第1章 能源使用、成本和效率 1
1.1 美国能源使用情况 1
1.2 能源成本 3
1.3 能源效率 4
1.4 自发电和外购电成本对比 10
1.5 燃料成本和燃料热值 12
1.6 本书结构 13
1.7 入门 16
1.8 小结 18
参考文献 18
习题 19
第2章 工程经济学与VBA程序 21
2.1 工程经济学简介 21
2.2 货币的时间价值：折现值（PV）和未来值（FV） 21
2.3 年金 25
2.4 对比备选过程 35
2.5 工厂设计经济学 39
2.6 基于能源优化的确定性经济分析 42
2.7 不确定性的经济分析：蒙特卡罗模拟 43
2.8 小结 47
参考文献 47
习题 47
第3章 计算机辅助法求解物料平衡：序贯模块求解法 51
3.1 基本的物料平衡模块 51
3.2 序贯模块方法：循环物料平衡 55
3.3 撕裂流迭代法 59
3.4 包含替代规格的物料平衡 70
3.5 单变量优化问题 74
3.6 局部非线性规范的物料平衡问题 83
3.7 小结 84
参考文献 85
习题 85
第4章 计算机辅助求解过程物料平衡：同步求解法 95
4.1 线性方程组的求解：同步求解法 95
4.2 非线性方程组的解法—Newton-Raphson算法 102
参考文献 114
习题 115
第5章 过程能量平衡 121
5.1 前言 121
5.2 分离器—平衡闪蒸 125
5.3 包含回收过程的平衡闪蒸：模拟方法 133
5.4 绝热平推流反应器（PFR）和带有速率表达式的能量平衡——欧拉一阶方法 137
5.5 苯乙烯生产过程：用反应速率表示能量平衡和物料平衡方程 143
5.6 数值积分—欧拉法和四阶龙格-库塔法 148
5.7 小结 152
参考文献 153
习题 153
第6章 数据校正与粗差检测 162
6.1 标准偏差和概率密度函数 164
6.2 数据校正：Excel求解器 166
6.3 数据校正：余度和变量类型 169
6.4 数据校正：线性和非线性的物料和能量平衡 175
6.5 数据调解——拉格朗日乘数法 182
6.6 粗差检测和识别 191
6.7 小结 196
参考文献 196
习题 197
第7章 燃气轮机热电联产系统性能，工况和超出工况下的计算：理想气体流体性质 204
7.1 单一可压缩流体平衡态：T ds方程的推导 205
7.2 开口系统的一般能量平衡公式 207
7.3 热电联产燃气轮机系统性能计算：理想气体工质流体 208
7.4 空气基燃气轮机性能计算 211
7.5 燃烧室能量平衡 214
7.6 余热锅炉：设计性能计算 215
7.7 燃气轮机热电联产系统性能与余热锅炉设计 219
7.8 余热锅炉超工况计算：补燃 224
7.9 燃气轮机设计和超设计性能 231
7.10 小结 240
参考文献 241
习题 242
第8章 计算热电联产物理性质程序的推导 247
8.1 热电联产计算可调用的函数 247
8.2 纯物质热力学性质 251
8.3 纯物质热力学性质运算公式的推导 256
8.4 理想混合物热力学性质：考虑一般推导和燃烧反应 259
8.5 理想混合物热力学性质：目前的困难 262
8.6 状态方程混合原则 264
8.7 小结 267
参考文献 268
习题 269
第9章 燃气轮机热电联产系统性能、设计和超设计计算：真实流体性质 276
9.1 热电联产燃气轮机系统性能计算：真实物理性质 277
9.2 HRSG：设计性能计算 287
9.3 HRSG超工况设计计算：补燃情况 289
9.4 燃气轮机设计和超设计性能 294
9.5 小结 297
参考文献 297
习题 298
第10章 燃气轮机热电联产系统经济最优化设计和余热锅炉数值分析 303
10.1 热电联产热电联产系统：规模经济 303
10.2 热电联产热电联产系统结构：区域功率-热力比 305
10.3 热电联产经济优化：CGAM问题 306
10.4 CGAM问题经济设计优化：理想气体 310
10.5 CGAM热电联产设计问题：真实物理性质 312
10.6 COGEND和通用电气的GATECYCLETM的比较 315
10.7 HRSG换热问题数值求解 316
10.8 小结 331
参考文献 332
习题 333
第11章 热电联产系统数据校正与过失误差检测 339
11.1 热电发电系统数据校正 339
11.2 热电联产系统过失误差检测和鉴定 347
11.3 结果的直观显示 351
11.4 小结 352
参考文献 353
习题 353
第12章 热电联产设施中最优能量调度 355
12.1 最优化调度模型的开发 355
12.2 热电联产系统的概述 357
12.3 一般操作策略的考虑 358
12.4 设备能量效率 359
12.5 预测天然气和购电的价格 373
12.6 热电联产设施多时段调度模型的建立 377
12.7 小结 386
参考文献 387
习题 387
第13章 过程能量集成 392
13.1 过程能量集成／最小公用工程 392
13.2 温度区间／问题表分析 394
13.3 总复合曲线GCC 396
13.4 用真实接近点温度进行温度区间／问题表分析 396
13.5 从工艺流程图判断热物流和冷物流 399
13.6 最大能量回收（MER）法换热器网络设计 405
13.7 采用物流分割法设计换热网络 410
13.8 利用最小单元数法进行换热网络设计 412
13.9 换热网络设计基础教学软件（换热网络教学THEN） 414
13.10 换热网络设计：蒸馏塔 415
13.11 小结 420
参考文献 420
习题 421
第14章 过程和全局公用工程集成 428
14.1 燃气轮机联合循环公用工程系统 428
14.2 工艺工厂中基于汽轮机的公用工程系统 440
14.3 全局范围内的公用工程系统注意事项 445
14.4 小结 453
参考文献 454
习题 455
第15章 公用工程系统的污染物排放 459
15.1 考虑化学当量的污染物排放 459
15.2 从燃烧平衡计算污染物排放 462
15.3 使用基本动力学速率表达式进行污染物排放预测 474
15.4 燃气轮机污染物排放的预测模型 477
15.5 小结 491
参考文献 491
CVODE教程 492
习题 493
第16章 带CO2捕集的传统燃煤热电厂（设计和非设计工况下的汽轮机性能） 497
16.1 电厂的设计性能（利用满负荷操作数据） 497
16.2 电厂非设计工况下的性能（带节流控制操作的部分负载） 507
16.3 公用工程定价的均准化经济性分析 514
16.4 CO2捕集及其对传统公用电厂的影响 517
16.5 小结 521
参考文献 522
习题 523
第17章 替代能源系统 525
17.1 替代能源系统的平准化成本 525
17.2 有机朗肯循环（ORC）：确定平准化成本 526
17.3 核电循环 532
参考文献 535
习题 535
附录 桥接Excel和C代码 537
A.1 简介 537
A.2 使用函数 539
A.3 使用向量 544
A.4 使用矩阵 554
A.5 小结 560
参考文献 561
教程 562
单位换算 575
符号说明 576