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出版者:中国电力

作者:刘志远

出品人:

页数:292

译者:

出版时间:2007-4

价格:29.80元

装帧:

isbn号码:9787508352169

丛书系列:

图书标签:

• 火电厂
• 计算机控制
• 自动化
• 电力系统
• 控制工程
• DCS
• PLC
• 仪表
• 热工
• 发电

《燃烧的艺术：锅炉燃烧理论与实践》 本书深入探讨火力发电厂核心——锅炉燃烧的奥秘，从基础的热力学原理出发，详细阐述了燃料性质、燃烧机理、火焰特性、传热过程以及烟气排放控制等关键环节。 第一部分：燃烧基础与燃料特性 本部分首先回顾了化学燃烧的基本定律和能量守恒原理，为后续内容的理解奠定坚实基础。随后，重点分析了火力发电厂常用燃料，如煤炭、重油、天然气等，在物理化学性质上的差异。对于煤炭，书中详细介绍了其成分分析（固定碳、挥发分、灰分、水分）、热值测定方法及其对燃烧效率的影响。针对不同种类的煤炭（如烟煤、无烟煤、褐煤），分析了其燃烧特性，包括着火温度、燃烧速率、结焦倾向等，并探讨了燃料预处理技术（如煤炭破碎、烘干、脱硫）对改善燃烧效果的作用。重油和天然气的燃烧特性也被细致解析，强调了其各自的优势与局限性。 第二部分：锅炉燃烧机理与过程 这一部分是本书的核心，详细剖析了锅炉内燃料的燃烧全过程。书中首先阐述了均相与非均相燃烧的区别，重点关注火力发电厂中常见的非均相燃烧过程。对于层燃、悬燃和沸腾炉等不同燃烧方式，分别进行了深入的理论分析和机理阐述。 层燃炉： 详细介绍了燃料在炉排上的铺展、预热、着火、燃烧直至燃尽的各个阶段。分析了炉排结构、风量分布、燃料层厚度等因素对燃烧效率和烟气成分的影响。 悬燃炉： 重点讲解了煤粉的粉碎粒度、旋流送风、火焰传播以及炉膛内的温度分布。分析了煤粉在高温环境下的气化、挥发分析出、着火和碳粒燃烧过程。讨论了不同送风方式（如一次风、二次风、三次风）对炉内混合、燃烧稳定性和NOx生成的影响。 沸腾炉： 介绍了流化床燃烧的基本原理，包括床料的流化状态、燃料的加入与燃尽、以及在流化床内进行的强化传热和燃烧过程。分析了床温、气流速度、床料粒度等参数对燃烧效率、SO2排放和NOx生成的影响。 本书还对不同燃料在不同燃烧方式下的具体燃烧动力学进行了详细的数学建模和仿真分析，揭示了影响燃烧速率、完全程度的关键参数。 第三部分：火焰特性与传热过程 火焰是燃烧的核心表现形式，本书深入研究了火焰的形成、发展、颜色、温度场以及形态。详细分析了火焰传播机理，以及如何通过优化送风和燃料供给来控制火焰形状，使其适应炉膛结构，最大化热量吸收。 传热是锅炉将燃料燃烧释放的热量转化为蒸汽的关键环节。本部分详细阐述了辐射传热、对流传热和传导传热在锅炉中的作用。书中分析了炉膛内的辐射传热系数、膜层对流传热系数等关键参数，并探讨了如何通过优化炉墙结构、设置过热器、再热器、省煤器和空气预热器等受热面来提高整体热效率。针对不同受热面，分析了其在不同工况下的传热特性，以及如何避免结渣、积灰等影响传热效率的问题。 第四部分：燃烧优化与污染物控制 为了最大化能源利用效率并减少环境污染，本书重点关注燃烧过程的优化以及主要污染物的控制技术。 燃烧优化： 探讨了如何通过精确控制燃料供给量、送风量、风温、风压以及炉膛温度等关键参数，实现燃料的充分燃烧，提高锅炉热效率，降低煤耗。书中介绍了一些先进的燃烧调整方法和实时监测技术，以期达到最佳的经济运行状态。 污染物控制： 烟尘（飞灰）控制： 详细介绍了机械除尘器（如多管旋风除尘器）和电除尘器的工作原理、效率影响因素以及维护保养。 硫氧化物（SOx）控制： 重点阐述了炉内脱硫（如石灰石-石膏法）和炉外脱硫（如湿法脱硫、半干法脱硫）的工艺流程、反应机理、影响参数以及污染物排放标准。 氮氧化物（NOx）控制： 详细分析了NOx的生成机理（热力型NOx、燃料型NOx、瞬时型NOx），并重点介绍了低NOx燃烧技术（如分级送风、再循环烟气、水喷射）和选择性催化还原（SCR）、选择性非催化还原（SNCR）等后处理技术。 第五部分：锅炉运行与安全 本部分关注锅炉的实际运行操作和安全管理。书中介绍了锅炉启动、负荷调整、停炉等操作规程，以及如何监测锅炉运行参数（如蒸汽压力、温度、流量、水位、烟气成分等），并对异常情况的处理做出指导。同时，详细阐述了锅炉的安全附件（如安全阀、压力表、水位计）的作用和校验要求，以及锅炉爆炸的潜在原因和预防措施，强调了锅炉安全运行的重要性。 结论 《燃烧的艺术：锅炉燃烧理论与实践》旨在为读者提供一个全面、深入理解火力发电厂锅炉燃烧过程的知识体系。通过理论分析与实践应用的结合，本书有助于读者掌握燃烧的基本原理，理解影响燃烧效率和污染物排放的关键因素，并能够有效地进行锅炉的运行、优化与安全管理，为实现清洁、高效的能源生产提供理论支撑和实践指导。

