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前言1

第1章 热能动力设备与能源管理1

1.1 实习的基本要求与主要内容1

1.2 能源概述1

1.2.1 能源及其分类1

1.2.2 能源结构2

1.2.3 世界能源发展趋势4

1.2.4 我国能源特点及能源战略5

1.3 热能动力设备及分类8

1.3.1 热能动力设备8

1.3.2 热能动力设备的分类9

1.4 热能动力设备的评价指标10

1.4.1 热经济性10

1.4.2 功率12

1.4.3 体积质量12

1.4.4 评价指标对热能动力设备应用范围的影响12

1.4.5 热能动力设备的主要技术参数14

1.4.6 发电厂的热经济性指标20

1.5 能源管理系统25

1.5.1 量平衡25

1.5.2 能源管理26

1.5.3 企业能源管理29

1.6 能源审计32

1.7 思考题32

1.8 自测题33

参考文献34

第2章 锅炉及换热器35

2.1 实习的基本要求与主要内容35

2.2 锅炉概述35

2.2.1 锅炉分类及其主要部件35

2.2.2 锅炉常见炉型37

2.2.3 锅炉参数38

2.3 锅炉燃料与热量守恒38

2.3.1 燃料组成与分类38

2.3.2 锅炉热量守恒40

2.4 锅炉燃烧方式及设备41

2.4.1 锅炉燃烧方式41

2.4.2 层燃燃烧设备42

2.4.3 煤粉炉悬浮燃烧设备43

2.4.4 流化床燃烧设备45

2.5 锅炉受热面47

2.5.1 炉膛水冷壁47

2.5.2 过热器和再热器48

2.5.3 省煤器和空气预热器49

2.6 锅炉水动力学及传热问题50

2.6.1 自然循环锅炉水动力学50

2.6.2 蒸发管传热恶化及其防治措施51

2.6.3 并联换热管组热偏差51

2.7 燃煤锅炉污染物排放控制52

2.7.1 硫氧化物的生成与控制52

2.7.2 氮氧化物的生成与控制52

2.7.3 二氧化碳的控制技术53

2.7.4 可吸入颗粒物的排放控制54

2.7.5 重金属元素的排放控制54

2.8 换热器55

2.8.1 换热器及其分类55

2.8.2 典型的高效无相变换热器57

2.8.3 蒸发器60

2.8.4 冷凝器63

2.8.5 热管换热器66

2.9 低压锅炉69

2.10 思考题70

2.11 自测题71

参考文献72

第3章 动力机械73

3.1 实习的基本要求与主要内容73

3.2 内燃机73

3.2.1 内燃机的总体构造73

3.2.2 内燃机主要性能指标与特性75

3.2.3 内燃机可燃混合气的形成和着火77

3.2.4 内燃机的换气和增压78

3.2.5 内燃机废气的排放与控制80

3.3 往复式压缩机82

3.3.1 往复式压缩机的实际工作过程82

3.3.2 往复式压缩机的主要机构83

3.4 汽轮机设备85

3.4.1 汽轮机本体85

3.4.2 多级汽轮机的工作过程及特点86

3.4.3 汽轮机相对内效率87

3.4.4 汽轮机的调节、保安和油系统88

3.4.5 汽轮机辅助设备89

3.4.6 汽轮机的起动与停机90

3.4.7 汽轮机正常运行中的维护91

3.4.8 汽轮机常见事故92

3.5 燃气轮机装置95

3.5.1 燃气轮机装置的热力循环95

3.5.2 燃气轮机类型及结构97

3.5.3 压气机99

3.5.4 燃气透平100

3.5.5 燃烧室与燃料供应101

3.5.6 联合循环103

3.6 涡轮机的调节与保护104

3.6.1 涡轮机与负载机组的自平衡特性104

3.6.2 涡轮机调速系统工作原理105

3.6.3 调节系统的静态特性106

3.6.4 涡轮机保护系统107

3.7 离心泵与风机108

3.8 轴流式泵与风机110

3.9 思考题111

3.10 自测题111

参考文献112

第4章 制冷与低温工程113

4.1 实习的基本要求与主要内容113

4.2 人工制冷方法113

4.2.1 液体汽化制冷113

4.2.2 气体膨胀制冷115

4.2.3 热电制冷116

4.3 冷库与气调设施117

4.3.1 冷库建筑117

4.3.2 冷库的制冷系统与速冻装置121

4.3.3 气调库和气调设备127

4.4 常用冷藏装置129

4.4.1 电冰箱129

4.4.2 冰激凌机132

4.4.3 冷柜133

4.4.4 陈列柜134

4.5 冷藏运输设备135

4.5.1 铁路冷藏车135

4.5.2 冷藏汽车136

4.5.3 冷藏船138

4.5.4 冷藏集装箱138

4.6 冷水机组139

4.6.1 冷水机组的分类、特点139

4.6.2 冷水机组的选择141

4.6.3 常用冷水机组141

4.7 制冰和制干冰装置145

4.7.1 盐水制冰装置145

4.7.2 快速制冰装置和其他制冰装置145

