熱工基礎與造紙節(jié)能

前言

現(xiàn)代工業(yè)的任何生產(chǎn)過程都離不開動力，而提供大量的經(jīng)濟性很高的動力對于發(fā)展生產(chǎn)具有十分重要的意義。尤其在當前能源緊缺的情況下，提高能量的有效利用，節(jié)約燃料就更為迫切。制漿造紙工業(yè)是消耗能量很大的行業(yè)之一，工藝生產(chǎn)過程不僅需要大量的動力，而且還需要參數(shù)不等的熱能，所以作為工藝技術人員、管理干部、技術工人掌握一定的熱工基礎知識及其節(jié)能的方法和途徑是十分必要的。另外，能源的節(jié)約，特別是二次能源的充分利用，需要有全局概念，不僅對制漿、抄紙、化學品回收能夠熟練掌握，而且還能夠?qū)恿Φ纳a(chǎn)，蒸汽鍋爐、汽輪機、生物質(zhì)鍋爐及二次熱有充分的了解，才能夠通盤考慮，切實做到最大限度的發(fā)揮能源效率。制漿造紙節(jié)能將會在污染控制之后，成為制約造紙發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的學習有關熱工和節(jié)能的知識不僅對輕化工程（造紙方向）的學生是必須的，而且對推動行業(yè)的節(jié)能減排也是非常及時和需要的。國外未見到與本書類似的教材，國外有關造紙方面的書籍介紹了熱電聯(lián)產(chǎn)和造紙節(jié)能的知識，但沒有關于熱工、鍋爐和汽輪機的相關知識。國內(nèi)外有許多關于熱工、鍋爐和汽輪機的教材，作為輕化工程專業(yè)的學生沒有必要學習這么多。1994年，由中國輕工業(yè)出版社出版的《熱工基礎與造紙節(jié)能（第一版）》較好地解決了輕化工程專業(yè)對熱工、鍋爐、汽輪機等基本知識與制漿造紙專業(yè)知識和造紙節(jié)能的良好結合。經(jīng)過大連工業(yè)大學和齊齊哈爾大學的十余年的使用，積累了一點經(jīng)驗也發(fā)現(xiàn)了一些問題。這次再版，我們力爭克服缺點。通過本課程的學習，使學生能樹立正確的能源意識，建立清潔生產(chǎn)的觀念，對于指導畢業(yè)設計、畢業(yè)論文和就業(yè)將起到積極的作用。近年來，節(jié)能減排成為我國的一件大事，已經(jīng)有不少學校把開設“熱工與節(jié)能”課程列為輕化工程專業(yè)的選修課程?！稛峁せA與造紙節(jié)能（第一版）》教材已經(jīng)不能適應當前形勢的需要。經(jīng)過十多年的時間，造紙行業(yè)和動力供應已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，所以需要進行修訂和改編。教育部高等學校輕化工程專業(yè)教學指導分委員會已于2008年lO月推薦該教材為特色教材（輕化工程教分委字[2008]2-8-2號）。本書由編寫《熱工基礎與造紙節(jié)能（第一版）》工作的大連工業(yè)大學劉秉鉞教授主編并撰寫第4章造紙廠的節(jié)能；第1章工業(yè)企業(yè)蒸汽動力裝置和附表由齊齊哈爾大學王志敏教授編寫；第2章鍋爐設備由天津科技大學侯慶喜教授編寫；第3章能源及能源的節(jié)約由陜西科技大學韓卿教授編寫。第一版教材簡略地介紹了熱力學和傳熱學的基本知識，考慮到在化工原理和物理化學等教材中已經(jīng)比較詳細的作了講授，所以第二版刪去了這部分內(nèi)容。本書只保留了水蒸氣的性質(zhì)。本書較為詳細地介紹了鍋爐設備及有關知識，對幾種動力循環(huán)及汽輪機也作了介紹。為了適應能源政策的發(fā)展，對能源的概況和新能源的開發(fā)給予了較多篇幅的介紹。對以蒸汽為動力或熱源的一般節(jié)能措施作了概述，還介紹引薦了熱泵的節(jié)能效果。