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这本书在语言风格上，给我一种非常“官方”和“学术”的感觉，准确地说，是那种脱离了工业现场烟火气的纯理论阐述。每一个句子都力求严谨和无懈可击，这对于构建基础知识体系是必要的，但在处理那些充满“模糊性”和“不确定性”的工程实际问题时，就显得有些僵硬。比如，在讨论故障诊断和快速恢复策略时，书中给出的流程是标准的层级化处理步骤，这在理想状态下是完美的。但现实中的电厂，各种保护系统和联锁信号是相互交织、甚至可能出现误报的复杂网络。我更希望看到的是作者如何在一个“非标准”的、多重故障并存的混乱场景下，如何通过经验和逻辑推断，快速剥离核心问题，并给出打破常规的应急处置建议。这本书给出的“最佳实践”，往往需要在一个完美运行的软硬件基础上才能得以贯彻，而对于我们现场人员来说，经常需要处理的是“次优解”和“带病运行”的常态。这种理论与实际操作的“温差”，使得阅读体验略显隔靴搔痒，让人觉得它更适合作为高年级本科生的教材，而非一线运行人员的案头工具书。

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翻阅全书，最让我感到困惑的是对“安全冗余设计”这一核心理念的论述方式。控制系统设计的生命线在于可靠性，而可靠性往往建立在精妙的冗余配置和严格的容错机制之上。这本书花费了大量的篇幅来介绍各种冗余硬件的配置和软件备份策略，这本身无可厚非。但让我感到不足的是，它似乎将冗余视为一种纯粹的硬件堆砌和功能备份，而没有深入挖掘在“系统级失效”——比如，控制网络被恶意代码攻击或者核心数据库损坏时——如何通过逻辑层面的隔离和主动降级（Graceful Degradation）来确保关键生产环节（如安全停车和锅炉给水）的独立性。我期待看到的是关于功能安全等级（SIL）评估和网络隔离策略在火电厂DCS/ESD系统中的前沿实践，而不是仅仅停留在传统的“A/B套件”的简单复制上。这本书在描述这些关键安全机制时，显得过于保守和滞后，仿佛它所基于的资料是在十年前的某个稳定技术背景下定稿的。对于一个追求控制系统极致可靠性的读者而言，它在安全哲学的探讨深度上，未能达到我的预期。

