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第一篇 热力1

第一章 燃料与燃烧1

第一节 燃料1

一、燃料分类及其性质1

二、燃料的成分和成分分析7

三、发热量9

四、我国常用燃料的特性11

第二节 燃烧基本概念18

一、燃烧的基本原理18

二、气体燃料的燃烧19

三、液体燃料（油）的燃烧22

四、固体燃料（煤）的燃烧24

五、燃烧污染物的生成机理27

一、燃烧空气量计算28

第三节 燃烧计算28

二、燃烧产物烟气量的计算30

三、烟气焓的计算32

思考题36

第二章 锅炉原理37

第一节 概述37

一、锅炉的类型和分类37

二、锅炉的工作原理40

思考题49

第二节 锅炉的热平衡50

一、锅炉的热平衡组成及热效率50

二、带入锅炉的热量Qr50

三、锅炉的有效利用热Q152

四、锅炉的热损失52

五、锅炉热平衡测试58

一、辐射受热面的结构及布置64

第三节 锅炉受热面的结构布置64

思考题64

二、对流受热面的结构及布置66

思考题69

第四节 锅炉水动力学69

一、水动力学的基本概念69

二、自然循环回路的工作特性71

三、自然循环回路的设计原则74

四、热水锅炉的工作特性76

思考题77

第五节 锅炉的强度计算77

一、元件强度的常规计算77

二、系统的强度83

思考题84

一、概述85

第一节 汽轮机级的工作原理85

第三章 汽轮机原理85

二、蒸汽在喷嘴和动叶通道中的86

流动过程86

三、冲动式与反动式汽轮机87

思考题91

第二节 多级汽轮机91

一、多级汽轮机的技术特点91

二、汽轮机及其装置的评价指标95

三、汽轮机的分类及选用98

思考题102

第三节 汽轮机的变工况特性102

一、汽轮机的负荷特性102

二、关于滑压运行105

三、供热汽轮机的工况图106

一、凝汽设备的工作原理108

第四节 汽轮机的凝汽设备108

思考题108

二、管束布置及真空除氧111

三、抽气器112

思考题114

第五节 汽轮机辅助系统114

一、轴封系统114

二、油系统115

三、冷却供水系统117

思考题122

第四章 锅炉房工艺设计123

第一节 锅炉房布置123

一、锅炉房位置的选择123

二、多层或高层建筑内锅炉房布置123

四、锅炉间的设备布置124

三、锅炉房布置的一般原则124

思考题126

第二节 锅炉选择127

一、供热介质和参数的选择127

二、锅炉设备选择原则128

三、锅炉台数的确定129

思考题129

第三节 锅炉烟风系统129

一、风机选择原则129

二、风机选择计算129

三、风烟管道设计及计算132

四、烟囱的计算134

思考题136

第四节 锅炉给水处理138

一、锅炉水质标准138

二、锅外水处理143

三、锅内水处理161

四、给水除氧系统163

五、锅炉排污171

思考题174

第五节 锅炉给水设备175

一、锅炉给水泵和给水箱175

二、凝结水泵和凝结水箱178

思考题179

第六节 锅炉房燃料贮运系统179

一、燃煤锅炉房的贮运煤系统179

二、煤粉制备191

三、燃油燃气锅炉房的燃油贮运和燃烧设施200

思考题215

第七节 灰渣贮运系统216

一、除灰渣系统的选择216

二、灰渣贮运217

三、除灰渣系统设计与主要计算218

思考题222

第八节 热水供热系统222

一、概述222

二、热水锅炉供热系统形式223

三、热水系统的定压及补水223

思考题230

第九节 锅炉烟气净化230

一、有关锅炉烟气排放的标准和规定230

二、锅炉大气污染物排放量和排放浓度的计算230

三、锅炉大气污染物防治原理、技术特点与选用要求232

思考题234

第五章 汽机房工艺设计235

第一节 发电厂热力系统235

一、发电厂原则性热力系统235

二、发电厂全面性热力系统240

三、凝汽式发电机组的总效率252

思考题255

第二节 热力系统主要设备选择255

