第1章 总能系统概论 1
1.1 概述 1
1.2 狭义总能系统 2
1.2.1 基本概念 2
1.2.2 主要的应用方式 9
1.3 广义总能系统 13
1.3.1 基本概念 13
1.3.2 主要的科技问题 16
1.3.3 能源动力系统的发展概况 18
1.4 总能系统的基本过程 24
1.4.1 基本过程概述 24
1.4.2 总能系统中的热力过程 25
1.4.3 总能系统中的能源转化物理化学过程 28
1.5 总能系统的基本形式 37
1.5.1 基本形式概述 37
1.5.2 不同功能总能系统的基本形式 37
1.5.3 不同能源总能系统的基本形式 45
第2章 能的综合梯级利用与总能系统集成理论 63
2.1 系统集成理论概述 63
2.2 热能的梯级利用原理 69
2.2.1 热能梯级利用概述 69
2.2.2 不同热力循环联合的热能梯级利用 70
2.2.3 不同用能系统整合的热能梯级利用 76
2.2.4 中低温热能的梯级利用 80
2.2.5 燃煤联合循环中热能梯级利用 82
2.3 化学能与物理能综合梯级利用原理 84
2.3.1 化学能与物理能综合梯级利用新原理 84
2.3.2 化工-动力联产系统中能的梯级利用原理 96
2.3.3 多能源互补系统的集成机理 106
2.4 能源转化与温室气体（CO2）控制一体化原理 112
2.4.1 CO2分离过程理论能耗 112
2.4.2 不同CO2分离方式的能耗对比 114
2.4.3 燃烧和分离一体化机理 116
第3章 燃气轮机总能系统建模 128
3.1 系统建模概述 128
3.2 典型单元模型 129
3.2.1 概述 129
3.2.2 压气机通用模型 130
3.2.3 燃气透平特性模型 134
3.2.4 燃烧室模型 138
3.2.5 联合循环中的余热锅炉模型 139
3.2.6 联合循环中的蒸汽透平模型 148
3.3 系统模型与建模方法 151
3.3.1 概述 151
3.3.2 系统网络连接方程模型 153
3.3.3 系统超结构模型 160
3.4 模型的通用性和精细性 162
3.4.1 概述 162
3.4.2 增强模型通用性的途径与方法 162
3.4.3 增强模型精细性的途径与方法 165
3.5 简化建模 171
3.5.1 概述 171
3.5.2 偏差法简化建模 173
3.5.3 比较法简化建模 178
3.6 模型求解方法 181
3.6.1 概述 181
3.6.2 序贯模块法 181
3.6.3 联立方程法 181
3.6.4 联立模块法 182
第4章 总能系统的分析方法与评价准则 189
4.1 总能系统的分析方法概述 189
4.2 总能系统的评价准则 190
4.2.1 评价准则概述 190
4.2.2 单目标评价准则 191
4.2.3 多目标统一量化的评价准则 196
4.3 几种系统的性能分析方法 201
4.3.1 系统性能的简捷分析法 201
4.3.2 复杂循环比较法 204
4.3.3 系统特性的解析解法 210
4.4 总能系统设计优化理论与方法 214
4.4.1 系统设计优化概述 214
4.4.2 系统全工况设计优化方法 217
4.4.3 有无约束条件下的系统设计优化方法 222
4.4.4 热力系统设计优化的精细化 228
4.5 总能系统的？分析方法 232
4.5.1 ？的概念及其基准体系 232
4.5.2 三种典型的系统？分析方法 234
4.5.3 新型能的品位关联法 240
4.5.4 几种？分析方法的比较 242
第5章 总能系统的全息特性 247
5.1 全息特性概述 247
5.2 总能系统中热力系统的全息特性 261
5.2.1 总能系统中燃气轮机的全息特性 261
5.2.2 总能系统中蒸汽循环的全工况特性 277
5.2.3 总能系统中联合循环的全工况特性 281
5.2.4 总能系统中功热并供系统的变工况特性 286
5.3 集成过程与系统性能的关联规律 289
5.3.1 燃气轮机与系统性能的关联规律 289
5.3.2 蒸汽循环与系统性能的关联规律 291
5.3.3 联合循环与集成部件的统计关联规律 295
5.3.4 其他过程与系统性能的关联规律 296
5.4 总能系统的多功能特性 299
5.4.1 基于多目标评价准则的系统特性规律 299
5.4.2 化工动力联产系统的多功能特性 310
5.4.3 多能源互补联产系统的多功能特性 313
第6章 联合循环发电与功热并供系统 317
6.1 概述 317
6.2 联合循环系统的优化集成 319
6.3 常规联合循环系统 331
6.3.1 常规联合循环系统概述 331
6.3.2 无补燃的余热锅炉型联合循环 334
6.3.3 补燃的余热锅炉型联合循环 342
6.3.4 排气全燃型联合循环 345
6.3.5 增压锅炉型联合循环 348
6.3.6 给水加热型联合循环 350
6.4 新型联合循环系统 354
6.4.1 新型联合循环概述 354
6.4.2 注蒸汽燃气轮机循环（STIG） 355
6.4.3 湿空气透平（HAT）联合循环 359
6.4.4 氢氧联合循环 363
6.5 功热并供系统 367
6.5.1 功热并供概述 367
6.5.2 燃气轮机功热并供系统 368
6.5.3 联合循环功热并供系统 378
第7章 分布式能源系统 392
