Handbook for Cogeneration and Combined Cycle Power Plants pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Amer Society of Mechanical

作者:Boyce, Meherwan P.

出品人:

頁數:557

译者:

出版時間:

價格:150

裝幀:HRD

isbn號碼:9780791801697

叢書系列:

圖書標籤:

• Cogeneration
• Combined Cycle
• Power Plants
• Energy Efficiency
• Heat Recovery
• Power Generation
• Industrial Engineering
• Mechanical Engineering
• Renewable Energy
• Energy Management

能源工程與係統集成：麵嚮未來電廠設計與運營的綜閤指南 內容提要： 本書旨在為能源行業專業人士、高級工程學生以及政策製定者提供一個全麵、深入的視角，探討現代電力係統設計、優化、集成與可持續運營的前沿技術與最佳實踐。本書不聚焦於單一的發電技術路綫（如熱電聯産或燃氣輪機聯閤循環），而是緻力於構建一個廣闊的知識框架，涵蓋從宏觀的電網集成挑戰到微觀的先進材料應用，以及當前備受關注的能源轉型與低碳化路徑。 全書分為六大部分，共計十八章，結構嚴謹，內容涵蓋瞭當前能源領域最關鍵的幾個維度。 --- 第一部分：現代電力係統的基礎架構與挑戰 (Fundamentals and Grid Integration Challenges) 本部分為理解當前復雜能源環境奠定瞭理論基礎。它首先迴顧瞭傳統電力係統的核心運行原理，隨後深入分析瞭隨著可再生能源滲透率的提高，電網所麵臨的穩定性、慣量缺乏和輸電瓶頸等關鍵挑戰。 第一章：電力係統動態學與穩定性分析： 側重於同步發電機、異步發電機以及並網逆變器對係統慣量和頻率動態的影響。詳細闡述瞭等效慣量概念的局限性，並介紹瞭虛擬同步機（VSM）等先進控製策略在維持電網慣量方麵的應用。本章強調瞭快速的負荷頻率控製（ALFC）在應對高波動性電源接入時的重要性。 第二章：高滲透率可再生能源的電網接入標準與規劃： 探討瞭風能和太陽能並網對電網接入點（POI）特性的影響。內容涵蓋瞭電壓源逆變器（VSC）的電流控製、無功功率支撐能力（慣量支撐與電壓穩定）以及對繼電保護係統的影響。規劃部分聚焦於區域性輸電規劃如何適應分布式能源的隨機性與不確定性。 第三章：柔性直流輸電（HVDC）與電網互聯： 詳細分析瞭多端HVDC係統（MTDC）在連接不同頻率或不同同步區域電網中的優勢，特彆是在增強跨區域電力傳輸能力和阻尼低頻振蕩方麵的作用。討論瞭 VSC-HVDC（Voltage Source Converter HVDC）相對於LCC-HVDC在快速動態響應上的技術優勢。 --- 第二部分：先進熱力學與熱能迴收技術 (Advanced Thermodynamics and Heat Recovery) 本部分超越瞭常規蒸汽動力循環，關注如何從工業過程和現有能源設施中更高效地捕獲和利用低品位熱能，從而提升整體能源利用率。 第四章：超臨界和超超臨界（USC）蒸汽參數設計與材料科學： 深入研究瞭提高鍋爐效率的關鍵——提升蒸汽溫度和壓力。重點分析瞭為承受極高溫度和壓力（如700°C以上）所需的新型閤金（如鎳基或鐵素體/奧氏體不銹鋼）的蠕變性能、腐蝕抵抗性以及焊接技術。討論瞭新型流體介質在超臨界循環中的潛在應用。 第五章：有機朗肯循環（ORC）與中低溫熱源梯級利用： 專門探討瞭ORC在迴收工業餘熱、地熱能或低品位廢熱中的應用。本章詳細對比瞭不同工質（如矽氧烷、碳氫化閤物）的熱力學特性、安全性及對ORC係統整體效率的影響，並探討瞭係統集成優化。 第六章：先進熱能儲存技術（TES）： 不僅包括熔鹽儲熱，還深入分析瞭固體蓄熱材料（如再生磚、陶瓷）和先進流體（如傳熱油）在熱電聯産設施（如果涉及）或純熱電係統中作為短期和長期能量緩衝的應用。重點在於如何將TES無縫集成到發電或供熱流程中，以平抑負荷波動。 --- 第三部分：分布式能源係統與微電網 (Distributed Energy Resources and Microgrids) 本部分關注能源係統嚮更分散、更具韌性的架構演進，重點是微電網和社區能源管理。 第七章：微電網的架構、控製與自治運行： 詳細闡述瞭微電網的直流母綫與交流母綫結構，以及如何在並網和孤島模式之間平穩切換（無縫切換）。核心內容在於分層控製架構（一級電壓/頻率控製、二級功率共享、三級能源管理係統MES）。 第八章：先進的儲能技術及其在分布式係統中的應用： 區彆於前麵對大電網儲能的討論，本章聚焦於分布式儲能，如高能量密度鋰離子電池、液流電池在電能質量管理、峰值削減和輔助服務中的具體應用案例。討論瞭電池管理係統（BMS）的關鍵算法。 第九章：能源管理係統（EMS）與需求側響應（DR）： 探討瞭先進的預測算法（短期負荷預測、可再生能源發電預測）如何指導社區層麵的能源調度。詳細介紹瞭基於優化理論（綫性規劃、混閤整數規劃）的實時DR策略，以平衡本地供需。 --- 第四部分：汙染物控製與環境可持續性 (Pollution Control and Environmental Sustainability) 在嚴格的排放法規下，現代電廠必須集成高效的環境控製技術。本部分專注於減少氮氧化物、硫氧化物和顆粒物的技術。 第十章：先進的脫硝技術（SCR/SNCR）的優化： 比較瞭選擇性催化還原（SCR）與選擇性非催化還原（SNCR）的效率、催化劑中毒機製及最佳操作窗口。深入分析瞭低溫SCR技術在低負荷或溫度波動大時的挑戰與解決方案。 第十一章：硫氧化物（SOx）去除與濕法/乾法脫硫： 詳細分析瞭濕法脫硫（FGD）的工藝流程、石膏的質量控製與處理。對於乾法和半乾法脫硫，重點討論瞭反應劑的霧化技術和係統集成對除塵設備的影響。 第十二章：碳捕集、利用與封存（CCUS）的集成挑戰： 探討瞭當前主流的胺吸收法（化學捕集）在電力設施中的集成要求，包括對熱力循環的“能量懲罰”效應，以及提高吸收劑循環穩定性的工程對策。 --- 第五部分：係統可靠性、維護與數字化轉型 (Reliability, Maintenance, and Digitalization) 本部分關注電廠的生命周期管理、資産性能優化和工業物聯網（IIoT）的應用。 第十三章：基於狀態的監測（CBM）與預測性維護（PdM）： 引入傳感器技術、振動分析和油品分析，建立關鍵鏇轉設備（如泵、壓縮機、汽輪機）的健康指標模型。重點介紹如何利用機器學習模型預測剩餘使用壽命（RUL）。 第十四章：工業物聯網（IIoT）與數據安全： 闡述瞭在運營技術（OT）網絡中部署傳感器和邊緣計算節點的架構要求。討論瞭在連接性增加的同時，如何確保控製係統的網絡安全，防止勒索軟件或遠程攻擊。 第十五章：資産性能管理（APM）與運營優化： 介紹如何整閤曆史運行數據、設計基準和實時測量數據，建立一個統一的APM平颱，以識彆設備效率下降的根本原因，而非僅僅記錄故障。 --- 第六部分：未來能源場景與係統韌性 (Future Energy Scenarios and System Resilience) 本部分展望瞭能源係統的長期發展方嚮，重點關注氫能的整閤與係統麵對極端事件的韌性。 第十六章：工業用氫與電解水製氫技術： 探討瞭如何將大規模可再生能源與電解槽集成，實現綠氫的低成本製備。分析瞭不同類型電解槽（PEM、堿性、SOEC）在響應電網波動方麵的動態特性差異。 第十七章：能源係統韌性與氣候風險評估： 關注電廠基礎設施如何應對極端天氣事件（如洪水、熱浪、強風）。內容包括場地選擇的安全裕度分析、關鍵設備的物理加固措施以及構建冗餘供應鏈的策略。 第十八章：Power-to-X（P2X）與能源載流子轉換： 討論瞭將電力轉化為其他能源載體（如閤成天然氣、氨或液體燃料）的宏觀經濟學和技術路徑。分析瞭P2X在實現深度脫碳目標中的戰略定位。 --- 目標讀者： 能源係統的規劃工程師、電廠調試工程師、能源研究機構的研究人員、熱力學與電氣工程專業的高年級本科生及研究生。 本書特色： 強調跨學科集成思維，將熱力學、控製理論、材料科學和信息技術融為一體，為讀者提供一個麵嚮未來、多技術耦閤的能源係統解決框架。

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