一、除氧器255

二、给水泵255

三、减压减温器256

四、疏水扩容器257

五、热网加热器257

思考题257

第三节 供热机组的热经济性指标257

一、概述257

二、热电联产的总热效率257

三、热电联产热电比258

四、热电成本分摊比258

第四节 发电厂汽水管道设计259

一、概述259

五、热化发电率259

思考题259

二、管子的选择262

三、管道附件的选择265

四、管道及附件的布置269

五、水力计算278

六、支吊架设计281

思考题290

第五节 发电厂主厂房布置291

一、主厂房布置的原则和形式291

二、主厂房的设备布置293

思考题307

二、热力管道的敷设方式308

一、热力管道的布置原则308

第一节 热力管道的布置及敷设308

第六章 热力网及热力站308

三、架空敷设309

四、地沟敷设310

五、直埋敷设311

思考题318

第二节 热力管道系统318

一、热力管道种类及其参数318

二、热力管道系统318

思考题325

第三节 热力管道水力计算325

一、概述325

二、热负荷325

三、常用流速和粗糙度336

四、管径和压力损失计算337

五、水压图339

思考题345

第四节 管道热伸长及伸缩器345

一、管道热伸长的计算345

二、管道热补偿346

三、管道固定支架间距的确定348

四、支架荷载计算349

五、固定支架推力计算353

思考题363

第五节 管子和管道附件363

一、管子和管道附件的标准化363

二、管子365

三、常用阀件366

一、概述371

二、保温材料371

思考题371

第六节 管道保温及防腐371

三、管道保温结构372

四、保护层373

五、金属腐蚀、涂料及防腐374

思考题374

第七节 热力站374

一、热力站的规模375

二、热力站的连接方式375

三、换热器的选择375

四、水泵选择382

五、间接连接的采暖系统的定压382

六、直接连接的采暖系统采用的382

混水装置382

九、热力站设计的其他要求及383

注意事项383

八、凝结水回收383

七、用户回水加压泵383

思考题384

一、运行调节的基本方程式385

二、质调节386

三、量调节388

四、分阶段改变流量的质调节389

五、间歇调节390

第八节 热力网的供热调节395

思考题395

参考文献396

第二篇 燃气399

第七章 制气原料的特性和评价399

第一节 煤炭399

一、中国煤炭的分类399

二、衡量、评价煤质的特性指标和方法402

三、炼焦制气用煤的工艺特性415

四、气化用煤的工艺特性421

思考题426

第二节 油制气原料及其他改制原料427

一、重油制气原料与选择427

二、轻油制气原料与选择430

三、天然气改制的原料要求432

思考题432

第三节 天然气、液化石油气、矿井气、沼气的来源432

一、天然气432

二、液化石油气432

三、矿井气432

四、沼气433

思考题433

一、煤的成焦过程及气体析出途径434

第一节 炼焦制气原理及工艺434

第八章 制气原理及工艺434

二、炼焦用煤的基本要求、配煤和焦炭质量436

三、现代焦炉的结构、特点和主要附属设备440

四、焦炉的物料平衡和热平衡计算448

五、焦炉流体力学基础450

思考题455

第二节 煤炭气化原理及工艺455

一、连续与间歇煤制气气化原理及基本过程455

二、气化用煤的选择原则和基本要求456

三、普通煤气发生炉、水煤气发生炉、两段煤气发生炉、两段水煤气发生炉等的特点和结构459

四、气化过程计算467

五、气化工艺流程470

六、气化煤气站主要附属设备474

思考题482

一、重油间歇循环催化裂解制气原理及工艺483

第三节 油制气和天然气改质制气原理及工艺483

二、轻油间歇循环催化裂解制气原理及工艺486

三、天然气间歇循环催化改制原理及工艺492

思考题494

第九章 煤气净化、化产回收与加工495

