热能管理技术PDF电子书下载

1.热能管理概论 1

1.1热能管理的意义和重要性 1

1.1.1热能管理的概念 1

目录 1

1.1.2热能管理系统 2

1.1.3热能管理法 3

1.2能源形势 4

1.2.1世界的能源需求 4

1.2.2 日本的能源需求 5

1.2.3环境保护与能源需求 6

1.3热能管理的方法 10

1.3.1热能管理组织及其工作 10

1.3.3燃烧管理与安全管理 11

1.3.2燃料的管理 11

1.3.4 计测管理 12

1.3.5热流管理 12

2.燃料 14

2.1燃料概论 14

2.1.1燃料的意义 14

2.1.2燃料的分类 14

2.2气体燃料 16

2.2.1概论 16

2.2.2煤气（焦炉煤气） 18

2.2.3 高炉煤气 18

2.2.6石油气 19

2.2.5水煤气 19

2.2.4转炉煤气 19

2.2.7天然气 20

2.2.8液化石油气 21

2.2.9城市煤气 23

2.2.10气体燃料的管理 24

2.3液体燃料 27

2.3.1概论 27

2.3.2原油 28

2.3.3燃料油 29

2.3.4液体燃料的管理 37

2.4固体燃料 39

2.4.1概论 39

2.4.2煤炭 40

2.4.3焦炭 44

2.4.4固体燃料的管理 45

3.燃料检验方法 47

3.1气体燃料检验方法 47

3.1.1燃料气的检验方法 48

3.1.2天然气的检验方法 52

3.1.3液化石油气的检验方法 55

3.2液体燃料的检验方法 57

3.2.1 采样方法（日本工业标准JIS K2251） 57

3.2.2 比重检验法（日本工业标准JIS K2249） 57

3.2.3反应检验法（日本工业标准JIS K2252） 58

3.2.4闪点检验方法 58

3.2.6 动粘度检验方法（日本工业标准JIS K2283） 59

3.2.5蒸馏检验方法 59

3.2.7流动点检验方法（日本工业标准JIS K2269） 60

3.2.8残碳量检验方法（康拉逊残碳法）（日本工业标准JIS K2270） 60

3.2.9硫分检验方法 61

3.2.10水分检验方法（蒸馏法）（日本工业标准JIS K2275） 63

3.2.11 灰分检验方法（日本工业标准JIS K2272） 63

3.2.12发热量检验方法（日本工业标准JIS K2279） 63

3.3固体燃料的检验方法 63

3.3.1 采样与制样方法（日本工业标准JIS M8811） 63

3.3.2 全水分和吸附水分测定方法（日本工业标准JIS M8811） 65

3.3.3煤炭内在水分的测定方法（日本工业标准JIS M8803） 65

3.3.4工业分析方法（日本工业标准JIS.M8812） 65

3.3.5元素分析方法（日本工业标准JIS M8813） 66

3.3.6发热量测定方法（日本工业标准JIS M8814） 68

3.3.7粒度检验方法（日本工业标准JIS M8801） 69

3.3.8煤的破碎性检验方法（日本工业标准JIS M8801） 69

3.3.9煤的坩埚膨胀检验方法（日本工业标准JIS M8801） 69

3.3.10煤的流动性检验方法（基氏流动度检验方法）（日本工业标准JIS M8801） 70

3.3.11灰熔点检验方法（日本工业标准JIS M8801） 70

3.3.12着火点检验方法 70

3.3.13焦炭强度检验方法（日本工业标准JIS K2151） 70

3.3.14测定值的表示方法和不同基准的换算方法（日本工业标准JIS M8810） 71

4.热和蒸汽 73

4.1热 73

4.1.1温度、质量、力、压力 74

4.1.2气体的量 75

4.1.4显热、潜热、反应热 76

4.1.3热容、比热、分子热 76

4.1.5气体的状态 77

4.1.6热力学第一定律 79

4.1.7内能 79

4.1.8热焓 80

4.1.9卡诺循环，热力学温度刻度 81

4.1.10热力学第二定律 82

4.1.11熵 82

4.2蒸汽 84

4.2.1水的蒸发 84

4.2.2蒸汽的热焓 85

4.2.3饱和温度、临界温度、临界压力 86

4.2.4蒸汽表 86

4.2.5利用效率 100

4.2.6 h-s曲线图 101

4.2.7热机循环 103

4.2.8湿空气 104

4.3传热 108

4.3.1概论 108

4.3.2平板传热 108

4.3.3圆筒的传热 108

