燃煤发电是我国电力供应的主要来源，也是国家节能减排以及“碳中和”战略实施的关键。本书以燃煤发电系统为对象，深入探讨其节能理论与方法，并提出新颖节能技术。本书第1章阐述燃煤机组单耗分析理论与能耗时空分布规律；第2章介绍燃煤机组节能诊断方法及应用；第3章揭示燃煤机组污染物生成机制；第4章讨论燃煤机组热力系统流程重构与机炉耦合；第5章介绍燃煤机组空冷系统优化设计与全工况高效运行；第6章阐述绿色供热理论及其在大机组热电联产节能中的应用；第7章讨论太阳能辅助燃煤发电技术。
样章试读
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序
前言
第1章 燃煤机组单耗分析理论与能耗时空分布规律 1
1.1 概述 1
1.2 单耗分析理论 3
1.2.1 燃煤发电机组的单耗 3
1.2.2 燃煤发电机组设备附加单耗 4
1.2.3 能耗敏度 4
1.2.4 改进的单耗分析 7
1.3 单耗分析理论的应用及能耗时空分布规律 11
1.3.1 锅炉作为整体时机组单耗分析及能耗时空分布规律 11
1.3.2 锅炉细化为多个设备过程时机组单耗分析及能耗时空分布规律 15
1.4 大型燃煤发电机组广义能耗评价 28
1.4.1 多目标综合评价方法 29
1.4.2 案例分析—面向节能发电调度的燃煤机组 35
参考文献 45
第2章 燃煤机组节能诊断方法及应用 47
2.1 概述 47
2.2 机组实际状态的确定 47
2.2.1 机组实际状态与能耗表征 47
2.2.2 关键能耗特征变量的可控性分类解析 48
2.3 机组基准状态的确定 49
2.3.1 设计目标值 50
2.3.2 维修可达目标值 50
2.3.3 运行可达目标值 51
2.3.4 机组各类目标值之间的关系 52
2.4 机组节能潜力诊断 52
2.4.1 基于能耗时空分布的节能诊断方法 53
2.4.2 基于降耗时空效应的燃煤机组节能诊断方法 57
2.4.3 数据驱动的燃煤发电机组节能诊断 66
2.5 燃煤机组节能诊断应用案例分析 76
2.5.1 燃煤机组初、终参数的能耗敏度 76
2.5.2 汽轮机缸效率的能耗敏度 81
2.5.3 燃煤发电机组部件性能诊断 84
参考文献 89
第3章 燃煤机组污染物生成机制 92
3.1 概述 92
3.2 燃料氮迁移转化生成NOx前驱体的机理 93
3.2.1 氢自由基对吡咯热解生成HCN的影响 94
3.2.2 水分对吡咯热解生成NH3/HCN的影响 98
3.3 NOx前驱体向含氮产物的转化机制 106
3.3.1 HCN、NH3和HNCO在CaO(100)表面向含氮产物的转化机制 106
3.3.2 NOx污染物的分解还原机制 116
参考文献 133
第4章 燃煤机组热力系统流程重构与机炉耦合 136
4.1 概述 136
4.2 汽轮机热力系统流程重构 138
4.2.1 二次再热机组回热系统流程重构 138
4.2.2 外置式蒸汽冷却器系统 149
4.2.3 回热式汽轮机系统 154
4.3 锅炉低品位热量高效利用与流程重构 159
4.3.1“串联式”锅炉尾部受热面流程重构 159
4.3.2“并联式”锅炉尾部受热面流程重构 172
4.3.3 烟气余热驱动原煤预干燥流程重构 176
4.4 机炉深度耦合流程重构及其应用 188
4.4.1“机炉耦合”概念的提出 188
4.4.2“机炉耦合”流程重构案例分析 190
参考文献 195
第5章 燃煤机组空冷系统优化设计与全工况高效运行 197
5.1 概述 197
5.2 直接空冷系统发展现状 198
5.3 直接空冷系统输运性能 199
5.3.1 研究对象及模型 199
5.3.2 流动传热分析 201
5.3.3 轴流风机性能分析 203
5.3.4 热力性能变化规律 205
5.4 直接空冷系统优化设计与运行 206
5.4.1 空冷凝汽器单元竖直布置策略 206
5.4.2 空冷凝汽器单元引风式“V”型结构布置 213
5.5 间接空冷系统发展现状 223
5.6 间接空冷系统输运性能 225
5.6.1 研究对象及模型 225
5.6.2 流动传热性能分析 227
5.6.3 空冷散热器扇段热力性能变化规律 231
5.6.4 空冷系统总体热力性能变化规律 232
5.7 间接空冷系统优化设计与运行 233
5.7.1 冷却空气流场调控 233
5.7.2 改进型空气流场调控 247
5.7.3 冬季防冻运行调控 266
参考文献 274
第6章 绿色供热理论及其在大机组热电联产节能中的应用 278
6.1 概述 278
6.2 绿色供热理论与热电联产能耗评价 280
6.2.1 供热系统的理论最低燃料单耗 280
6.2.2 绿色供热系统的建立及其指标 282
6.2.3 热电联产能耗评价模型 284
6.2.4 绿色供热系统评价应用及分析 288
6.3 热电联产系统全过程联合特性 292
6.3.1 热网系统性能分析 292
6.3.2 热网加热器特性分析 293
6.3.3 低压缸性能分析 296
6.3.4 供热系统联合性能分析 297
6.3.5 最佳冷凝热网加热器及其参数的确定方法 299
6.4 热电联产机组节能技术 300
6.4.1 供热抽汽可用能高效回收 300
6.4.2 汽轮机低品位余热能梯级利用 305
6.4.3 高背压供热汽轮机低压部分性能优化 313
6.4.4 汽轮机低品位能分级加热 319
6.5 汽轮机排汽与抽汽耦合的梯级供热系统 327
6.5.1 梯级供热系统的热负荷分配 327
6.5.2 DCK梯级供热系统案例分析 329
参考文献 336
第7章 太阳能辅助燃煤发电技术 338
7.1 概述 338
7.2 太阳能辅助燃煤发电系统性能评价 339
7.3 太阳能辅助燃煤发电系统典型集成方案与热力特性 351
7.3.1 太阳能辅助燃煤发电系统典型集成方案 351
7.3.2 太阳能辅助燃煤发电系统热力特性分析 355
7.4 太阳能辅助燃煤发电系统通用优化集成方法及全工况优化 377
7.4.1 通用方法系统集成优化 377
7.4.2 算例研究：一次再热超临界机组 381
7.4.3 太阳能辅助燃煤发电系统全工况优化成本模型 392
7.4.4 多目标优化算法 394
7.4.5 太阳能辅助燃煤发电系统全工况优化 395
参考文献 410
索引 412
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