余熱鍋爐研究與設(shè)計(jì)

前言

目前，節(jié)能減排已經(jīng)成為中國(guó)政府宏觀調(diào)控的重點(diǎn)內(nèi)容，“十一五”期間，為了實(shí)現(xiàn)單位GDP能耗比“十五"末期降低20％，污染物排放降低10％的約束性目標(biāo)，全面貫徹落實(shí)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》，根據(jù)《節(jié)能中長(zhǎng)期專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》，國(guó)家制定的《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見(jiàn)》將“余熱余壓利用工程”列為重點(diǎn)節(jié)能工程之一。國(guó)家《促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整暫行規(guī)定》、《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》把余熱發(fā)電列入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策鼓勵(lì)類(lèi)項(xiàng)目，明確此類(lèi)項(xiàng)目按照國(guó)家有關(guān)投資管理規(guī)定進(jìn)行備案，各金融機(jī)構(gòu)應(yīng)按照信貸原則提供信貸支持。因此，節(jié)能減排是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，也是一項(xiàng)極為緊迫的任務(wù)。回收余熱發(fā)電、提供動(dòng)力和供應(yīng)熱能、降低能耗對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。余熱鍋爐是余熱利用的重要組成部分和主要手段之一。如何解決余熱鍋爐設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)，更好地滿足工業(yè)過(guò)程生產(chǎn)工藝革新的需要，是當(dāng)前我們熱能工程和動(dòng)力工作者面臨的現(xiàn)實(shí)課題。雖然在國(guó)家節(jié)能減排政策的鼓勵(lì)和推動(dòng)下，余熱鍋爐在余熱發(fā)電、提供動(dòng)力、供應(yīng)熱能方面取得了前所未有的進(jìn)步，但是因工業(yè)過(guò)程中的生產(chǎn)方法、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備以及原料、燃料條件千變?nèi)f化，如熱負(fù)荷不穩(wěn)定，生產(chǎn)的周期性，熱源波動(dòng)劇烈，煙氣中含塵量大、腐蝕性強(qiáng)，灰塵粘結(jié)、磨損和堵塞，受安裝空間的限制等難題，這些難題過(guò)去很少被系統(tǒng)地研究過(guò)，給余熱利用帶來(lái)很多困難。以上就是本書(shū)寫(xiě)作的背景。編寫(xiě)本書(shū)的主要目的在于全面貫徹國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略思想，為落實(shí)我國(guó)工業(yè)過(guò)程中的重大裝備，特別是為能源、電力、鋼鐵、石化、冶金、建材等高耗能工業(yè)過(guò)程的節(jié)能減排任務(wù)提供重要的技術(shù)支撐；同時(shí)，在新的形勢(shì)下總結(jié)國(guó)、內(nèi)外余熱鍋爐技術(shù)的最新研究成果，滿足從事余熱鍋爐技術(shù)設(shè)計(jì)人員的實(shí)際需要。

內(nèi)容概要

　　《余熱鍋爐研究與設(shè)計(jì)》以技術(shù)研究支撐工程設(shè)計(jì)，按照余熱資源特性核查與標(biāo)定、余熱發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化、余熱鍋爐參數(shù)優(yōu)化、余熱鍋爐本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、本體設(shè)計(jì)計(jì)算、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算、余熱鍋爐外部工作特性研究與設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)進(jìn)行全面系統(tǒng)地論述，力求做到按照系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)表現(xiàn)余熱利用全過(guò)程的核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)在余熱鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)注重關(guān)鍵參數(shù)的物理意義，即考慮數(shù)學(xué)計(jì)算的理論依據(jù)，又和具體工程應(yīng)用的生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，更為可取的是余熱鍋、爐的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算均以工程實(shí)例給出，方便技術(shù)人員使用，從而使《余熱鍋爐研究與設(shè)計(jì)》滿足系統(tǒng)性、科學(xué)性、實(shí)用性的目標(biāo)。