內(nèi)容概要

　　本書介紹了水蒸氣的性質(zhì)，動力循環(huán)，汽輪機；鍋爐設備以及燃料、水質(zhì)，鍋爐的傳熱、通風，鍋爐的運行、效率和鍋爐的選擇；還介紹了能源的消費和資源狀況，我國的能源對策和節(jié)能的意義及途徑。對太陽能、生物質(zhì)能及其他新能源也作了介紹。對熱泵的原理、設備組成和使用實例也進行了說明。對使用蒸汽為動力的一般節(jié)能措施作了介紹，著重結合制漿造紙工藝過程，介紹了化學制漿節(jié)能、高得率制漿節(jié)能、打漿和抄紙節(jié)能、堿回收節(jié)能以及制漿造紙節(jié)能的新技術：中濃技術、膜分離技術、溶劑制漿、生物技術和二次熱的概念。　　Nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;本書是教育部高等學校輕化工程專業(yè)（造紙方向）教學指導分委員會推薦的特色教材，可供大中專院校輕化工程專業(yè)的學生作為選修課教材使用，也可供從事制漿造紙生產(chǎn)的工程技術人員、企業(yè)管理人員及能源工作者參考。

書籍目錄

緒論第1章 工業(yè)企業(yè)蒸汽動力裝置1.1 水蒸氣1.1.1 水蒸氣基本知識1.1.2 水蒸氣定壓汽化過程1.1.3 水蒸氣狀態(tài)參數(shù)的確定1.1.4 水蒸氣焓熵圖1.1.5 水蒸氣熱力過程1.2 動力循環(huán)簡介1.2.1 朗肯循環(huán)1.2.2 再熱循環(huán)1.2.3 回熱循環(huán)1.2.4 熱電循環(huán)1.2.5 工業(yè)企業(yè)蒸汽動力裝置1.3 汽輪機1.3.1 汽輪機工作原理1.3.2 汽輪機級的類型及特點1.3.3 汽輪機主要部件1.3.4 汽輪機中的損失和效率1.3.5 汽輪機的運行和調(diào)節(jié)1.3.6 汽輪機的優(yōu)缺點及發(fā)展趨勢參考文獻第2章 鍋爐設備2.1 鍋爐設備基本知識2.1.1 鍋爐發(fā)展概況2.1.2 鍋爐用途和分類2.1.3 鍋爐設備組成2.1.4 鍋爐工作過程2.1.5 鍋爐工作特性2.1.6 鍋爐型號2.2 鍋爐用燃料及燃燒2.2.1 燃料組成成分2.2.2 燃料成分表示2.2.3 煤的燃燒特性及類別2.2.4 燃料燃燒過程2.2.5 燃料燃燒的必要條件2.3 水質(zhì)處理2.3.1 鍋爐給水的水質(zhì)要求2.3.2 鍋爐給水的水質(zhì)處理2.3.3 鍋爐給水處理的新進展2.4 鍋爐的傳熱和蒸汽的產(chǎn)生2.4.1 鍋爐傳熱2.4.2 鍋爐水循環(huán)2.4.3 汽水分離2.5 燃燒設備——爐子2.5.1 爐子的分類2.5.2 層燃爐2.5.3 室燃爐2.5.4 沸騰爐2.5.5 爐子的熱強度2.6 鍋爐的輔助受熱面及通風、消煙除塵2.6.1 鍋爐的輔助受熱面2.6.2 鍋爐的通風2.6.3 鍋爐的消煙除塵2.7 鍋爐設備運行的經(jīng)濟性及安全性2.7.1 鍋爐熱平衡組成2.7.2 鍋爐的熱效率2.7.3 鍋爐的熱損失及減少熱損失途徑2.7.4 鍋爐設備的安全運行2.8 鍋爐的選擇2.8.1 鍋爐容量的確定2.8.2 鍋爐工作壓力的確定2.8.3 鍋爐類型及臺數(shù)的選擇參考文獻第3章 能源及能源的節(jié)約3.1 能源概述3.1.1 能源的分類3.1.2 