4.3.4层板的传热 110

4.3.5对流 111

4.3.6热传导 114

4.3.7热交换器 114

4.3.8辐射 116

4.3.9辐射的传热量 117

4.3.10气体辐射和光焰辐射 118

4.3.11综合传热 121

5.燃烧方法和燃烧装置 124

5.1燃烧的一般知识 124

5.1.1燃烧的化学反应 124

5.1.2着火过程 125

5.1.3燃烧过程 127

5.1.4燃烧温度 129

5.1.5燃烧装置容量的表示方法 130

5.1.6燃烧调节的基准 131

5.1.7烟尘的生成与防止 132

5.1.8燃烧时氮氧化物的生成和防止措施 136

5.2气体燃烧 138

5.3.1油的燃烧 150

5.3油的燃烧 150

5.3.2油燃烧器的种类 151

5.3.3通风装置 157

5.3.4油燃烧的附属装置 161

5.3.5吹氧燃烧 164

5.3.6低氧燃烧 164

5.4固体燃烧 166

5.4.1概要 166

5.4.2粉煤燃烧法 166

5.5流体输送 168

5.5.1基础关系式 168

5.5.2导管的压降 169

5.6.1通风的种类和特点 173

5.6通风和鼓风机 173

5.6.2烟囱的通风能力 174

5.6.3鼓风机 175

6.计测方法和计测仪器 178

6.1工业测定方法 178

6.1.1计测仪器的选择、测定地点和计测仪器的维修 178

6.1.2测定值 179

6.2燃烧气体的分析方法和分析仪器 180

6.2.1气体分析仪的种类和特点 180

6.2.2烟道气的采样方法 182

6.2.3化学法的气体分析装置 182

6.2.4物理法的气体分析装置 183

6.2.5未燃气体计（CO+H2测量计） 186

6.2.6过剩空气计（O2测定仪） 187

6.3温度的测定方法和仪器 190

6.3.1温度计的种类和使用范围 190

6.3.2封液式玻璃温度计 190

6.3.3压力温度计 192

6.3.4电阻温度计 192

6.3.5热电偶温度计 195

6.3.6辐射温度计 199

6.3.7光学高温计 201

6.3.8比色高温计 202

6.3.9温度的其它测定方法 202

6.3.10温度计的选择 203

6.4.2容积法 205

6.4.1流量计的种类 205

6.4流量的测定方法与仪器 205

6.4.3流速法 207

6.4.4面积法 208

6.4.5速度头的测定方法 208

6.4.6阻尼机构法 209

6.4.7热线式方法 211

6.4.8电磁式方法 211

6.4.9流体涡流法 212

6.4.10流量计的选择 213

6.5压力的测定方法与仪器 215

6.5.1液柱式压力计 215

6.5.2弹性变形式压力计 216

6.5.3压力的其他测定方法 217

6.6液面测定方法及仪器 218

6.6.1液面计 218

6.6.2管式液面计 218

6.6.3液面的其他测定方法 218

6.7重量测定方法及仪器 219

6.7.1计重（重量和质量） 219

6.7.2天平，台秤，吊秤和测力传感器 219

6.7.3皮带秤 220

6.7.4漏斗秤 220

6.8湿度的测定方法及仪器 221

6.8.1水分吸收法 221

6.8.2干湿球湿度计 221

6.8.4其他湿度计 222

6.8.3露点计 222

6.9其他的计测仪器 223

6.9.1节流干度计 223

6.10自动控制 223

6.10.1 自动控制回路的构成 223

6.10.2 自动控制的基础 226

6.10.3 自动控制的实际应用 228

7燃烧计算和热量计算 239

7.1燃烧计算 239

7.1.1有关燃烧的基础知识 239

7.1.2 固体和液体燃料燃烧时的空气需要量和燃烧气体的生成量 245

7.1.3气体燃料燃烧时需要的空气量和生成的燃烧气体量 252

7.1.4近似计算的方法 256

7.2.1热平衡计算 257

7.1.5特殊情况下的计算方法 257

7.2热平衡计算 257

7.2.2范围 258

7.2.3基准和测定项目 259

7.3热平衡计算的方法 259

7.3.1主要项目的计算方法 259

7.3.2热平衡计算示例 269

7.3.3热平衡图 277

7.4热效率及其研究 278

7.4.1热效率 278

7.4.2燃烧气体温度 279

7.4.3热效率的研究 280

8.2钢铁用炉 282