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阅读这本书的过程中，我一直在寻找那种能让我跳出传统思维定势的“火花”。毕竟，随着新能源渗透率的提高，传统火电厂的角色正在从主力电源转向调峰和灵活支撑，这对传统的控制策略提出了革命性的挑战。我本希望能在这本书里看到关于“深度调峰”模式下，控制系统如何应对低负荷运行带来的燃烧不稳、腐蚀加剧等一系列连锁反应的最新研究成果。比如，对于超低负荷运行时，如何通过优化送风和给煤的配合，同时兼顾NOx和CO的排放控制，实现经济性和环保性的最佳平衡。然而，这本书的叙事主线似乎仍停留在对既有成熟技术框架的梳理上，对于那些正在发生的、迫在眉睫的技术转型和挑战，着墨不多，或者说，仅仅是蜻蜓点水式地提了一下趋势，却没有提供扎实的、可操作的技术应对方案。读完后，我感觉自己对“过去几年里大家都在用什么”有了清晰的认识，但对于“未来几年我们应该怎么做”的迷雾，似乎并没有被拨开多少。它更像是一份优秀的行业现状报告，而非一份引领技术前沿的路线图。

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这本书，说实话，我刚翻开的时候，对它的期望值是挺高的。毕竟这个领域现在发展得太快了，总想着能找到一本集大成者，能把那些晦涩难懂的理论用最直观的方式讲明白。然而，读完前几章，我发现它更像是一本精装修的样板房，外表光鲜亮丽，但深入到核心结构和水电煤气管线时，就显得有些力不从心了。比如，在讲解最新的数字化孪生技术在电厂优化调度中的应用时，作者似乎更侧重于描述技术名词的堆砌，而不是深入探讨实际工程中遇到的那些“老大难”问题——那些关于数据延迟、传感器漂移和多系统集成时的兼容性黑洞。我期待的是那种能让我拍案叫绝的、真正具备实战价值的案例分析，比如某个大型机组在应对电网突发频率波动时，控制系统是如何在毫秒级的时间内完成自我修正的。这本书给出的方案，感觉像是教科书上的标准流程，缺乏那种在真实高负荷、高风险环境下打磨出来的“野路子”和经验总结。总而言之，它在概念普及上做得不错，但要把它当作一本能指导现场工程师攻坚克难的“武功秘籍”，恐怕还稍有欠缺，更像是一份精美的、略显浮于表面的技术概览。

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这本书的排版和插图设计，我得给个中评偏上的分数。视觉上确实是下了功夫的，不少流程图和系统架构图画得清晰明了，对于初次接触这个复杂系统的读者来说，能迅速建立起一个宏观的认知框架。但是，这种美观的代价，似乎是以牺牲内容的深度为代价的。在深入到具体的控制算法实现细节时，我发现图表往往只停留在“是什么”的层面，而“为什么是这样”的关键逻辑链条却常常是断裂的。举个例子，当讨论到先进的PID参数自整定方法时，它只是简单地罗列了几种算法的名称和优缺点，却完全没有深入探讨在实际的锅炉燃烧稳定性和汽温控制这两个互相制约的环节中，如何根据不同的负荷特性来动态调整这些参数的权重。这就像是看了一份高级餐厅的菜单，菜名诱人，配图精美，但你永远不知道后厨那位大厨的火候是怎么拿捏的。对于我们这些需要真正去调试、去优化现场参数的工程师来说，我们需要的是那种带着汗水和挫败感总结出来的经验值，而不是光洁如新的理论模型。希望后续的版本能在图表清晰度的基础上，加强对核心控制逻辑的剖析深度。

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