能源消費及資源狀況3.1.3 能源對策3.1.4 節(jié)能的意義及途徑3.2 新能源的開發(fā)利用3.2.1 太陽能及其利用技術3.2.2 生物質(zhì)能及其應用3.2.3 其他能源及利用3.3 合理利用能源的原則3.3.1 中國能源消費現(xiàn)狀3.3.2 合理利用能源的原則3.4 熱泵3.4.1 熱泵基本知識3.4.2 熱泵的工作原理及應用3.4.3 熱泵工質(zhì)及主要設備3.4.4 熱泵系統(tǒng)常用的熱源3.4..5 熱泵系統(tǒng)的應用及實例3.5 加強熱能管理，節(jié)約用汽3.5.1 蒸汽的使用特性3.5.2 蒸汽的輸送3.5.3 蒸汽的選用原則3.5.4 蓄熱器3.5.5 加強管理，防止漏汽3.5.6 加強保溫，減少散熱損失3.5.7 設備加蓋，減少表面散熱3.5.8 加強給水處理，減少排污熱損參考文獻第4章 造紙廠的節(jié)能4.1 造紙廠節(jié)能概述4.1.1 造紙工業(yè)能源構成4.1.2 造紙工業(yè)能源消耗4.1.3 造紙廠節(jié)能綜合分析4.1.4 我國造紙工業(yè)節(jié)能展望4.2 制漿工藝的節(jié)能4.2.1 原料的貯存和備料4.2.2 間歇式蒸煮的節(jié)能技術4.2.3 間歇蒸煮的改進節(jié)能4.2.4 連續(xù)蒸煮節(jié)能4.2.5 制漿車間其他節(jié)能技術4.3 高得率制漿的節(jié)能4.3.1 磨石磨木漿的節(jié)能4.3.2 預熱木片磨木漿的熱回收4.3.3 化學熱磨木片磨木漿4.3.4 堿性過氧化物機械漿4.3.5 幾種楊木化機漿磨漿能耗比較4.4 打漿和抄紙工藝的節(jié)能4.4.1 打漿系統(tǒng)的節(jié)能4.4.2 造紙機網(wǎng)部生產(chǎn)節(jié)能4.4.3 紙機壓榨部節(jié)能4.4.4 紙機干燥部節(jié)能4.4.5 變頻控制及在紙機上的節(jié)能應用4.5 堿回收工藝節(jié)能4.5.1 黑液蒸發(fā)系統(tǒng)節(jié)能4.5.2 黑液燃燒系統(tǒng)節(jié)能4.5.3 白泥回收系統(tǒng)節(jié)能4.5.4 非傳統(tǒng)式苛化技術4.6 造紙工業(yè)節(jié)能新技術4.6.1 中濃技術的應用4.6.2 膜分離技術在節(jié)能中的應用4.6.3 生物技術4.6.4 溶劑制漿4.6.5 制漿造紙廠的二次熱及其利用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（7）化學穩(wěn)定性。熱泵工質(zhì)應有良好的化學穩(wěn)定性。由于熱泵工質(zhì)有時必須在較高的溫度下運行，如在排氣閥處會達到很高的溫度。當帶有少量油的情況下高速通過各種金屬表面時，熱泵工質(zhì)可能會產(chǎn)生催化分解反應。因此，要求熱泵工質(zhì)在高溫下不宜分解，與潤滑油不發(fā)生化學作用。同時，還要求不腐蝕壓縮機所使用的材料，無燃燒和爆炸的危險。（8）和潤滑油的互溶性。熱泵工質(zhì)和潤滑油的互溶性對系統(tǒng)工作的影響各有利弊。若二者之間能互相溶解時，則潤滑較好。熱泵工質(zhì)和潤滑油一起循環(huán)，因而換熱器傳熱面上不易形成油膜，不會影響傳熱；但和潤滑油的互溶同時又會使?jié)櫥妥兿?