余熱鍋爐研究與設計

前言

目前，節(jié)能減排已經成為中國政府宏觀調控的重點內容，“十一五”期間，為了實現單位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，全面貫徹落實《國民經濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》，根據《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》，國家制定的《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》將“余熱余壓利用工程”列為重點節(jié)能工程之一。國家《促進產業(yè)結構調整暫行規(guī)定》、《產業(yè)結構調整指導目錄》把余熱發(fā)電列入產業(yè)結構調整政策鼓勵類項目，明確此類項目按照國家有關投資管理規(guī)定進行備案，各金融機構應按照信貸原則提供信貸支持。因此，節(jié)能減排是我國經濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針，也是一項極為緊迫的任務?；厥沼酂岚l(fā)電、提供動力和供應熱能、降低能耗對我國實現節(jié)能減排、環(huán)保發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的現實意義。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計中的關鍵技術，更好地滿足工業(yè)過程生產工藝革新的需要，是當前我們熱能工程和動力工作者面臨的現實課題。雖然在國家節(jié)能減排政策的鼓勵和推動下，余熱鍋爐在余熱發(fā)電、提供動力、供應熱能方面取得了前所未有的進步，但是因工業(yè)過程中的生產方法、生產工藝、生產設備以及原料、燃料條件千變萬化，如熱負荷不穩(wěn)定，生產的周期性，熱源波動劇烈，煙氣中含塵量大、腐蝕性強，灰塵粘結、磨損和堵塞，受安裝空間的限制等難題，這些難題過去很少被系統(tǒng)地研究過，給余熱利用帶來很多困難。以上就是本書寫作的背景。編寫本書的主要目的在于全面貫徹國家節(jié)能減排戰(zhàn)略思想，為落實我國工業(yè)過程中的重大裝備，特別是為能源、電力、鋼鐵、石化、冶金、建材等高耗能工業(yè)過程的節(jié)能減排任務提供重要的技術支撐；同時，在新的形勢下總結國、內外余熱鍋爐技術的最新研究成果，滿足從事余熱鍋爐技術設計人員的實際需要。

內容概要

　　《余熱鍋爐研究與設計》以技術研究支撐工程設計，按照余熱資源特性核查與標定、余熱發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化、余熱鍋爐參數優(yōu)化、余熱鍋爐本體結構設計、本體設計計算、計算機輔助設計及計算、余熱鍋爐外部工作特性研究與設計等環(huán)節(jié)進行全面系統(tǒng)地論述，力求做到按照系統(tǒng)工程的觀點表現余熱利用全過程的核心技術和關鍵技術，同時在余熱鍋爐結構設計和計算時注重關鍵參數的物理意義，即考慮數學計算的理論依據，又和具體工程應用的生產實際相結合，更為可取的是余熱鍋、爐的相關設計計算均以工程實例給出，方便技術人員使用，從而使《余熱鍋爐研究與設計》滿足系統(tǒng)性、科學性、實用性的目標。