4.7.3 人造冰的储藏146

4.7.4 制干冰装置146

4.7.5 人造冰场146

4.9 现代大型空分装置147

4.8.1 空分产品的性能和应用147

4.8.2 空分产品的主要应用领域148

4.8.3 空分流程实现的条件148

4.8.4 空分流程的发展148

4.8.5 新型大型空分装置的流程149

4.8.6 规整填料塔及新型冷凝蒸发器154

4.8.7 全精馏制氩技术155

4.8.8 内压缩与外压缩空分流程156

4.8.9 氢的提取157

4.8.10 空气预冷系统158

4.8.11 离心式压缩机与透平膨胀机158

4.9 思考题159

4.10 自测题159

参考文献161

第5章 暖通空调162

5.1 实习的基本要求与主要内容162

5.2 空气热湿处理过程与设备162

5.2.1 空气热湿处理的依据与途径162

5.2.2 用喷水室处理空气162

5.2.3 用表面式换热器处理空气164

5.2.4 其他加湿处理过程与设备164

5.2.5 其他减湿处理过程与设备165

5.3 室内空气品质及其评价165

5.4 空气调节原理与技术166

5.4.1 空气调节的基础知识166

5.4.2 空调系统负荷的确定167

5.4.3 空气处理及其设备167

5.5 地源热泵系统169

5.5.1 分类169

5.5.2 特点170

5.6 采暖系统170

5.6.1 热负荷170

5.6.2 散热器采暖170

5.6.3 低温辐射采暖设计171

5.6.4 热风采暖和热空气幕172

5.6.5 采暖系统173

5.6.6 分户采暖及热计量176

5.7 思考题177

5.8 自测题178

参考文献178

第6章 冶金热能179

6.1 实习的基本要求与主要内容179

6.2 钢铁生产流程179

6.2.1 铁矿粉造块180

6.2.2 烧结过程181

6.2.3 球团过程183

6.2.4 烧结矿和球团矿的质量检验183

6.3 高炉炼铁工艺184

6.3.1 高炉操作制度184

6.3.2 装料制度184

6.3.3 高压操作187

6.3.4 高风温操作187

6.3.5 喷吹补充燃料188

6.3.6 富氧和综合鼓风操作188

6.4 加热炉189

6.4.1 连续式加热炉189

6.4.2 加热炉技术经济性能指标190

6.4.3 加热炉的冷却方式及汽化冷却191

6.4.4 加热炉的计算机自动控制192

6.4.5 加热炉的操作193

6.4.6 加热炉的维护和检修193

6.5 电厂燃气轮机组194

6.6 热电联产195

6.7 干熄焦及干熄焦发电195

6.7.1 干熄焦工艺195

6.7.2 干熄焦设备197

6.7.3 干熄焦锅炉197

6.7.4 干熄焦除尘197

6.7.5 干熄焦发电197

6.8 燃气的产生与净化199

6.8.1 高炉煤气的产生与净化199

6.8.2 焦炉煤气的产生与净化199

6.9 炼钢转炉蒸汽回收装置200

6.10 工业企业环境保护的实现201

6.10.1 清洁生产201

6.10.2 完善污染治理措施，最大限度地减少污染物的排放201

6.10.3 合理利用次生资源，实现固体废弃物资源化202

6.10.4 营造绿色生态环境202

6.10.5 加强环境监测以及按标准实施绿色管理203

6.11 思考题203

6.12 自测题204

参考文献205

第7章 热力发电技术206

7.1 实习的基本要求与主要内容206

7.2 燃煤蒸汽发电206

7.2.1 火力发电生产过程206

7.2.2 提高蒸汽动力循环热效率途径207

7.3 热电联产及冷热电联产技术209

7.3.1 热电联产概念209

7.3.2 热电联产的热经济性211

7.3.3 热化系数213

7.3.4 冷热电三联产213

7.4 核能发电214

7.4.1 核电站系统214

7.4.2 核电站中的反应堆215

7.4.3 核电站湿蒸汽汽轮机的特点216

7.4.4 核电站环境与安全保护216

7.5 总能系统与联合循环发电217

7.5.1 总能系统217

7.5.2 余热锅炉型联合循环217

7.5.3 排气补燃型联合循环218

7.5.4 增压燃烧锅炉型联合循环218

7.5.5 燃煤的燃气—蒸汽联合循环218

7.5.6 燃气轮机功热联供系统220

7.6 思考题221

7.7 自测题221

参考文献222

第8章 新能源与可再生能源技术223

8.1 实习的基本要求与主要内容223

8.2 氢能与燃料电池223

8.2.1 氢能223

8.2.2 燃料电池225

8.3 太阳能228

8.3.1 太阳能集热器228

8.3.2 太阳能发电229

8.3.3 太阳能建筑230

8.3.4 太阳能制冷技术231

8.3.5 太阳池232

8.4 风能232

8.4.1 风能的特点与风力资源232