第一节 焦炉煤气和化学产品的生成、组成和产率495

一、炼焦化学产品的生成495

二、煤气组成及化学产品产率495

三、粗煤气露点496

四、净煤气496

思考题496

第二节 煤气净化流程497

一、煤气净化工艺技术概述497

二、国内采用的几种煤气净化流程497

思考题499

二、煤气初冷、焦油氨水分离工艺及主要设备500

第三节 煤气的冷凝冷却和输送500

一、粗煤气在集气管内冷却500

三、煤气输送和焦油雾、萘杂质的脱除504

思考题507

第四节 煤气的脱氨及硫铵的制取507

一、饱和器生产硫铵的工艺原理及流程507

二、喷淋酸洗塔法生产硫铵工艺510

三、剩余氨水加工及浓氨水、无水氨制取510

思考题513

第五节 煤气的脱苯及苯回收514

一、粗苯的组成和性质514

二、煤气最终冷却514

三、用洗油吸收煤气中的苯族烃515

一、干法脱硫518

第六节 煤气脱硫脱氰的方法518

思考题518

二、湿法脱硫519

思考题523

第七节 苯精制和焦油加工的523

基本概念523

一、苯精制523

二、焦油加工525

三、沥青冷却及深加工527

思考题528

第十章 城镇燃气输配529

第一节 城镇燃气的质量要求529

一、城镇燃气的分类529

二、城镇燃气的质量要求529

三、天然气、液化石油气、人工煤气国家标准530

第二节 燃气的基本性质532

思考题532

一、混合物组分的表示方法和组分换算534

二、混合物物理、热力和燃烧性质的计算536

思考题558

第三节 城镇燃气用气量和用气指标558

一、城镇燃气用气量558

二、燃气用户用气指标559

三、年用气量560

思考题561

第四节 城镇燃气的用气工况561

一、不均匀系数的确定561

二、燃气管道计算流量确定564

思考题564

第五节 燃气管道水力计算565

一、燃气管道水力计算公式565

二、燃气管道起点和终点压力的确定574

三、燃气管道计算576

思考题582

第六节 燃气压力调节和计量原理582

一、燃气压力调节及调压器的构造582

二、计量器作用原理587

思考题589

第七节 燃气储配站589

一、概述589

二、低压储气罐590

三、高压储气罐596

四、燃气加压机598

思考题601

第十一章 燃气燃烧与应用602

第一节 燃气燃烧602

一、燃气的燃烧计算603

二、燃气燃烧反应动力学608

三、燃气燃烧的火焰传播611

四、燃气燃烧的方法614

思考题616

第二节 燃气燃烧器616

一、燃烧器的分类与技术要求616

二、扩散式燃烧器617

三、大气式燃烧器618

四、完全预混式燃烧器622

思考题626

第三节 燃气互换性626

一、燃气互换性和燃具适应性626

二、华白数和燃烧势627

三、燃气互换性原理628

四、城市燃气的分类629

思考题631

第十二章 工程设计632

第一节 气源工程设计632

一、炼焦制气厂632

二、煤气化厂及煤气站667

三、油煤气及天然气、液化石油气改制厂674

思考题691

第二节 城镇燃气输配693

一、天然气门站设计693

二、储配站工艺设计715

三、城镇燃气输配管网系统设计719

四、燃气管道设计724

五、调压站设计733

思考题743

第三节 液化石油气供应744

一、液化石油气运输745

二、液化石油气供应基地750

三、液化石油气气化站764

四、液化石油气混气站771

五、液化石油气瓶组气化站776

六、相关专业的安全防火设计要点779

思考题781

第四节 室内燃气设施及安全设计781

一、室内燃气管道781

二、室内燃气设备布置791

三、燃烧烟气的排除794

四、燃气的安全监控设施802

思考题802

第五节 钢铁企业副产煤气的回收和利用803

一、绪论803

二、煤气平衡的编制810

三、高炉煤气净化及余压透平发电设施812

四、转炉煤气净化回收储配设施822

五、煤气储气柜和煤气燃烧放散塔828

