Industrial Boilers and Heat Recovery Steam Generators pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Marcel Dekker Inc

作者:Ganapathy, V.

出品人:

页数:646

译者:

出版时间:2003-1

价格:$ 327.64

装帧:HRD

isbn号码:9780824708146

丛书系列:

图书标签:

工业锅炉
热回收蒸汽发生器
锅炉技术
能源工程
热力工程
传热
燃烧
电力工程
环保
工业设备

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具体描述

Filled with over 225 boiler/HRSG operation and design problems, this book covers steam generators and related systems used in process plants, refineries, chemical plants, electrical utilities, and other industrial settings. Emphasizing the thermal engineering aspects, the author provides information on the design and performance of steam generators and heat recovery boilers. He helps those involved in development understand which questions to ask when selecting a steam generator for their project. The book includes many easy to use calculations and effectively explains the theory behind the design and performance of all types of boilers, superheaters and economizers including specialty boilers.

锅炉与热力系统工程：前沿技术与实践应用本书聚焦于现代工业流程中的核心能源转化设备——锅炉及相关热力系统，深入探讨了从基础理论到前沿工程实践的广阔领域。本书并非传统意义上专注于单一设备（如工业锅炉或蒸汽发生器）的教科书，而是以更宏观的视角，剖析了能源高效利用、污染物控制、系统集成与智能运行等当代工程界面临的关键挑战与创新解决方案。第一部分：热力系统基础与优化设计本部分为读者奠定了理解复杂热力系统的坚实理论基础，并着眼于如何通过先进的设计理念提升整体效率和可靠性。第一章：现代热力循环的演进与选择本章详细分析了朗肯循环、卡诺循环在实际工业热力系统中的适用性与局限性。重点阐述了如何根据特定的负荷需求、燃料特性和环境法规，选择最优化的热力循环配置。内容涵盖了：先进蒸汽参数设计：超超临界（USC）蒸汽参数对系统效率的提升潜力与材料科学的匹配性挑战。有机朗肯循环（ORC）在低品位热源回收中的应用：详细分析了不同工质（如R245fa, 环己烷）的热力学特性、经济性评估及其在余热回收中的具体案例。联合循环系统集成：燃气轮机与蒸汽轮机联合发电（CCGT）系统的热力学匹配，以及如何优化中间热交换器的性能以最大化系统净效率。第二章：传热学在工程设计中的深化应用传热是锅炉及热力设备设计的核心。本章超越了基础的对流与辐射计算，深入到复杂工况下的传热机制。复杂几何结构中的流体动力学与传热：针对翅片管束、管束外流动扰流件等复杂几何形状，采用计算流体力学（CFD）方法进行精确建模与验证，重点讨论了湍流混合与边界层分离对换热系数的影响。相变传热的精确预测：针对沸腾和冷凝过程，系统介绍了适用于高压、高流速环境下的多相流模型（如两相流块状流、环状流模型），并探讨了污垢层热阻的动态演化及其对换热效率的长期影响。辐射传热的非均匀性分析：针对大炉膛内火焰辐射场的非均匀性，阐述了基于蒙特卡洛法或离散坐标法（DOM）的精确辐射计算方法，以及如何优化燃烧器布局以实现炉膛内壁面热流密度的均衡分布。