8.1.2分类 282

8.2.1焙烧炉 282

8.1窑炉的定义 282

8.窑 炉 282

8.1.1窑炉的定义 282

8.2.2球团化炉 283

8.2.3鼓风炉 285

8.2.4混铁炉 286

8.2.5 转炉 286

8.2.6均热炉 287

8.2.7连续加热炉 288

8.3铸造熔化炉 289

8.3.1化铁炉 289

8.4有色金属熔化炉 290

8.4.1坩埚炉 290

8.3.3转炉 290

8.3.2反射炉 290

8.4.2炼铝用反射炉 291

8.5机械工业用炉 292

8.5.1锻造加热炉 292

8.5.2热处理炉 293

8.6电炉 294

8.7窑业用炉 296

8.7.1水泥烧成窑 296

8.7.2石灰烧成窑 298

8.7.3砖和陶瓷器窑炉 299

8.7.4玻璃工业用窑炉 302

8.8.1管式加热炉 303

8.8化学工业用炉 303

8.9垃圾焚烧炉 304

8.10窑炉的热能管理 306

8.10.1 窑炉的热平衡计算 306

8.10.2窑炉的热效率 306

8.10.3废热回收 311

9.炉用材料（耐火材料） 314

9.1耐火材料的一般知识 314

9.1.1定义 314

9.1.2应具备的条件 314

9.1.3分类 314

9.2耐火材料的性质及其试验方法 316

9.3有关制造方法的一般知识 319

9.4.1粘土砖 322

9.4各种耐火材料 322

9.4.2硅石砖 325

9.4.3熔化硅石耐火材料 325

9.4.4高氧化铝砖 326

9.4.5铬砖 327

9.4.6镁砖 327

9.4.7铬镁砖 327

9.4.8直接结合砖 329

9.4.9 白云石砖 329

9.4.10镁橄榄石砖 330

9.4.11碳化硅砖 330

9.4.12氮化硅耐火材料 331

9.4.13碳质砖 331

9.4.14锆质砖 331

9.4.15耐火灰泥 332

9.4.16不定形耐火材料 334

9.4.17耐火绝热砖 336

9.5筑炉的一般知识 337

9.5.1耐火砖和炉 337

9.5.2炉的砌筑 337

10.锅 炉 343

10.1锅炉设备的一般知识 343

10.2各型锅炉 344

10.2.1筒形锅炉 344

10.2.2水管锅炉 346

10.2.3特殊锅炉 351

10.3锅炉各部分的作用和结构 353

10.3.1燃烧室 353

10.3.2锅炉主体 354

10.3.3过热器和再热器 356

10.3.4 废气预热器和空气预热器 358

10.3.5附属装置 360

104锅炉的运转与操作 362

10.4.1 锅炉的运转与控制 362

10.4.2锅炉的操作 369

10.5蒸汽管路 372

10.5.1关于管路的基础知识 372

10.5.2管件 372

10.5.3凝气阀和冷凝水的回收 374

10.6锅炉给水和锅炉水 377

10.6.1给水和锅炉水的性质 377

10.6.3水质对锅炉的影响 379

10.6.2给水和锅炉水的标准值 379

10.6.4水质处理 388

10.6.5锅炉的清扫 394

10.6.6停用锅炉的维护 394

11．蒸馏 395

11.1蒸馏的一般知识 395

11.1.1气液平衡 395

11.1.2简单蒸馏 396

11.1.3真空蒸馏和水蒸汽蒸馏 397

11.1.4共沸混合物 398

11.1.5共沸蒸馏和抽提蒸馏 399

11.1.6精馏 399

11.2.1热平衡 402

11.2蒸馏装置的热管理 402

11.2.2废热回收 403

11.2.3操作时的注意事项 404

12.蒸发 407

12.1蒸发的一般知识 407

12.1.1蒸发能力 407

12.1.2沸点升高 407

12.1.3表观温差 409

12.1.4雾沫夹带和起泡 409

12.1.5水垢 410

12.1.6急剧膨胀 411

12.2蒸发装置 411

12.2.1 直接加热的气体稀释排除法 411

12.2.2间接加热的气体稀释排除法 412

12.2.3间接加热冷凝器法 413

12.2.4间接加热源用水蒸汽 414

12.2.5蒸发罐的真空操作 415

12.2.6多效蒸发 415

12.2.7 自产蒸汽压缩法 417

12.2.8闪蒸 417

12.2.9蒸发装置的附属设备 418

12.3蒸发装置的热能管理 418

12.3.1热平衡计算示例 418

