燃氣

出版時間:2010-11  出版社:清華大學出版社  作者:段秋生  頁數:618  

前言

  這是關于燃氣-蒸汽聯合循環電站熱力性能分析和計算方法的專門著述。  燃用天然氣和液體燃料的燃氣-蒸汽聯合循環在今后相當長的時期內都將是應當采用的清潔高效火力發電技術。燃用煤的燃氣-蒸汽聯合循環將成為潔凈煤發電技術的核心,特別是IGCC將成為以“合成氣園”為核心的多聯產能源系統的關鍵技術,在21世紀將獲得快速發展和應用。  本書融會貫通近年來國內外熱能動力工程領域多位大家的理論著作內容,加入作者研究工作的成果,力求理論體系完備,物理概念清晰,辯證分析深入,計算方法實用。以期為熱能動力工程領域的科研人員、企業的工程師、高等院校的本科生和研究生呈奉一本有價值的參考書。  全書分為10章:  第1章從熱力學的角度介紹了電站熱力學循環、熱力循環性能的評價、提高電站熱力循環性能的途徑等基礎知識。  第2章介紹了燃氣輪機理想循環、實際循環、簡單循環、復雜循環、多軸燃氣輪機循環和燃氣輪機復合循環的基本概念。以佐藤豪博士的著作為線索和對比依據,系統地推導了不同于佐藤豪博士用于分析各種燃氣輪機循環熱力性能的計算公式。給出了燃氣輪機簡單實際循環和多軸燃氣輪機熱力循環性能的計算機程序步序(也稱偽程序)。  第3章介紹了汽輪機電站的基本構成和工作流程。對同一個算例依據常規法、等效焓降法和循環函數法3種理論分別做了計算,算例嚴格按照科學程式進行。對林萬超教授等效焓降法和馬芳禮先生循環函數法的計算公式做了改進,把抽汽管道的壓損和溫降造成的能損引入計算公式中。或在每種算法算例之前,或在每種算法算例之中,對每種算法的基本物理概念做了詳細、明確的闡述。  第4章介紹了余熱鍋爐汽水系統的構成和基本的熱力學概念與工程概念,給出了單壓余熱鍋爐、雙壓無再熱余熱鍋爐、雙壓再熱余熱鍋爐、三壓無再熱余熱鍋爐、三壓再熱余熱鍋爐熱力性能的計算方法、計算程序與分析結果。其中,對余熱鍋爐熱力性能影響因素的分析方法源自焦樹建教授,此方法不只限于余熱鍋爐熱力性能分析之用。

內容概要

  《燃氣:蒸汽聯合循環電站熱力性能分析理論與計算》融會貫通近年來國內外熱能動力工程領域多位大家的理論著作內容,加入作者研究工作的成果,力求理論體系完備,物理概念清晰,辯證分析深入,計算方法實用。  全書分為10章,主要內容包括:電站熱力學循環、熱力循環性能的評價、提高電站熱力循環性能的途徑等基礎知識;燃氣輪機理想循環、實際循環、簡單循環、復雜循環、多軸燃氣輪機循環和燃氣輪機復合循環的基本概念;蒸汽輪機電站的基本構成和工作流程;余熱鍋爐汽水系統的構成和基本的熱力學概念與工程概念;聯合循環的嚴格熱力學定義;燃氣-蒸汽聯合循環熱力性能的焦樹建分析法;蒸汽參數匹配優化的數值計算;燃氣-蒸汽聯合循環電站的構成與工作流程;IGCC聯合循環電站的構成和工藝流程;用于聯合循環電站熱力性能分析計算的工質熱物性計算方法。從理論體系上看,《燃氣:蒸汽聯合循環電站熱力性能分析理論與計算》基本涵蓋了目前在役和在研的燃氣-蒸汽聯合循環電站的全部內容。  《燃氣:蒸汽聯合循環電站熱力性能分析理論與計算》可作為熱能動力工程領域的科研人員、企業工程師、高等院校的本科生和研究生的參考書。