書(shū)籍目錄

第一章 余熱利用技術(shù)第一節(jié) 概述一、余熱資源分類(lèi)二、余熱利用方法三、余熱利用特點(diǎn)四、余熱利用技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略第二節(jié) 余熱利用政策與法規(guī)一、余熱利用潛力二、余熱利用背景三、國(guó)家政策與法規(guī)第三節(jié) 余熱利用現(xiàn)狀和技術(shù)研究進(jìn)展一、余熱利用現(xiàn)狀二、余熱利用技術(shù)研究進(jìn)展三、余熱利用技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展四、電站鍋爐排煙余熱利用技術(shù)五、我國(guó)余熱利用研究和技術(shù)存在的問(wèn)題和建議第四節(jié) 余熱資源特性一、余熱資源特性核查二、余熱資源特性的標(biāo)定第二章 余熱鍋爐關(guān)鍵技術(shù)研究第一節(jié) 余熱發(fā)電技術(shù)一、余熱發(fā)電系統(tǒng)二、余熱發(fā)電系統(tǒng)及參數(shù)優(yōu)化三、純低溫余熱鍋爐參數(shù)確定及優(yōu)化第二節(jié) 余熱鍋爐研究路線一、余熱鍋爐技術(shù)創(chuàng)新二、余熱鍋爐關(guān)鍵技術(shù)研究第三節(jié) 氣固兩相流的數(shù)值模擬一、氣固兩相流簡(jiǎn)介二、氣固兩相流動(dòng)原理三、氣固兩相流的數(shù)值模擬四、數(shù)值模擬的工程應(yīng)用及示例第四節(jié) 余熱鍋爐試驗(yàn)研究平臺(tái)一、煙塵物理和化學(xué)特性研究平臺(tái)二、傳熱和阻力特性實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)三、積灰和清灰技術(shù)?；瘜?shí)驗(yàn)研究平臺(tái)四、磨損和積灰特性實(shí)體實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)五、低溫腐蝕實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)第五節(jié) 新型余熱發(fā)電技術(shù)一、低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)余熱發(fā)電技術(shù)二、其他余熱發(fā)電技術(shù)第三章 余熱鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié) 余熱鍋爐整體結(jié)構(gòu)一、余熱鍋爐分類(lèi)二、余熱鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則三、輻射冷卻室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、對(duì)流受熱面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二節(jié) 鍋筒及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、鍋筒及其支承方式二、鍋筒的外部裝置三、一次分離元件的結(jié)構(gòu)和計(jì)算四、二次分離元件的結(jié)構(gòu)和計(jì)算五、蒸汽的污染與凈化六、分段蒸發(fā)系統(tǒng)七、鍋筒內(nèi)部輔助裝置第三節(jié) 余熱鍋爐補(bǔ)燃設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)一、補(bǔ)燃條件及作用二、余熱鍋爐補(bǔ)燃結(jié)構(gòu)及裝置三、補(bǔ)燃對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響第四節(jié) 通流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化一、通流結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬優(yōu)化二、通流結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬實(shí)例第五節(jié) 余熱鍋爐爐墻一、爐墻作用二、爐墻結(jié)構(gòu)三、爐墻材料四、余熱鍋爐爐墻設(shè)計(jì)第六節(jié) 余熱鍋爐構(gòu)架一、鍋爐構(gòu)架作用二、鍋爐構(gòu)架結(jié)構(gòu)三、鍋爐構(gòu)架材料四、余熱鍋爐構(gòu)架設(shè)計(jì)第四章 余熱鍋爐本體設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié) 熱力計(jì)算一、煙氣的容積和焓二、鍋爐的熱平衡三、輻射冷卻室換熱計(jì)算四、對(duì)流受熱面計(jì)算五、輻射放熱系數(shù)的計(jì)算六、受熱面污染系數(shù)和熱有效系數(shù)的計(jì)算七、平均溫壓的計(jì)算八、關(guān)于余熱鍋爐熱力計(jì)算方法的若干建議九、余熱鍋爐計(jì)算實(shí)例第二節(jié) 余熱鍋爐煙道通風(fēng)阻力的計(jì)算一、余熱鍋爐煙道通風(fēng)阻力的分類(lèi)二、摩擦阻力的計(jì)算三、局部阻力的計(jì)算四、煙氣沖刷管束通風(fēng)阻力的計(jì)算五、煙道的自通風(fēng)六、設(shè)計(jì)修正七、余熱鍋爐煙風(fēng)阻力計(jì)算實(shí)例第三節(jié) 水循環(huán)計(jì)算一、水循環(huán)概述二、流動(dòng)阻力三、自然循環(huán)四、強(qiáng)制循環(huán)五、循環(huán)可靠性檢驗(yàn)六、算例第四節(jié) 受壓元件強(qiáng)度計(jì)算一、防脆斷安全設(shè)計(jì)準(zhǔn)則二、強(qiáng)度計(jì)算理論基礎(chǔ)三、強(qiáng)度計(jì)算基本參數(shù)的選取四、承受內(nèi)壓力的圓筒形元件的強(qiáng)度計(jì)算五、帶有拉撐件的平板強(qiáng)度計(jì)算六、其他受壓元件的強(qiáng)度計(jì)算七、計(jì)算實(shí)例第五節(jié) 具有相變換熱的余熱利用一、煙氣相變換熱余熱利用技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展二、煙氣相變換熱的原理三、相變換熱余熱利用技術(shù)的應(yīng)用四、冷凝式鍋爐的設(shè)計(jì)五、冷凝式鍋爐存在的問(wèn)題及其發(fā)展前景第五章 