六、煤气混合站和加压站839

七、煤气管道844

思考题850

参考文献852

第三篇 气体855

第十三章 气体压缩机855

第一节 压缩机的分类及其用途855

一、压缩机的种类855

二、压缩机的应用859

思考题859

第二节 活塞式压缩机860

一、压缩机级的理论循环860

二、压缩机级的实际循环862

三、多级压缩865

四、压缩机的热力性能867

五、密封与润滑873

六、压缩机的附属设备876

思考题876

第三节 螺杆式压缩机877

一、基本结构和工作原理877

二、螺杆式压缩机的特点、分类和应用879

三、热力性能计算881

四、螺杆式压缩机机组系统设计887

思考题890

第四节 离心式压缩机890

一、离心式压缩机的工作原理890

二、离心式压缩机级内性能参数和轴功率893

三、性能曲线与调节897

思考题901

第十四章 制冷与低温903

第一节 制冷与低温的热力学基础903

一、相变制冷903

二、气体绝热膨胀制冷904

三、制冷循环热力学特性分析905

思考题910

第二节 制冷与低温工质性质910

一、概述910

二、流体物性计算的热力学基础912

三、制冷与低温工质的热力性质及其计算方法916

四、制冷与低温工质的物理化学性质916

五、常用制冷与低温工质918

七、工质与润滑油921

六、载冷剂921

思考题922

第三节 蒸气制冷循环923

一、单级蒸气压缩制冷循环923

二、两级蒸气压缩制冷循环931

三、复叠式制冷循环937

四、蒸气吸收制冷循环938

思考题942

第四节 气体的制冷和液化循环943

一、一次节流循环943

二、有预冷的一次节流循环945

三、二次节流循环947

四、等熵膨胀循环948

五、等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环950

六、复叠液化循环952

一、气体的理想分离953

第五节 气体分离的原理与方法953

思考题953

二、气体分离原理955

三、空气分离系统963

四、气体分离的其他方法965

思考题967

第六节 制冷与低温循环的热力学第二定律分析967

一、熵分析法968

二、？分析法970

思考题974

第十五章 供气制冷工程设计975

第一节 常用气体用途及气体品质975

一、各行业的气体用途975

二、用气品质979

第二节 用量平衡与供气站、制冷站的规模确定982

一、氧气平衡与空分装置能力确定982

思考题982

二、氢气平衡与制氢装置的能力确定984

三、空压站供气能力的确定985

四、制冷站供冷能力的确定986

思考题986

第三节 供气系统986

一、氧、氮、氩供气系统986

二、氢气供气系统987

三、保护气体供气系统987

四、压缩空气供气系统988

思考题990

第四节 供气站、制冷站的平面布置990

一、氧气站的平面布置990

二、氢气站的平面布置994

三、压缩空气站的布置995

思考题997

四、制冷站的布置997

第五节 供气设备998

一、空气分离设备998

二、制氢设备1004

三、空压站设备1010

思考题1011

第六节 气体贮存、灌装及运输1011

设备1011

一、气体贮罐1011

二、灌装设备1014

三、运输设备1015

思考题1018

第七节 供气站的管网设计1019

一、气体管网的布置与敷设1019

二、管道的水力计算1021

三、管道的热补偿1023

四、管道支架的跨距及荷载1027

五、管道强度计算和应力验算1034

六、管材及主要附件的选择1036

七、特殊管道系统1040

思考题1047

第八节 供气站及管网系统的施工安装及验收1047

一、供气站的安装及验收1047

二、供气站管道的安装及验收1048

思考题1050

第九节 供气站的防火防爆和噪声控制1050

一、防火防爆1050

二、噪声控制1051

思考题1057

参考文献1058