書籍目錄

L 電站熱力學基礎1.1 電站的熱力循環1.1.1 研究電站熱力學的目的1.1.2 電站的熱力循環1.2 電站熱力性能的評價1.2.1 閉式循環電站的效率1.2.2 燃料的熱值1.2.3 開式循環電站的效率1.2.4 電站的熱耗率1.3 實際電站熱力性能低于卡諾電站熱力性能的原因2 燃氣輪機循環理論基礎2.1 燃氣輪機循環概述2.1.1 燃氣輪機的理想循環與實際循環2.1.2 燃氣輪機的簡單循環與復雜循環2.1.3 多軸式燃氣輪機循環2.1.4 燃氣輪機復合循環2.2 單軸燃氣輪機簡單循環的熱力學分析2.2.1 單軸燃氣輪機簡單理想循環的熱力學分析2.2.2 單軸燃氣輪機簡單實際循環不考慮流動損失時的熱力學分析2.2.3 單軸燃氣輪機簡單實際循環考慮流動損失時的熱力學分析2.2.4 考慮志值差異時單軸燃氣輪機熱力性能的計算與分析2.3 單軸燃氣輪機復雜循環的熱力學分析——提高燃氣輪機熱力性能的措施2.3.1 燃氣輪機回熱循環2.3.2 燃氣輪機中間冷卻循環2.3.3 燃氣輪機再熱循環2.4 燃氣輪機循環計算程序步驟示例2.5 多軸式燃氣輪機的熱力學分析2.5.1 采用多軸式燃氣輪機的目的2.5.2 分軸/低壓動力透平/間冷一再熱一回熱循環的熱力學分析2.5.3 分軸/高壓動力透平/間冷一再熱一回熱循環的熱力學分析2.5.4 雙軸/高T-高C-負荷、低T-低C/間冷-再熱-回熱循環的熱力學分析2.5.5 三軸燃氣輪機熱力性能分析的計算步序3 汽輪機電站理論基礎3.1 汽輪機電站簡介3.1.1 汽輪機電站的構成3.1.2 提高汽輪機電站循環效率的措施3.2 汽輪機循環效率的計算(1)——常規計算法3.2.1 原始資料與數據3.2.2 數據的整理與準備3.2.3 汽輪機熱力性能計算3.3 汽輪機循環效率的計算(2)——等效焓降法3.3.1 汽輪機電站的熱經濟性指標及其變化關系3.3.2 等效焓降的概念3.3.3 純熱量或熱量伴隨著工質進出系統的問題3.3.4 算例3.4 汽輪機循環效率的計算(3)——循環函數法3.4.1 循環函數法的基本方法、概念與方程I3.4.2 主循環的循環函數分析方法3.4.3 考慮輔助循環的循環函數分析方法I3.4.4 輔助汽、水循環的分析計算3.4.5 輔助汽水循環中熱量轉化的規律3.4.6 算例4 余熱鍋爐的基礎知識與熱力學分析4.1 余熱鍋爐的基礎知識4.1.1 余熱鍋爐汽水系統示例介紹4.1.2 余熱鍋爐的效率4.1.3 余熱鍋爐的溫差與吸熱量之間的關系4.1.4 多壓余熱鍋爐4.1.5 余熱鍋爐的排煙溫度與給水溫度問題4.1.6 余熱鍋爐中的脫硝裝置4.2 余熱鍋爐的熱力學分析與計算4.2.1 單壓余熱鍋爐的計算方法、程序與性能分析4.2.2 雙壓無再熱余熱鍋爐的計算方法、程序與性能分析4.2.3 雙壓再熱余熱鍋爐的計算方法、程序與性能分析4.2.4 三壓無再熱余熱鍋爐的計算方法、程序與性能分析4.2.5 三壓再熱余熱鍋爐的計算方法、程序與性能分析5 燃氣-蒸汽聯合循環電站理論基礎5.1 燃氣-蒸汽聯合循環電站的基本概念5.2 燃氣-蒸汽聯合循環電站的基本熱力學分析5.2.1 串行電站5.2.2 并行電站5.2.3 串-并行電站5.3 不補燃的余熱鍋爐型燃氣-蒸汽聯合循環電站的基本熱力學分析5.4 補燃的余熱鍋爐型燃氣-蒸汽聯合循環電站的基本熱力學分析6 燃氣·蒸汽聯合循環電站熱力性能的焦樹建分析法6.1 聯合循環電站的熱效率公式與功率比關系式6.1.1 聯合循環電站的熱效率公式6.1.2 聯合循環電站的功率比關系式6.2 參數對聯合循環電站熱效率影響程度的分析6.3 參數的選擇6.3.1 nr和nr2的選擇6.3.2 nr的選擇6.3.3 A值的選擇6.3.4 nMgt和nGgt值的選擇6.3.5 nh值的選擇6.3.6 e值的選擇6.3.7 nst值的選擇問題6.4 補燃式和不補燃式聯合循環電站的特性比較7 余熱鍋爐與汽輪機蒸汽參數匹配的優化7.1 單壓余熱鍋爐與汽輪機蒸汽參數匹配的優化7.2 雙壓無再熱余熱鍋爐與汽輪機蒸汽參數匹配的優化7.3 雙壓再熱余熱鍋爐與汽輪機蒸汽參數匹配的優化7.4 三壓無再熱余熱鍋爐與汽輪機蒸汽參數匹配的優化7.5 三壓再熱余熱鍋爐與汽輪機蒸汽參數匹配的優化7.6 蒸汽參數優化問題小結8 幾種聯合循環電站的介紹與熱力學分析的解析計算方法8.1 概述8.2 不補燃余熱鍋爐型聯合循環電站性能參數的解析解8.3 增壓鍋爐型燃氣-蒸汽聯合循環電站8.3.1 系統概述8.3.2 焦樹建分析法相關公式的推導8.3.3 效率計算公式中各參數的計算與取值8.3.4 增壓鍋爐型聯合循環場合中燃氣輪機最佳壓比的解析計算8.4 程氏循環8.4.1 概述8.4.2 用焦樹建分析法對程氏循環進行分析8.4.3 程氏循環的焦樹建分析法對分析中各參數的選取與確定8。4.4 程氏循環的其他兩個問題8.5 濕空氣透平循環8.5.1 概述8.5.2 HAT循環效率的數學關系式8.5.3 HAT循環計算步序和問題的處理8.5.4 對HAT循環計算問題的總結與思考9 整體煤氣化聯合循環電站9.1 概述與系統流程介紹9.1.1 概述9.1.2 干法給煤的IGCC電站流程介紹9.1.3 濕法給煤的IGCC電站流程介紹9.2 IGCC電站熱力循環計算的基本問題9.2.1 氣化爐的熱力計算基礎9.2.2 氣化爐的計算模型與方法9.2.3 SHELL氣化爐的預測程序9.2.4 煤氣清潔系統中的計算問題9.2.5 IGCC電站系統中燃氣輪機的計算10 工質的熱物性計算10.1 燃氣熱物性計算的張世錚公式10.2 俄羅斯科學院一美國印第安納州圣母大學的單獨物質的熱力性質表10.3 298.1 5K時一些物質的標準熱力學函數10.4 液體燃料與氣體燃料的熱值數據編后感言參考文獻

