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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、燃料分类及性质1

二、燃料的成分和成分分析6

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19

一、燃烧的基本原理19

二、气体燃料的燃烧20

三、液体燃料（燃油）的燃烧24

四、固体燃料（煤）的燃烧25

五、燃烧污染物的生成机理27

第三节 燃烧计算29

一、燃烧空气量计算30

二、燃烧产物烟气量的计算32

三、烟气焓的计算34

第二章 锅炉原理39

第一节 概述39

一、锅炉的类型和分类39

二、锅炉的工作原理42

第二节 锅炉的热平衡54

一、锅炉的热平衡组成及热效率54

二、带入锅炉的热量Qr55

三、锅炉的有效利用热Ql56

四、锅炉的热损失56

五、锅炉热平衡测试62

第三节 锅炉受热面的结构布置67

一、辐射受热面的结构及布置67

二、对流受热面的结构及布置69

第四节 锅炉水动力学72

一、水动力学的基本概念72

二、自然循环回路的设计原则74

三、热水锅炉的工作特性76

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82

第三章 汽轮机原理84

第一节 汽轮机级的工作原理84

一、概述84

二、蒸汽在喷嘴和动叶通道中的流动过程85

三、冲动式与反动式汽轮机86

第二节 多级汽轮机90

一、多级汽轮机的技术特点90

二、汽轮机及其装置的评价指标94

三、汽轮机的分类及选用97

第三节 汽轮机的变工况特性100

一、汽轮机的负荷特性100

二、关于滑压运行103

三、供热汽轮机的工况图103

第四节 汽轮机的凝汽设备105

一、凝汽设备的工作原理105

二、管束布置及真空除氧108

三、抽气设备109

第五节 汽轮机辅助系统110

一、轴封系统110

二、油系统111

三、冷却供水系统113

第六节 燃气轮机118

一、燃气轮机基本原理118

二、燃气轮机分类、应用118

三、燃气轮机主要结构119

四、燃气轮机与蒸汽轮机基本比较121

五、燃气轮机热力循环122

六、燃气-蒸汽联合循环122

第四章 锅炉房工艺设计124

第一节 锅炉房布置124

一、锅炉房位置的选择124

二、多层或高层建筑内锅炉房布置124

三、锅炉房布置的一般原则125

四、锅炉间的设备布置125

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

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

第四节 锅炉给水处理136

一、锅炉水质标准136

二、锅外水处理143

三、锅内水处理164

四、给水除氧系统166

五、锅炉排污171

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

第六节 锅炉房燃料贮运系统178

一、燃煤锅炉房的贮运煤系统178

二、煤粉制备186

三、燃油燃气锅炉房的燃油贮运和燃烧设施195

第七节 灰渣贮运系统207

一、除灰渣系统的选择207

二、灰渣贮运208

三、除灰渣系统设计与主要计算209

第八节 热水供热系统212

一、热水锅炉供热系统形式212

二、热水系统的定压及补水213

第九节 锅炉烟气净化219

一、有关锅炉烟气排放的标准和规定219

二、锅炉大气污染物排放量和排放浓度的计算219

三、锅炉大气污染物防治原理、技术特点与设计要点220

第五章 汽轮机房工艺设计225

第一节 发电厂热力系统225

一、发电厂原则性热力系统225

二、发电厂全面性热力系统230

三、凝汽式发电机组的总效率242

第二节 热力系统主要设备选择243

一、除氧器243

二、给水泵244

三、减压减温器245

四、疏水扩容器245

五、热网加热器246

第三节 供热机组的热经济性指标246

一、概述246

二、热电联产的总热效率246

三、热电联产热电比247

四、热电成本分摊比247

五、热化发电率247

第四节 发电厂汽水管道设计248

一、概述248

二、管子的选择251

三、管道附件的选择254

四、管道及附件的布置257

五、水力计算260

六、支吊架设计263

第五节 发电厂主厂房布置270

一、主厂房布置的原则和形式270

二、主厂房的设备布置272

第六节 燃气轮机发电装置工艺设计和分布式能源系统286

一、燃气轮机发电装置工艺设计286

二、分布式能源系统293

第六章 热力网及热力站296

第一节 热力管道的布置及敷设296

一、热力管道的布置原则296

二、热力管网的布置形式297

三、架空敷设297

四、管沟敷设299

五、直埋敷设299

第二节 热力管道系统301

一、热力管道种类及参数301

二、蒸汽管道系统302

三、凝结水管道系统302

四、热水管道系统303

