Учебник включает в себя основы производства тепловой энергии на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) и отопительно-производственных котельных, а также их основное и вспомогательное оборудование. Рассмотрены системы теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Учебник написан доступно и просто, на высоком научном и методическом уровне, предназначен для студентов направления 13.03.01 – Теплоэнергетика и теплотехника, профиль: Производство тепловой и электрической энергии и для студентов направления 38.03.02 – Менеджмент, профиль: Производственный менеджмент в энергетике.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...................................................................................................... 8
Введение ............................................................................................................ 8
Глава 1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА .......................................... 9
1.1. Задачи технической термодинамики .................................................. 9
1.2. Уравнение Клапейрона для идеальных газов .................................. 11
1.3. Первый закон термодинамики ........................................................... 16
1.4. Смеси идеальных газов ...................................................................... 17
Задача .......................................................................................................... 22
Контрольные вопросы ............................................................................... 29
Глава 2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ ГАЗОВ ................ 31
2.1. Термодинамические поверхности ..................................................... 31
2.2. Термодинамические диаграммы водяного пара .............................. 33
2.3. pv-диаграмма водяного пара .............................................................. 36
2.4. ts-диаграмма водяного пара ............................................................... 40
2.5. hs-диаграмма водяного пара .............................................................. 41
Задача .......................................................................................................... 42
Контрольные вопросы ............................................................................... 48
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ .... 49
3.1. Политропные процессы ...................................................................... 49
3.2. Энтропия идеального газа .................................................................. 55
3.3. Частные термодинамические процессы ........................................... 56
Задача .......................................................................................................... 65
Контрольные вопросы ............................................................................... 68
Глава 4. ЦИКЛЫ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК (ПТУ) ................... 69
4.1. Цикл Ренкина ...................................................................................... 69
4.2. Цикл Ренкина на перегретом паре .................................................... 70
4.3. Влияние параметров пара на КПД цикла Ренкина .......................... 71
4.4. Цикл ПТУ на сверхкритических параметрах пара .......................... 72
4.5. Регенеративный цикл ПТУ ................................................................ 74
4.6. Теплофикационный цикл ПТУ .......................................................... 77
Задача .......................................................................................................... 78
Контрольные вопросы ............................................................................... 80
Глава 5. ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (ТЭС) .................................... 81
5.1. Классификация ТЭС ........................................................................... 81
5.2. Простейшая схема ТЭС ...................................................................... 82
5.3. Преобразование энергии в одноступенчатой турбине .................... 85
5.4. Основные показатели работы ТЭС ................................................... 87
5.5. Расчет тепловых потерь здания ......................................................... 90
Задача ........................................................................................................ 107
Контрольные вопросы ............................................................................. 114
Глава 6. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ ............ 115
6.1. Системы теплоснабжения ................................................................ 115
6.2. Системы отопления .......................................................................... 123
6.3. Системы вентиляции ........................................................................ 125
6.4. Местная вентиляция ......................................................................... 128
6.5. Кондиционирование воздуха ........................................................... 131
Задача ........................................................................................................ 133
Контрольные вопросы ............................................................................. 146
Глава 7. ТОПЛИВО И ТОПКИ .................................................................... 147
7.1. Виды топлив ...................................................................................... 147
7.2. Топливное хозяйство ТЭС ............................................................... 148
7.3. Горение топлив ................................................................................. 154
7.4. Топки .................................................................................................. 158
7.5. Подготовка твердого топлива .......................................................... 163
7.6. Подготовка жидкого и газообразного топлива .............................. 170
Задача ........................................................................................................ 172
Контрольные вопросы ............................................................................. 173
Глава 8. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ........................................................ 175
8.1. Основные сведения ........................................................................... 175
8.2. Классификация котельных установок ............................................ 186
8.3. Вспомогательные устройства котельных установок ..................... 193
8.4. Современное состояние и направления развития котлостроения .... 203
Задача ........................................................................................................ 226
Контрольные вопросы ............................................................................. 238
Глава 9. ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ .................................................................. 239
9.1. Типы турбин ...................................................................................... 239
9.2. Внутренний относительный КПД ступени .................................... 241
9.3. Мощности и КПД турбин ................................................................ 247
9.4. Многоступенчатые турбины ............................................................ 250
Задача ........................................................................................................ 263
Контрольные вопросы ............................................................................. 265
Глава 10. ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ ............................................ 267
10.1. Цикл ГТУ с изобарным подводом теплоты .................................. 267
10.2. Регенеративный цикл ГТУ ............................................................. 269
10.3. Регенеративный цикл ГТУ с промежуточным подводом
теплоты и охлаждением ................................................................ 271
10.4. Комбинированная парогазовая установка (ПГУ) ........................ 273
10.5. Конкуренция технологий производства электроэнергии ........... 274
Задача ........................................................................................................ 289
Контрольные вопросы ............................................................................. 294
Библиографический список ......................................................................... 295