章節摘錄

  三軸燃氣輪機指的是壓氣機分成高壓和低壓兩個壓氣機,透平分成高壓、中壓和低壓3個透平,用其中的任一個透平作為動力透平,拖動負載,與負載共軸同轉速;其他的兩個透平與兩個壓氣機可組合成平行雙軸或交叉雙軸的結構。這樣,燃氣輪機有3根軸,稱為三軸燃氣輪機,也就是分軸與雙軸共構的燃氣輪機。  串流式燃氣輪機(straight-flowgasturbine)是指分開的透平在燃氣流動方向上串聯排列。  并流式燃氣輪機(paraller-flowgasturbine)是指分開的透平在燃氣流動方向上并聯排列。  圖2.1 -10是各種多軸式燃氣輪機布置圖。為了學習和研究工作的方便,用符號來把種類繁多的多軸式燃氣輪機循環表示出來是十分必要的。每幅小圖下面不帶括號的符號是文獻[7]引用的表示方法,帶括號的符號是文獻[8]的表示方法。顯然,兩個文獻的符號表示法很不一樣。因此,拋開兩個文獻符號表示法,對每幅小圖配上文字說明。  如果把回熱、間冷和再熱這些構成復雜循環的因素加入到多軸式燃氣輪機中,再考慮透平的串聯與并聯,就可得到組合種類異常繁多的燃氣輪機循環。要說明的是,到目前為止,壓氣機只是分成高壓和低壓兩個壓氣機,并且空氣是串聯地流過低壓壓氣機和高壓壓氣機的。

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