第三节 热力管道水力计算304

一、概述304

二、热负荷305

三、常用数据309

四、管径和压力损失计算311

五、蒸汽管网水力计算311

六、热水管网水力计算312

七、水压图313

第四节 管道热补偿及管道支架320

一、管道热伸长320

二、管道热补偿322

三、支架荷载326

四、固定支架推力331

第五节 管子和管道附件337

一、管子和管道附件的标准化337

二、管子338

三、常用阀件339

第六节 管道保温及防腐342

一、概述342

二、保温材料343

三、管道保温结构344

四、保温计算344

五、金属腐蚀、涂料及防腐348

第七节 热力站348

一、热力站的规模348

二、热力站的连接方式的选择349

三、换热器的选择349

四、水泵选择354

五、间接连接供暖系统的定压和补水354

六、直接连接采暖系统采用的混水装置355

七、凝结水回收355

八、阀门及仪表356

九、热力站的系统及布置356

第八节 热力网的供热调节357

一、运行调节的基本方程式359

二、质调节359

三、量调节361

四、分阶段改变流量的质调节362

五、间歇调节364

参考文献365

第二篇 燃气367

第七章 制气原料的特性和评价367

第一节 煤炭367

一、中国煤炭的分类367

二、衡量、评价煤质的特性指标和方法370

三、炼焦制气用煤的工艺特性381

四、气化用煤的工艺特性386

第二节 轻油制气及改质制气原料391

一、轻油制气原料391

二、改质制气原料392

第八章 制气原理及工艺393

第一节 炼焦制气原理及工艺393

一、煤的成焦过程及气体析出途径393

二、炼焦用煤的基本要求、配煤和焦炭质量394

三、现代焦炉的结构和主要设备399

四、焦炉的物料平衡和热平衡计算409

五、焦炉流体力学基础412

六、干法熄焦416

第二节 煤炭常压气化原理及工艺418

一、连续与间歇煤制气气化原理及基本过程418

二、气化用煤的选择原则和基本要求419

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423

四、气化过程计算427

五、气化工艺流程430

六、气化煤气站主要附属设备436

第三节 碎煤移动床加压气化原理及工艺443

一、碎煤移动床固态排渣加压气化过程443

二、碎煤移动床固态排渣加压气化对煤质的要求447

三、各种条件对气化过程的影响449

四、气化工程主要指标及计算451

五、碎煤移动床固态排渣加压气化工艺流程459

六、碎煤移动床液态排渣加压气化与固态排渣加压气化的比较461

第四节 轻油制气和天然气改质制气原理及工艺463

一、轻油间歇循环催化裂解制气原理及工艺463

二、天然气间歇循环催化改制原理及工艺467

第九章 煤气净化（调质）、副产品回收与加工471

第一节 焦炉煤气净化、冷却与排送471

一、焦炉煤气概述471

二、焦炉煤气的净化472

三、焦炉煤气的冷却与排送474

第二节 焦炉煤气的脱硫、脱氰476

一、干法脱硫476

二、湿法脱硫、脱氰477

第三节 焦炉煤气的脱氨、剩余氨水蒸氨484

一、硫酸吸收法生产硫铵484

二、剩余氨水蒸氨485

三、磷铵吸收法生产无水氨488

四、水洗氨、氨分解489

第四节 煤气的脱苯及苯回收490

一、粗苯的组成和性质490

二、煤气终冷491

三、洗苯491

四、粗苯蒸馏简介492

第五节 苯精制和焦油加工的基本概念493

一、苯精制493

二、焦油加工494

三、沥青冷却495

第六节 碎煤移动床加压气化煤气的净化及副产品回收496

一、加压气化煤气的生产及净化流程496

二、煤气冷凝水处理及副产品回收496

第七节 碎煤移动床加压气化煤气的调质500

一、加压气化粗煤气的变换冷却500

二、碎煤加压气化煤气中酸性气体脱除503

三、加压气化煤气的甲烷化506

四、代用天然气的干燥507

第十章 城镇燃气输配509

第一节 城镇燃气的质量要求509

一、城镇燃气的分类509

二、城镇燃气的质量要求510

三、天然气、液化石油气、人工煤气国家标准511

第二节 燃气的基本性质514

一、混合物组分的表示方法和组分换算514

二、混合物物理、热力和燃烧性质的计算517

第三节 城镇燃气用气量、用气指标和用气工况536

一、城镇燃气用气量536

二、燃气用户用气指标536

三、年用气量537

四、用气工况537

第四节 燃气管道水力计算539

一、燃气管道水力计算公式539

二、燃气管道起点和终点压力的确定542

三、燃气管道计算543

第五节 燃气压力调节和计量原理543

一、燃气压力调节及调压器的构造543

二、流量计作用原理546

第六节 燃气储配站549

一、概述549

二、低压储气罐550

三、高压储气罐555

四、燃气加压机557

第十一章 燃气燃烧与应用559

第一节 燃气燃烧559

一、燃气的燃烧计算560

二、燃气燃烧反应动力学566

三、燃气燃烧的火焰传播569

四、燃气燃烧的方法571

五、燃气燃烧节能环保新技术573

