新的視角來闡述鍋爐原理和設備,即以燃料燃燒特性、燃燒設備特點、受熱面布置、熱力計算、煙風計算、鍋內安全、鍋爐套用為坐標橫軸,以電站、工業、燃煤、燃油、燃氣、大中小型鍋爐等為坐標縱軸,橫縱交叉系統,全面介紹鍋爐的構成和設計原則。本書主要介紹了煤粉鍋爐、層燃鍋爐、循環流化床鍋爐、WNS燃油燃氣鍋爐,同時也介紹了餘熱鍋爐、有機熱載體爐和熱風爐等。還以專題的形式,為讀者呈現了關於鍋爐套用、運行、安全等方面的內容。每一章後均附有思考題和習題,便於教學中掌握要點,也便於讀者自學。當然,這種嘗試也存在一些不足,例如同一部分內容過多,甚至變得有些凌亂,有些描述也不夠嚴謹。此外,限於篇幅,有些內容介紹不夠系統,等等,還請讀者見諒。

前言

進入21世紀,人類對能源的需求和利用已經達到一個新的階段,人們日常的衣食住行以及國民經濟的各行各業都已離不開由化石能源轉化而成的蒸汽、熱水等熱能的綜合利用。
為了適應寬口徑教學的需求,兼顧從熱能設備基本原理到工程套用的過渡,本書系統整合了鍋爐原理、燃料與燃燒概論、燃燒理論與燃燒設備、爐內傳熱、鍋爐設備水動力學等課程內容,為讀者提供一個系統的關於鍋爐的歷史、發展、基本原理、設計準則等方面的基本認識,擴展讀者的知識面。
本書構建了一個新的視角來闡述鍋爐原理和設備,即以燃料燃燒特性、燃燒設備特點、受熱面布置、熱力計算、煙風計算、鍋內安全、鍋爐套用為坐標橫軸,以電站、工業、燃煤、燃油、燃氣、大中小型鍋爐等為坐標縱軸,橫縱交叉系統,全面介紹鍋爐的構成和設計原則。本書主要介紹了煤粉鍋爐、層燃鍋爐、循環流化床鍋爐、WNS燃油燃氣鍋爐,同時也介紹了餘熱鍋爐、有機熱載體爐和熱風爐等。還以專題的形式,為讀者呈現了關於鍋爐套用、運行、安全等方面的內容。每一章後均附有思考題和習題,便於教學中掌握要點,也便於讀者自學。當然,這種嘗試也存在一些不足,例如同一部分內容過多,甚至變得有些凌亂,有些描述也不夠嚴謹。此外,限於篇幅,有些內容介紹不夠系統,等等,還請讀者見諒。
本書由清華大學李清海和張衍國等編寫,李清海編寫了第2章、第3章、第6章、第7章、第8章第1~3節、附錄A和附錄B,張衍國編寫了第1章、第4章、第5章以及第8章鍋爐發展趨勢部分,杭州伯勒計算機技術有限公司侯士傑參與編寫了附錄A,向傑參與了校稿,全書由李清海統稿。
在本書編寫過程中,得到了清華大學熱能系佟會玲、楊瑞昌、呂俊復等老師的大力支持,在此向他們表示由衷的感謝。本書引用了一些書籍中的圖、表等,在文中均註明了引用來源,也引用了一些鍋爐廠或其他公司近期產品的圖紙和資料,在此謹致以誠摯的謝意。本書還獲得了“清華大學教學改革項目”資助。
根據作者的專業實踐,本書融入了作者的一些經驗和見解。限於作者水平,書中難免有粗疏錯漏之處,懇請讀者不吝指正。
編者2016年12月於清華園