書籍目錄

第一章 余熱利用技術第一節(jié) 概述一、余熱資源分類二、余熱利用方法三、余熱利用特點四、余熱利用技術發(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、國家政策與法規(guī)第三節(jié) 余熱利用現狀和技術研究進展一、余熱利用現狀二、余熱利用技術研究進展三、余熱利用技術應用進展四、電站鍋爐排煙余熱利用技術五、我國余熱利用研究和技術存在的問題和建議第四節(jié) 余熱資源特性一、余熱資源特性核查二、余熱資源特性的標定第二章 余熱鍋爐關鍵技術研究第一節(jié) 余熱發(fā)電技術一、余熱發(fā)電系統(tǒng)二、余熱發(fā)電系統(tǒng)及參數優(yōu)化三、純低溫余熱鍋爐參數確定及優(yōu)化第二節(jié) 余熱鍋爐研究路線一、余熱鍋爐技術創(chuàng)新二、余熱鍋爐關鍵技術研究第三節(jié) 氣固兩相流的數值模擬一、氣固兩相流簡介二、氣固兩相流動原理三、氣固兩相流的數值模擬四、數值模擬的工程應用及示例第四節(jié) 余熱鍋爐試驗研究平臺一、煙塵物理和化學特性研究平臺二、傳熱和阻力特性實驗研究平臺三、積灰和清灰技術模化實驗研究平臺四、磨損和積灰特性實體實驗研究平臺五、低溫腐蝕實驗研究平臺第五節(jié) 新型余熱發(fā)電技術一、低沸點有機工質循環(huán)余熱發(fā)電技術二、其他余熱發(fā)電技術第三章 余熱鍋爐結構設計第一節(jié) 余熱鍋爐整體結構一、余熱鍋爐分類二、余熱鍋爐結構設計原則三、輻射冷卻室結構設計四、對流受熱面結構設計第二節(jié) 鍋筒及其內部結構一、鍋筒及其支承方式二、鍋筒的外部裝置三、一次分離元件的結構和計算四、二次分離元件的結構和計算五、蒸汽的污染與凈化六、分段蒸發(fā)系統(tǒng)七、鍋筒內部輔助裝置第三節(jié) 余熱鍋爐補燃設計及結構一、補燃條件及作用二、余熱鍋爐補燃結構及裝置三、補燃對循環(huán)系統(tǒng)的影響第四節(jié) 通流結構設計及優(yōu)化一、通流結構數值模擬優(yōu)化二、通流結構數值模擬實例第五節(jié) 余熱鍋爐爐墻一、爐墻作用二、爐墻結構三、爐墻材料四、余熱鍋爐爐墻設計第六節(jié) 余熱鍋爐構架一、鍋爐構架作用二、鍋爐構架結構三、鍋爐構架材料四、余熱鍋爐構架設計第四章 余熱鍋爐本體設計計算第一節(jié) 熱力計算一、煙氣的容積和焓二、鍋爐的熱平衡三、輻射冷卻室換熱計算四、對流受熱面計算五、輻射放熱系數的計算六、受熱面污染系數和熱有效系數的計算七、平均溫壓的計算八、關于余熱鍋爐熱力計算方法的若干建議九、余熱鍋爐計算實例第二節(jié) 余熱鍋爐煙道通風阻力的計算一、余熱鍋爐煙道通風阻力的分類二、摩擦阻力的計算三、局部阻力的計算四、煙氣沖刷管束通風阻力的計算五、煙道的自通風六、設計修正七、余熱鍋爐煙風阻力計算實例第三節(jié) 水循環(huán)計算一、水循環(huán)概述二、流動阻力三、自然循環(huán)四、強制循環(huán)五、循環(huán)可靠性檢驗六、算例第四節(jié) 受壓元件強度計算一、防脆斷安全設計準則二、強度計算理論基礎三、強度計算基本參數的選取四、承受內壓力的圓筒形元件的強度計算五、帶有拉撐件的平板強度計算六、其他受壓元件的強度計算七、計算實例第五節(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的產生與發(fā)展二、煙氣相變換熱的原理三、相變換熱余熱利用技術的應用四、冷凝式鍋爐的設計五、冷凝式鍋爐存在的問題及其發(fā)展前景第五章 余熱鍋爐計算機輔助設計及計算軟件第一節(jié) 計算機輔助設計一、輔助設計概念二、計算機繪圖三、設計計算一體化四、輔助設備實例第二節(jié) 計算機輔助計算一、計算機輔助計算概念二、計算機輔助熱力計算三、計算機輔助阻力計算四、計算機輔助水循環(huán)計算五、計算機輔助強度計算第六章 余熱鍋爐外部工作特性研究與設計第一節(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、外部工作特性設計第二節(jié) 煙塵分離技術及設備一、煙塵分離技術二、煙塵分離設備第三節(jié) 清灰除灰技術及設備一、清灰技術及設備二、除灰設備參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：近年來，我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境代價，經濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳，群眾對環(huán)境污染問題反應強烈。為了解決這些矛盾，實現經濟又好又快發(fā)展，《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》提出了“十一五”期間單位國內生產總值能耗降低20％左右，主要污染物排放總量減少10％的約束性指標。堅持開發(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，在資源開采、生產消耗、廢物產生、消費等環(huán)節(jié)，逐步建立全社會的資源循環(huán)利用體系。這是貫徹落實科學發(fā)展觀、構建社會主義和諧社會戰(zhàn)略思想的重大舉措，也是加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的迫切需要。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，儲量豐富且存在于各行業(yè)的生產過程中，特別是在鋼鐵、化工、建材、機械、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現節(jié)能減排的主要內容和手段之一。自20世紀40年代開始，國外就開始了余熱利用技術研究。經過多年的發(fā)展，高溫余熱利用技術已日趨成熟，其中以下幾種應用廣泛，具有代表性。（一）低熱值煤氣燃氣輪機技術低熱值煤氣燃氣輪機技術實際是一種燃氣一蒸汽聯合循環(huán)發(fā)電技術。首先，將高爐煤氣等低熱值煤氣和空氣壓縮到（1.5 ～2.2 ）MPa，經燃燒室燃燒，高溫高壓煙氣直接通過燃氣輪機膨脹做功并帶動發(fā)電機發(fā)電。然后，燃氣透平排出煙氣（一般約500℃）經余熱鍋爐產出中壓蒸汽帶動蒸汽輪機發(fā)電，從而完成聯合循環(huán)發(fā)電。該技術充分利用了鋼鐵企業(yè)高爐等副產煤氣，最大可能地提高能源利用效率，使得熱電轉換效率從朗肯循環(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，對節(jié)能、環(huán)保、提高全廠經濟效益等都起到良好的作用。（二）轉爐負能煉鋼技術轉爐負能煉鋼是指冶煉過程中產生的爐氣經凈化處理后回收利用，回收的能量大于消耗的能量，實現轉爐工序能耗負值化，集成了轉爐煙氣節(jié)能、環(huán)保綜合利用的特點。通常，煉鋼廠通過改造風機來降低電耗，通過改進煉鋼技術來增加煤氣和蒸汽回收量，從而降低氧氣、電及其他能源介質的消耗量已實現負能煉鋼。

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《余熱鍋爐研究與設計》是由中國標準出版社出版的。

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