，黏度變小，惡化潤滑作用，這就要求采用黏度較大的潤滑油。工質(zhì)中溶有潤滑油會降低蒸氣壓力，降低的程度與潤滑油、工質(zhì)的性質(zhì)及溶解量有關。若要保證蒸發(fā)器中與純工質(zhì)系統(tǒng)相同的蒸發(fā)溫度，必須降低吸氣壓力，而導致壓縮機排氣量降低，反之，若要保證與純工質(zhì)系統(tǒng)相同的吸氣壓力，則相應的蒸發(fā)溫度就會升高。在滿液式蒸發(fā)器中，沸騰時會產(chǎn)生較多的泡沫，導致液位不穩(wěn)定，影響浮球閥的工作。若工質(zhì)和潤滑油不能互相溶解或僅能互相微溶時，在運行中通常及時地將潤滑油從系統(tǒng)中被分離出來，上述關于工質(zhì)與潤滑油互相溶解的問題將不會發(fā)生，但是換熱器的換熱面上常會形成油膜而降低傳熱效果。在高溫熱泵中，為了保證熱泵能在高溫下運行良好，應采用高級精煉的合成潤滑油。例如R114中加入一種F0mblir潤滑劑以改善在高溫運行工況下的性能，其供熱溫度可高達l10℃。（9）絕緣性。對于在半封閉或全封閉式壓縮機使用的熱泵工況，應要求熱泵工質(zhì)有良好的絕緣性，并對絕緣材料（如絕緣漆、橡膠、膠木、塑料等）不起腐蝕作用。（10）經(jīng)濟性和毒性。一般要求熱泵工質(zhì)應該具有易于獲得、價格便宜和無毒無害的特點。為了提高熱泵工質(zhì)的熱力性質(zhì)和改善運行條件，近年來發(fā)展了混合熱泵工質(zhì)?；旌蠠岜霉べ|(zhì)比一般工質(zhì)具有一些顯著的優(yōu)點。如能減少換熱設備的不可逆熱損失，改善工質(zhì)的性質(zhì)，改善運行特性和有可能由冷凝器獲得高溫的熱能，而冷凝壓力又不太高，以滿足熱泵裝置的需要。因此，混合工質(zhì)近年來得到迅速發(fā)展。混合工質(zhì)可分為兩類：一類是共沸混合工質(zhì)，一類是非共沸混合工質(zhì)。它們本質(zhì)上的區(qū)別是在飽和狀態(tài)下，氣、液兩相的組成成分是否相同，相同的屬于共沸混合工質(zhì)，不相同的屬于非共沸混合工質(zhì)。3.4.3.2熱泵系統(tǒng)的主要設備壓縮式熱泵尤其是蒸汽壓縮式熱泵是目前應用最為廣泛的熱泵裝置，由于具有熱效率高、結構緊湊、使用安全、價格適當?shù)葍?yōu)點，其主導地位在近期內(nèi)尚難以被其他型式熱泵所取代，下面就壓縮式熱泵系統(tǒng)的主要設備進行敘述。熱泵系統(tǒng)中有4個不可缺少的部件，即壓縮機和冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流部件和驅(qū)動力。其中，冷凝器是輸出熱量的設備；蒸發(fā)器是從低位熱源提取熱量的設備；壓縮機是保持系統(tǒng)制冷劑循環(huán)和提高溫度的必不可少的設備，既保證了蒸發(fā)器在較低溫度下從低位熱源中吸取熱量，又保證了冷凝器在較高溫度下供熱；節(jié)流機構（或稱膨脹機構）既起了節(jié)流制冷劑流體的作用，又起了調(diào)節(jié)流量的作用。

編輯推薦

《熱工基礎與造紙節(jié)能(第2版)》：教育部高等學校輕工與食品學科教學指導委員會推薦教材

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