第三章：流体机械与系统流体阻力分析高效的流体输送是保障系统性能的关键。本章关注锅炉系统中涉及的流体机械（如给水泵、引风机、送风机）的选型、性能曲线匹配与系统集成。系统阻力网络建模：构建精确的锅炉、管道、阀门、换热器等串联阻力网络，并采用迭代法或矩阵法求解系统工作点，确保流体机械在最优效率区运行。动态负荷下的泵与风机调节：探讨变频驱动（VFD）技术在调速控制中的应用，以及如何通过先进的过程控制策略（如基于模型的预测控制MPC）来应对快速负荷波动，同时最小化能源消耗。第二部分：先进燃烧技术与污染物控制现代能源设备必须在保证热效率的同时，实现极低排放。本部分是本书的重点，涵盖了从燃料适应性到末端治理的全流程技术。第四章：多燃料适应性燃烧系统设计本章探讨如何设计一个能够灵活应对不同燃料（煤、生物质、废弃物、低热值工业废气等）的燃烧系统，并保证燃烧的稳定性和高效性。煤粉燃烧的精细化控制：深入分析了煤粉粒度分布、雾化质量对着火点、火焰形状和NOx生成速率的耦合影响。探讨了富氧燃烧（OFG）在提高燃烧效率和后续捕集潜力方面的优势与挑战。生物质与废弃物共燃技术：针对生物质的挥发分高、灰分熔融性差的特点，设计了分级燃烧、循环流化床（CFB）燃烧系统，并重点分析了灰渣的腐蚀与结垢问题，提出了耐腐蚀材料的选择与表面处理技术。低NOx燃烧策略的深化：不仅限于炉内还原技术（如SCR/SNCR），更侧重于如何通过优化一次风/二次风配比、燃烧器设计，从源头上控制热力型和燃料型NOx的生成。第五章：高效的烟气净化与污染物深度脱除本章集中讨论烟气处理技术链条的集成与优化，特别是针对日益严格的SO2, NOx, 颗粒物以及新兴污染物（如重金属、二噁英）的控制。干法与半干法脱硫技术（FGD）的优化：分析了喷雾干燥法（FGD）中浆液制备、反应器内颗粒物行为和吸收剂利用率的关系，重点讨论了应对高SO2浓度或低负荷工况下的技术改进。颗粒物捕集技术的新进展：详细比较了袋式除尘器（布袋寿命、清灰机制）与静电除尘器（ESP 效率与比电阻变化的关系），并引入了电袋复合除尘器的性能分析模型。新兴污染物与超低排放控制：针对汞、砷等重金属的氧化、捕集与去除，探讨了活性炭喷射技术、催化剂载体材料的选择，以及在废水、废气中痕量污染物的在线监测与控制技术。第三部分：系统集成、自动化与可靠性工程现代热力系统是一个高度集成的复杂系统，其运行的稳定性和效率高度依赖于先进的控制与维护策略。第六章：过程控制与优化运行本章聚焦于如何利用现代控制理论，实现热力系统在多变量约束下的最优操作。先进过程控制（APC）在锅炉负荷跟踪中的应用：建立系统的非线性模型，利用模型预测控制（MPC）算法实现对蒸汽压力、温度、燃料量和空气量的协调控制，显著缩短负荷调整时间并减少超调。热能回收网络（HERN）的实时优化：对于拥有多个热源和热汇点的复杂工厂，采用线性规划或混合整数线性规划（MILP）方法，实时计算最优的热量分配方案，最小化一次能源输入。故障诊断与健康管理（PHM）：引入基于传感器数据的多维特征提取技术，利用机器学习算法（如支持向量机SVM、深度学习网络）对关键部件（如水冷壁、对流管束）的早期腐蚀、结垢或裂纹进行在线预警。第七章：材料腐蚀、垢层与系统寿命管理锅炉与热力设备长期运行的可靠性直接受制于材料的服役性能。高温腐蚀与氧化机制：深入分析了烟气侧硫酸盐/氯化物腐蚀（挂灰腐蚀）和金属材料在水/蒸汽侧的氢致脆化（Hydrogen Embrittlement）机理，并基于热力学和动力学模型预测材料的寿命衰减率。水处理化学的精密控制：讨论了全挥发物处理（AVT）、胺处理（AP）、All-Volatile Treatment（AVT）等不同水化学方案在不同压力等级系统中的应用，重点分析了pH值、电导率、溶解氧控制对管道沉积物（如铜沉积、氧化铁）的影响。在线检测与无损评估（NDE）：介绍超声波检测（UT）、相控阵超声（PAUT）在焊缝和管壁厚度监测中的应用，以及红外热成像技术在识别受热面泄漏或局部过热点的实战经验。本书旨在为热力工程、化学工程、能源动力工程的高年级学生、研究人员以及从事电厂、石化、冶金等行业能源部门的工程师，提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术参考。通过对这些相互关联领域的系统梳理，读者将能够掌握设计、运行和维护下一代高效、清洁热力系统所需的综合工程能力。