12.3.2蒸发装置的选择和废热回收 420

12.3.3操作注意事项 421

13.1.1水分的表示方法 423

13.1.2干燥机理 423

13.1干燥的一般知识 423

13．千 燥 423

13.1.3干燥速度 425

13.1.4干燥温度与收缩 429

13.2干燥方法和装置 430

13.2.1 干燥方法 430

13.2.2干燥装置的分类 431

13.2.3间歇式干燥装置 432

13.2.4连续式干燥装置 433

13.2.5其他干燥装置 436

13.2.6干燥装置的选型 437

13.3干燥装置的热管理 438

13.3.1 干燥装置的热效率 438

13.3.2干燥的计算和热平衡计算 439

13.3.3操作时的注意事项 444

14.1.2干馏温度和干馏产物 445

14.1.1 定义 445

14．干馏 445

14.1煤的干馏 445

14.1.3 高温干馏和低温干馏 446

14.1.4干馏用煤 447

14.2焦炉 448

14.2.1焦炉的类型 448

14.2.2焦炉的结构 448

14.2.3焦炉的形式 449

14.2.4焦炉的大型化 453

14.2.5焦炉的操作 454

14.3干馏过程 455

14.3.1干馏炉中干馏的进行状态 455

14.3.2影响干馏速度和焦炉处理能力的因素 456

14.4.1干馏需要的热量 458

14.4干馏炉的热管理 458

14.4.2热平衡计算 459

14.4.3废热的回收与利用 459

14.4.4操作注意事项 460

14.4.5最新炼焦技术 461

15.气化 464

15.1概述 464

15.1.1气化 464

15.1.2气化反应 464

15.1.3气化装置的分类 466

15.1.4气化结果的表示方法 467

15.2.2循环催化裂解法 468

15.2石脑油的气化 468

15.2.1石脑油的气化工艺 468

15.2.3常压部分燃烧法 470

15.2.4加压催化式部分燃烧法 471

15.2.5加压催化式水蒸汽重整法 471

15.2.6加氢裂解法 476

15.3原油和重油的气化 476

15.3.1原油和重油的气化工艺 476

15.3.2循环热解法 477

15.3.3循环催化裂解法 478

15.3.4常压部分燃烧法 480

15.3.5加压部分燃烧法 481

15.3.6热解1和部分燃烧并用的方法 483

15.3.7加氢裂解法 484

15.4煤和焦炭的气化 485

15.4.1煤和焦炭的气化工艺 485

15.4.2煤气发生炉 485

15.4.3水煤气发生炉 486

15.4.4用煤制取合成天然气 486

16.保温材料 488

16.1保温材料的一般知识 488

16.1.1 意义 488

16.1.2保温材料应具备的条件 488

16.1.3保温材料的热导率和安全使用的温度范围 488

16.2各种保温材料 490

16.2.1常温和低温用保温（保冷）材料 490

16.2.3高温用保温材料 491

16.2.2普通保温材料 491

16.3保温工程的设计和施工 492

16.3.1裸露面和保温面的散热量 492

16.3.2保温材料的经济厚度（日本工业标准JIS A9501） 493

16.3.3保温施工（日本工业标准JIS A9501） 494

16.4散热量和热导率的测定方法 494

16.4.1散热量的测定方法 494

16.4.2热导率的测定方法（日本工业标准JIS A1412，1413，9502～9506，9510，9512） 495

17．煤烟污染的防止技术 497

17.1 集尘装置 497

17.1.1基本概念 497

17.1.2集尘装置 499

17.2排烟脱硫 508

17.1.3选择装置时的注意事项 508

17.2.1排烟脱硫法的分类 509

17.2.2湿式吸收法 510

17.2.3干式吸收法 511

17.2.4 吸附法 512

17.2.5催化氧化法 513

17.2.6其他方法 513

17.3煤烟的扩散 514

17.3.1 大气扩散的理论 514

17.3.2 气象和地形对扩散的影响 517

17.3.3烟囱排气扩散浓度的计算方法 523

17.3.4扩散实验 527

17.4烟尘的测定 529

17.4.1烟尘浓度的测定方法 529

17.4.2硫氧化物的测定方法（日本工业标准JIS K0103） 537