目錄

第1章鍋爐與能源利用
1.1能源及其消耗現狀
1.1.1全球化石能源的儲量
1.1.2化石能源消耗狀況
1.1.3我國面臨的能源挑戰
1.2鍋爐發展簡史
1.2.1早期鍋爐
1.2.2現代鍋爐
1.2.3我國鍋爐發展歷程
1.3鍋爐的分類與系列
1.3.1鍋爐的分類
1.3.2鍋爐的系列和經濟指標
1.4鍋爐的典型套用
1.4.1民用供熱
1.4.2工業供熱
1.4.3熱力發電
1.5閱讀本書可能的收穫
思考題和習題
參考文獻
第2章燃料與燃燒
2.1燃料
2.1.1氣體燃料
2.1.2液體燃料
2.1.3固體燃料
2.1.4燃料的成分
2.2燃料的成分分析基礎和換算
2.2.1燃料的成分分析基礎
2.2.2煤的工業分析
2.2.3成分基礎換算
2.2.4發熱量及其換算
2.3燃料燃燒的空氣量
2.3.1燃料燃燒的理論空氣量
2.3.2燃料燃燒的實際空氣量
2.4燃料燃燒的產物
2.4.1燃燒產物的理論體積
2.4.2燃燒產物的實際體積
2.4.3煙氣成分與過量空氣係數測試
2.5焓溫表
2.5.1燃燒產物的焓
2.5.2焓溫表編制
本章結語
思考題和習題
參考文獻
第3章燃料燃燒與設備
3.1燃燒過程的化學反應原理
3.1.1燃燒化學反應速率
3.1.2燃燒形式的分類
3.2流體燃料燃燒
3.2.1氣體燃料燃燒原理
3.2.2氣體燃料的燃燒設備
3.2.3液體燃料燃燒原理
3.2.4液體燃料的燃燒設備
3.3固體燃料燃燒
3.3.1固體燃料燃燒氣體動力學分類
3.3.2固體燃料燃燒機理
3.4火室燃燒及設備
3.4.1煤粉的製備及系統
3.4.2煤粉在燃燒設備中燃燒
3.4.3煤粉燃燒器
3.5層燃設備
3.5.1爐排
3.5.2爐拱和二次風
3.5.3燃料特性對層燃的影響
3.6循環流化床燃燒設備
3.6.1循環流化床的發展與特點
3.6.2循環流化床基本原理
3.6.3循環流化床內物料流動
3.6.4循環流化床燃燒
專題1廢棄物的燃燒原理與設備
本章結語
思考題和習題
參考文獻
第4章鍋爐燃燒部件與受熱面布置
4.1鍋爐及其系統的主要部件概述
4.1.1鍋爐本體主要部件
4.1.2鍋爐輔助裝置
4.2鍋爐受熱面整體布置
4.2.1鍋爐受熱面布置的要求
4.2.2煙氣側流程
4.2.3工質側流程
4.2.4蒸汽參數影響鍋爐循環方式及受熱面布置
4.2.5鍋爐熱力系統的選擇
4.3燃燒方式選擇與燃燒設備布置
4.3.1煤粉爐總體布局及燃燒設備布置
4.3.2層燃鍋爐整體布置與燃燒設備布置
4.3.3循環流化床鍋爐的燃燒設備
4.3.4油氣鍋爐設備與布置
4.4受熱面的結構和布置
4.4.1水冷壁
4.4.2鍋爐管束和凝渣管
4.4.3過熱器
4.4.4再熱器
專題2過熱器和再熱器汽溫的調節
4.4.5省煤器
4.4.6空氣預熱器
專題3受熱面磨損與腐蝕的工藝考慮
本章結語
思考題和習題
參考文獻
第5章鍋爐設計與熱力計算
5.1鍋爐熱平衡
5.1.1正平衡效率
5.1.2反平衡效率
5.1.3鍋爐效率估算
5.1.4鍋爐熱效率限定值
5.2室燃爐爐膛結構與傳熱計算
5.2.1爐膛容積熱負荷和截面熱負荷
5.2.2煤粉爐爐膛結構設計
5.2.3煤粉爐爐膛傳熱計算
5.2.4爐內傳熱相似理論解法
5.2.5燃油、氣鍋爐的爐膛結構與傳熱計算
專題4鍋爐設計的一些係數的選取和計算
5.3層燃爐爐膛結構與傳熱計算
5.3.1層燃爐的爐膛結構設計
5.3.2層燃爐爐膛傳熱計算
5.4循環床爐膛結構與傳熱計算