余熱鍋爐計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算軟件第一節(jié) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)一、輔助設(shè)計(jì)概念二、計(jì)算機(jī)繪圖三、設(shè)計(jì)計(jì)算一體化四、輔助設(shè)備實(shí)例第二節(jié) 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算一、計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算概念二、計(jì)算機(jī)輔助熱力計(jì)算三、計(jì)算機(jī)輔助阻力計(jì)算四、計(jì)算機(jī)輔助水循環(huán)計(jì)算五、計(jì)算機(jī)輔助強(qiáng)度計(jì)算第六章 余熱鍋爐外部工作特性研究與設(shè)計(jì)第一節(jié) 余熱鍋爐外部工作特性一、積灰特性二、磨損特性三、腐蝕特性四、外部工作特性設(shè)計(jì)第二節(jié) 煙塵分離技術(shù)及設(shè)備一、煙塵分離技術(shù)二、煙塵分離設(shè)備第三節(jié) 清灰除灰技術(shù)及設(shè)備一、清灰技術(shù)及設(shè)備二、除灰設(shè)備參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，各項(xiàng)建設(shè)取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價(jià)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，群眾對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題反應(yīng)強(qiáng)烈。為了解決這些矛盾，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出了“十一五”期間單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20％左右，主要污染物排放總量減少10％的約束性指標(biāo)。堅(jiān)持開(kāi)發(fā)節(jié)約并重、節(jié)約優(yōu)先，按照減量化、再利用、資源化的原則，在資源開(kāi)采、生產(chǎn)消耗、廢物產(chǎn)生、消費(fèi)等環(huán)節(jié)，逐步建立全社會(huì)的資源循環(huán)利用體系。這是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)戰(zhàn)略思想的重大舉措，也是加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的迫切需要。而余熱資源作為繼煤、石油、天然氣、水力之后的第五大常規(guī)能源，儲(chǔ)量豐富且存在于各行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，特別是在鋼鐵、化工、建材、機(jī)械、輕工和食品等行業(yè)存在著量大面廣的余熱資源。因此，充分利用余熱資源是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的主要內(nèi)容和手段之一。自20世紀(jì)40年代開(kāi)始，國(guó)外就開(kāi)始了余熱利用技術(shù)研究。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，高溫余熱利用技術(shù)已日趨成熟，其中以下幾種應(yīng)用廣泛，具有代表性。（一）低熱值煤氣燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)低熱值煤氣燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)實(shí)際是一種燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)。首先，將高爐煤氣等低熱值煤氣和空氣壓縮到（1.5 ～2.2 ）MPa，經(jīng)燃燒室燃燒，高溫高壓煙氣直接通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做功并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。然后，燃?xì)馔钙脚懦鰺煔猓ㄒ话慵s500℃）經(jīng)余熱鍋爐產(chǎn)出中壓蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，從而完成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。該技術(shù)充分利用了鋼鐵企業(yè)高爐等副產(chǎn)煤氣，最大可能地提高能源利用效率，使得熱電轉(zhuǎn)換效率從朗肯循環(huán)的30％～38％提高到45％，不僅提高了鋼鐵廠供電的可靠性，降低用電成本，對(duì)節(jié)能、環(huán)保、提高全廠經(jīng)濟(jì)效益等都起到良好的作用。（二）轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼是指冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的爐氣經(jīng)凈化處理后回收利用，回收的能量大于消耗的能量，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序能耗負(fù)值化，集成了轉(zhuǎn)爐煙氣節(jié)能、環(huán)保綜合利用的特點(diǎn)。通常，煉鋼廠通過(guò)改造風(fēng)機(jī)來(lái)降低電耗，通過(guò)改進(jìn)煉鋼技術(shù)來(lái)增加煤氣和蒸汽回收量，從而降低氧氣、電及其他能源介質(zhì)的消耗量已實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼。

編輯推薦

《余熱鍋爐研究與設(shè)計(jì)》是由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版的。

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