7.1 分布式能源系统概述 392
7.2 冷热电联产系统的集成优化原则与思路 397
7.3 常规分布式联产系统 409
7.3.1 常规分布式联产系统的分类及典型流程 409
7.3.2 简单循环燃气轮机-余热吸收型分布式联产系统 417
7.3.3 回热循环燃气轮机-余热吸收型分布式联产系统 424
7.3.4 变工况调节的分布式联产系统 428
7.4 与环境资源整合的分布式联产系统 435
7.4.1 典型系统的概念设计与优化集成 435
7.4.2 典型系统案例与热力分析 440
7.5 生态工业园分布式联产系统 446
7.5.1 生态工业园联产系统概述 446
7.5.2 典型生态工业园分布式联产系统 449
第8章 燃煤联合循环系统 457
8.1 燃煤联合循环概述 457
8.2 CFCC系统集成的思路与优化 460
8.3 整体煤气化联合循环 467
8.3.1 IGCC概述 467
8.3.2 典型整体煤气化联合循环发电系统（IGCC） 469
8.3.3 新型IGCC系统的概念性设计实例 488
8.4 流化床燃煤联合循环 492
8.4.1 FBCC概述 492
8.4.2 增压流化床联合循环系统（PFBCC） 494
8.4.3 常压流化床联合循环系统（AFBCC） 502
8.4.4 三种CFCC系统特性比较 505
8.5 内外直接燃煤联合循环系统 507
8.5.1 直接燃煤燃气轮机联合循环 507
8.5.2 外燃式燃煤联合循环 510
第9章 化工-动力多联产系统 520
9.1 多联产概述 520
9.2 煤基并联型多联产系统 525
9.2.1 煤基并联型甲醇-动力多联产系统 525
9.2.2 煤基并联型合成氨-动力多联产系统 533
9.2.3 并联型焦炭-动力联产系统 538
9.2.4 并联型多联产系统的特点 544
9.3 煤基串联型多联产系统 544
9.3.1 煤基串联型甲醇-动力多联产系统 544
9.3.2 煤基串联型二甲醚-动力多联产系统 554
9.3.3 串联型多联产系统的特点 562
9.4 天然气基串联型多联产系统 562
9.4.1 天然气基串联型甲醇-动力多联产系统 562
9.4.2 天然气基合成氨-动力多联产系统 566
9.5 多联产系统集成的理论 573
9.5.1 多联产系统集成的原则性思路 573
9.5.2 多联产系统组分转化与能量转换利用集成机理 575
9.5.3 各种多联产系统的集成特征与节能效果 582
第10章 多能源综合互补的多功能系统 585
10.1 多能源综合互补系统概述 585
10.2 天然气-煤重整互补的机理 587
10.3 天然气-煤互补的多功能（MES）系统 596
10.3.1 天然气-煤重整互补的发电系统 596
10.3.2 天然气-煤互补的甲醇-电联产系统 605
10.3.3 天然气-煤互补的氢-电联产系统 615
10.3.4 系统集成设计的主要思路与措施 619
10.4 双气头整合的多功能系统 620
10.4.1 双气头甲醇-动力多联产系统 621
10.4.2 双气头炼焦热和甲醇-动力多联产系统 626
10.5 能源资源综合利用的多功能系统 630
第11章 太阳能与核能总能系统 637
11.1 太阳能与核能的系统概述 637
11.2 中温太阳能热化学反应的总能系统 639
11.2.1 基于太阳能热化学反应的系统概述 639
11.2.2 新一代中温太阳能甲醇裂解的发电系统 640
11.2.3 新颖的太阳能-天然气化学链燃烧发电系统 644
11.2.4 中低温太阳能热化学制氢-发电联产系统 649
11.3 一体化的中低温太阳能吸收-反应器 657
11.3.1 中温太阳能热化学反应器的设计原则 658
11.3.2 一体化中温太阳能接收-反应器 659
11.3.3 中温太阳热能裂解甲醇的典型试验 661
11.3.4 中温太阳热能品位提升的能量转换机理试验验证 666
11.3.5 中温太阳热能甲醇重整制氢典型试验 668
11.4 核能燃气轮机总能系统 674
11.4.1 核能高温Brayton循环概述 674
11.4.2 核能Brayton闭式循环及功热并供系统 676
11.4.3 氦气蒸汽透平闭式联合循环（HTSTCC）及功热并供系统 681
11.4.4 核能湿氦气透平闭式循环系统（HHTCC） 688
1 1.4.5 常规核电站联合循环更新改造系统 693
第12章 控制CO2排放的能源动力系统 701
12.1 概述 701
12.2 控制CO2排放的一体化原理和系统 706
12.3 控制CO2排放的多联产系统 712
12.3.1 控制CO2排放的煤基甲醇多联产系统 712
12.3.2 零能耗回收CO2的双燃料制氢多功能系统 720
12.4 控制CO2排放的IGCC能源动力系统 727
12.4.1 内外燃煤一体化联合循环发电系统 727
12.4.2 控制CO2排放的双循环IGCC系统 733
12.5 零能耗分离CO2的化学链燃烧动力系统 736
12.5.1 系统的集成思路与关键问题 736
12.5.2 化学链燃烧湿空气透平热力循环 737
12.5.3 新型整体煤气化化学链湿空气透平动力系统 741
12.5.4 新颖氢基化学链燃烧热力循环 743
12.6 化学链燃烧试验 746
参考文献 765
后记 772