5.4.1循環床爐膛結構設計
5.4.2循環床爐膛傳熱計算
專題5爐膛出口煙溫
5.5對流受熱面的設計與傳熱計算
5.5.1對流受熱面的結構
5.5.2基本傳熱方程
5.5.3換熱係數的計算
5.6鍋爐設計和熱力計算的基本步驟
5.6.1設計計算與校核計算
5.6.2熱力計算的基本步驟
專題6煤粉鍋爐燃燒調整
本章結語
思考題和習題
參考文獻
第6章鍋爐煙風阻力計算與風機選用
6.1概述
6.1.1煙風阻力計算的目的
6.1.2煙風阻力計算的原則和方法
6.2鍋爐煙風道的流阻計算
6.2.1沿程摩擦阻力
6.2.2局部流阻計算
6.3鍋爐受熱面的流阻計算
6.3.1氣流橫向沖刷光管管束
6.3.2管式空氣預熱器的阻力計算
6.3.3迴轉式空氣預熱器的阻力計算
6.4自生通風力計算
6.5風機的選擇與調節
6.5.1風機的選擇
6.5.2風機的調節
專題7爐膛外爆與內爆
本章結語
思考題和習題
參考文獻
第7章鍋內工質流動、傳熱與安全
7.1鍋爐水循環的方式
7.1.1自然循環
7.1.2強制循環
7.1.3直流型式
7.1.4複合循環
7.2自然循環迴路內的水循環及計算
7.2.1自然循環迴路
7.2.2自然循環的水循環計算
7.3自然循環鍋爐蒸汽品質的淨化
7.3.1蒸汽中雜質的來源及危害
7.3.2排污及鍋水品質
7.3.3蒸汽淨化的措施
專題8鍋筒內的水位與安全
7.4鍋內工質的傳熱
7.4.1流動的流型
7.4.2鍋內傳熱
7.5流動、傳熱安全問題及其對策
7.5.1流動過程安全問題及對策
7.5.2傳熱過程的安全及對策
本章結語
思考題和習題
參考文獻
第8章其他類型鍋爐和套用
8.1餘熱鍋爐
8.1.1餘熱利用
8.1.2餘熱鍋爐套用案例
8.1.3餘熱鍋爐設計及結構
8.2有機熱載體爐
8.2.1有機熱載體爐發展簡述
8.2.2有機熱載體爐的基本原理及分類
8.2.3有機熱載體爐的結構
8.2.4有機熱載體爐的工作系統
8.3熱風爐
8.3.1熱風爐分類
8.3.2熱風爐的特性
8.3.3幾種熱風爐介紹
結語:鍋爐的發展趨勢
思考題和習題
參考文獻
附錄A鍋爐熱力計算的軟體實現
A.1計算機算法的基本方法和步驟
A.2傳統計算使用的圖表的處理
A.3工業鍋爐設計計算軟體BBDCs
A.4熱力計算程式
A.4.1熱力計算基本方法
A.4.2軟體使用基本過程
A.4.3項目參數設定
A.4.4燃料參數設定
A.4.5熱平衡參數設定
A.4.6鍋爐模型構造
A.4.7輸入部件數據
A.4.8進行熱力計算
A.4.9查看初步計算書
A.4.10煙氣焓溫特性表
A.4.11計算結果匯總表
A.4.12輸出正式計算書
A.5計算過程軟體實現方法
A.5.1鍋爐模型構造
A.5.2部件參數輸入
A.5.3參數設定
A.5.4部件的計算
A.5.5部件參數輸出
A.5.6檔案存儲
A.5.7圖表處理和Excel導出
A.6熱力計算框圖匯總
A.6.1熱力計算總框圖(圖A.18)
A.6.2燃料計算總框圖(圖A.19)
A.6.3熱平衡計算總框圖(圖A.20)
A.6.4爐膛熱力計算框圖(圖A.21)
A.6.5對流受熱面熱力計算框圖(圖A.22)
A.6.6空預器熱力計算框圖(圖A.23)
A.7130t/h煤粉爐計算示例
A.8習題
參考文獻
附錄B思考題和習題參考答案要點
後記

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