8.4.2 风能的利用233

8.4.3 风力发电234

8.5 地热能235

8.5.1 我国地热资源的储量与分布235

8.5.2 地热资源开发与利用236

8.6 海洋能的开发与利用239

8.6.1 海洋能概述239

8.6.2 海洋能转换与利用239

8.7 生物质能的开发、利用与转化242

8.7.1 概述242

8.7.2 生物质能的开发利用和转化242

8.8 思考题246

8.9 自测题246

参考文献247

第9章 水系统248

9.1 实习的基本要求与主要内容248

9.2 水的基本知识248

9.2.1 天然水中含有的杂质248

9.2.2 天然水中杂质对水质的影响249

9.3 水的净化处理251

9.3.1 常用的水处理方法251

9.3.2 胶体物质的性质252

9.3.3 混凝剂252

9.3.4 过滤254

9.3.5 消毒254

9.4 水的软化255

9.4.1 水软化的必要性255

9.4.2 水的硬度255

9.4.3 水的软化方法255

9.4.4 离子交换剂及其性质256

9.5 冷却水系统256

9.5.1 密闭式循环水系统和敞开式循环水系统257

9.5.2 敞开式循环水系统的分类257

9.5.3 冷却水循环使用后产生的问题及对策258

9.6 给水系统258

9.7 工业制水系统实例259

9.7.1 给水处理的常用工艺流程259

9.7.2 第一中央水处理厂实例260

9.7.3 第二中央水处理厂实例262

9.8 典型水循环冷却系统实例263

9.8.1 一般开路清循环系统263

9.8.2 一般纯水密闭循环系统264

9.8.3 一般轧钢污循环系统264

9.8.4 一般煤气洗涤水循环系统265

9.9 钢铁企业的环保及废水处理实例分析265

9.9.1 全厂含油废水处理系统及串接水应用265

9.9.2 焦化废水处理系统266

9.9.3 冷轧废水处理系统267

9.10 思考题269

9.11 自测题270

参考文献271

第10章 城镇污水处理272

10.1 实习的基本要求与主要内容272

10.2 排水系统主要组成部分272

10.2.1 城市污水排水系统主要组成部分272

10.2.2 工业废水排水系统主要组成部分273

10.2.3 雨水排水系统主要组成部分274

10.3 城市排水管网系统体制274

10.3.1 合流制排水系统274

10.3.2 分流制排水系统275

10.4 排水系统布置形式276

10.5 污水水质指标及排放标准278

10.5.1 主要污染物278

10.5.2 主要水质指标280

10.5.3 排放标准282

10.6 城市污水处理系统与技术283

10.6.1 城市污水处理系统组成283

10.6.2 城市污水一级处理系统284

10.6.3 城市污水二级处理系统284

10.6.4 城市污水深度处理及回用系统285

10.6.5 城市污水处理工艺285

10.6.6 城市污水处理厂技术经济指标287

10.7 污水处理厂实例288

10.7.1 高碑店污水处理厂288

10.7.2 广州市某小区生活污水处理厂296

10.8 思考题298

10.9 自测题298

参考文献301

第十一章 环境保护302

11.1 实习的基本要求与主要内容302

11.2 环境保护的意义302

11.3 热能动力设备对环境的影响302

11.3.1 热污染与水污染302

11.3.2 大气污染303

11.3.3 噪声污染304

11.3.4 其他污染304

11.4 清洁生产304

11.4.1 清洁生产的定义304

11.4.2 清洁生产的四层含义305

11.4.3 清洁生产的内容305

11.4.4 实施清洁生产的主要途径305

11.4.5 清洁生产与末端治理的比较306

11.4.6 清洁生产实例306

11.5 环境质量评价和环境监测技术309

11.5.1 污染源的调查和评价309

11.5.2 环境影响评价309

11.5.3 污染源监测技术310

11.5.4 环境监测技术313

11.6 温室气体的污染和治理315

11.6.1 温室气体的概念及其危害315

11.6.2 工业领域的温室气体减排措施315

11.7 工业废气的治理318

11.7.1 工业废气的分类和特点318

11.7.2 工业废气的处理320

11.8 工业废水的污染与治理335

11.8.1 废水的水质控制方法分类335

11.8.2 工业废水的处理方法335

11.9 工业固体废物的污染与治理340

11.9.1 工业固体废物的分类及危害340

11.9.2 冶金工业固体废物处理的原则和综合利用的意义341

11.9.3 冶金工业固体废物的处理与利用方法342

11.10 思考题347

11.11 自测题347

参考文献350

自测题参考答案351

读者信息反馈表353