第二节 燃气燃烧器579

一、燃烧器的分类与技术要求579

二、扩散式燃烧器580

三、大气式燃烧器581

四、完全预混式燃烧器586

第三节 燃气互换性589

一、燃气互换性和燃具适应性589

二、华白数和燃烧势590

三、燃气互换性原理591

四、城镇燃气的分类592

第十二章 工程设计594

第一节 气源工程设计594

一、炼焦制气厂594

二、常压煤气化厂及煤气站614

三、碎煤加压气化厂621

四、轻油（液化石油气）制气、天然气改质厂626

第二节 城镇燃气输配631

一、天然气门站设计631

二、储配站工艺设计648

三、城镇燃气输配管网系统设计651

四、燃气管道设计655

五、调压站设计663

第三节 液化石油气供应669

一、液化石油气运输670

二、液化石油气供应基地672

三、液化石油气气化站682

四、液化石油气混气站688

五、液化石油气瓶组气化站694

六、液化石油气加气站694

七、相关专业的安全防火设计要点696

第四节 液化天然气、压缩天然气供应696

一、液化天然气储存696

二、液化天然气终端站和气化站702

三、压缩天然气储存721

四、压缩天然气加压站、供气站、汽车加气站723

五、CNG、LNG工程公用专业安全设计要点737

第五节 室内燃气设施及安全设计739

一、室内燃气管道739

二、室内燃气设备布置742

三、燃烧烟气的排除743

四、燃气的安全监控设施747

第六节 钢铁企业副产品煤气的回收和利用748

一、概述748

二、煤气平衡的编制752

三、高炉煤气净化及余压汽轮机发电设施753

四、转炉煤气净化回收储配设施760

五、煤气储气柜和煤气燃烧放散塔766

六、煤气混合站和加压站775

七、煤气管道779

参考文献783

第三篇 气体785

第十三章 气体压缩机785

第一节 压缩机的分类及用途785

一、压缩机的种类785

二、压缩机的应用787

第二节 活塞式压缩机788

一、压缩机级的理论循环788

二、压缩机级的实际循环789

三、多级压缩792

四、压缩机的热力性能793

五、高压气体压缩机797

六、压缩机的润滑801

七、压缩机的附属设备803

第三节 螺杆式压缩机803

一、基本结构和工作原理803

二、螺杆式压缩机的特点、分类和应用805

三、热力性能计算807

四、螺杆式压缩机机组系统设计811

第四节 离心式压缩机813

一、离心式压缩机的工作原理813

二、离心式压缩机级内性能参数和轴功率816

三、性能曲线与调节821

第十四章 制冷与低温825

第一节 制冷与低温的热力学基础825

一、相变制冷825

二、气体绝热膨胀制冷826

三、制冷循环热力学特性分析827

第二节 制冷与低温工质性质831

一、概述831

二、流体物性计算的热力学基础833

三、制冷与低温工质的物理化学性质836

四、工质与润滑油838

第三节 蒸气制冷循环840

一、单级蒸气压缩制冷循环840

二、两级蒸气压缩制冷循环845

三、蒸气吸收制冷循环849

第四节 气体的制冷和液化循环853

一、一次节流循环854

二、二次节流循环856

三、等熵膨胀循环857

四、等焓膨胀和等熵膨胀的组合循环859

第五节 气体分离的原理与方法861

一、气体的理想分离861

二、气体分离原理862

三、空气分离系统867

四、气体分离的其他方法872

第六节 制冷与低温循环的热力学第二定律分析873

一、熵分析法873

二、？分析法875

第十五章 供气制冷工程设计880

第一节 常用气体用途及气体品质880

一、气体用途880

二、用气品质883

第二节 用量平衡与供气站、制冷站的规模确定885

一、氧气平衡与空分装置能力确定885

二、氢气平衡与制氢装置的能力确定887

三、气体供应站能力的确定888

四、空气站供气能力的确定889

五、制冷站供冷能力的确定890

第三节 供气系统890

一、氧、氮、氩供气系统890

二、氢气供气系统892

三、保护气体供气系统892

四、加氢站的氢气系统892

五、压缩空气供气系统893

第四节 供气站、制冷站的平面布置893

一、氧气站的平面布置893

二、氢气站的平面布置895

三、加氢站的平面布置896

四、压缩空气站的布置897

五、制冷站的布置898

第五节 供气设备899

一、空气分离设备899

二、制氢设备902

三、空压站设备906

第六节 气体贮存、灌装及运输设备907

一、气体贮罐907

二、灌装设备910

三、运输设备911

第七节 供气站的管网设计912

一、气体管网的布置与敷设912

二、管道的水力计算914

三、管道的热补偿915

四、管道支架的跨距及荷载917

五、管道强度计算919

六、管材及主要附件的选择920

七、特殊管道系统923

第八节 供气站的防火防爆和噪声控制927

一、防火防爆927

二、噪声控制928

参考文献934

附录935

附录A 有关执业资格动力专业考试文件935

附录B 全国注册公用设备工程师（动力）专业考试参考样题943