過程和能源系統(tǒng)的建模、分析與優(yōu)化

王樂，高級工程師，現(xiàn)就職于中國石化集團公司科技開發(fā)部物裝儲運處，主要從事節(jié)能技術管理工作。做為化工專業(yè)翻譯者，專業(yè)翻譯水準較高，對原著的專業(yè)名詞翻譯準確，對原著的專業(yè)思想表達理解精準，使讀者能夠享受到原著的精髓，是合格的、水準較高的翻譯者

第1章能源使用、成本和效率（1）

1.1美國能源使用情況（1）

1.2能源成本（3）

1.3能源效率（4）

1.4自發(fā)電和外購電成本對比（10）

1.5燃料成本和燃料熱值（12）

1.6本書結構（13）

1.7入門（16）

1.8小結（18）

參考文獻（18）

習題（19）

第2章工程經(jīng)濟學與VBA程序（21）

2.1工程經(jīng)濟學簡介（21）

2.2貨幣的時間價值：折現(xiàn)值（PV）和未來值（FV）（21）

2.3年金（25）

2.4對比備選過程（35）

2.5工廠設計經(jīng)濟學（39）

2.6基于能源優(yōu)化的確定性經(jīng)濟分析（42）

2.7不確定性的經(jīng)濟分析：蒙特卡羅模擬（43）

2.8小結（47）

參考文獻（47）

習題（47）

第3章計算機輔助法求解物料平衡：序貫模塊求解法（51）

3.1基本的物料平衡模塊（51）

3.2序貫模塊方法：循環(huán)物料平衡（55）

3.3撕裂流迭代法（59）

3.4包含替代規(guī)格的物料平衡（70）

3.5單變量優(yōu)化問題（74）

3.6局部非線性規(guī)范的物料平衡問題（83）

3.7小結（84）

參考文獻（85）

習題（85）

第4章計算機輔助求解過程物料平衡：同步求解法（95）

4.1線性方程組的求解：同步求解法（95）

4.2非線性方程組的解法—Newton-Raphson算法（102）

參考文獻（114）

習題（115）

第5章過程能量平衡（121）

5.1前言（121）

5.2分離器—平衡閃蒸（125）

5.3包含回收過程的平衡閃蒸：模擬方法（133）

5.4絕熱平推流反應器（PFR）和帶有速率表達式的能量

平衡——歐拉一階方法（137）

5.5苯乙烯生產(chǎn)過程：用反應速率表示能量平衡和物料平衡方程（143）

5.6數(shù)值積分—歐拉法和四階龍格-庫塔法（148）

5.7小結（152）

參考文獻（153）

習題（153）

第6章數(shù)據(jù)校正與粗差檢測（162）

6.1標準偏差和概率密度函數(shù)（164）

6.2數(shù)據(jù)校正：Excel求解器（166）

6.3數(shù)據(jù)校正：余度和變量類型（169）

6.4數(shù)據(jù)校正：線性和非線性的物料和能量平衡（175）

6.5數(shù)據(jù)調解——拉格朗日乘數(shù)法（182）

6.6粗差檢測和識別（191）

6.7小結（196）

參考文獻（196）

習題（197）

第7章燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)性能，工況和超出工況下的計算：

理想氣體流體性質（204）

7.1單一可壓縮流體平衡態(tài)：T ds方程的推導（205）

7.2開口系統(tǒng)的一般能量平衡公式（207）

7.3熱電聯(lián)產(chǎn)燃氣輪機系統(tǒng)性能計算：理想氣體工質流體（208）

7.4空氣基燃氣輪機性能計算（211）

7.5燃燒室能量平衡（214）

7.6余熱鍋爐：設計性能計算（215）

7.7燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)性能與余熱鍋爐設計（219）

7.8余熱鍋爐超工況計算：補燃（224）

7.9燃氣輪機設計和超設計性能（231）

7.10小結（240）

參考文獻（241）

習題（242）

第8章計算熱電聯(lián)產(chǎn)物理性質程序的推導（247）

8.1熱電聯(lián)產(chǎn)計算可調用的函數(shù)（247）

8.2純物質熱力學性質（251）

8.3純物質熱力學性質運算公式的推導（256）

8.4理想混合物熱力學性質：考慮一般推導和燃燒反應（259）

8.5理想混合物熱力學性質：目前的困難（262）

8.6狀態(tài)方程混合原則（264）

8.7小結（267）

參考文獻（268）

習題（269）

第9章燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)性能、設計和超設計計算：真實流體性質（276）

9.1熱電聯(lián)產(chǎn)燃氣輪機系統(tǒng)性能計算：真實物理性質（277）

9.2HRSG：設計性能計算（287）

9.3HRSG超工況設計計算：補燃情況（289）

9.4燃氣輪機設計和超設計性能（294）

9.5小結（297）

參考文獻（297）

習題（298）

第10章燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)濟zui優(yōu)化設計和余熱鍋爐數(shù)值分析（303）

10.1熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)：規(guī)模經(jīng)濟（303）

10.2熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結構：區(qū)域功率-熱力比（305）

10.3熱電聯(lián)產(chǎn)經(jīng)濟優(yōu)化：CGAM問題（306）

10.4CGAM問題經(jīng)濟設計優(yōu)化：理想氣體（310）

10.5CGAM熱電聯(lián)產(chǎn)設計問題：真實物理性質（312）

10.6COGEND和通用電氣的GATECYCLETM的比較（315）

10.7HRSG換熱問題數(shù)值求解（316）

10.8小結（331）

參考文獻（332）

習題（333）

第11章熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)校正與過失誤差檢測（339）

11.1熱電發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)校正（339）

11.2熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)過失誤差檢測和鑒定（347）

11.3結果的直觀顯示（351）

11.4小結（352）

參考文獻（353）

習題（353）

第12章熱電聯(lián)產(chǎn)設施中zui優(yōu)能量調度（355）

12.1zui優(yōu)化調度模型的開發(fā)（355）

12.2熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的概述（357）

12.3一般操作策略的考慮（358）

12.4設備能量效率（359）

12.5預測天然氣和購電的價格（373）

12.6熱電聯(lián)產(chǎn)設施多時段調度模型的建立（377）

12.7小結（386）

參考文獻（387）

習題（387）

第13章過程能量集成（392）

13.1過程能量集成/zui小公用工程（392）

13.2溫度區(qū)間/問題表分析（394）

13.3總復合曲線GCC（396）

13.4用真實接近點溫度進行溫度區(qū)間/問題表分析（396）

13.5從工藝流程圖判斷熱物流和冷物流（399）

13.6zui大能量回收（MER）法換熱器網(wǎng)絡設計（405）

13.7采用物流分割法設計換熱網(wǎng)絡（410）

13.8利用zui小單元數(shù)法進行換熱網(wǎng)絡設計（412）

13.9換熱網(wǎng)絡設計基礎教學軟件（換熱網(wǎng)絡教學THEN）（414） 2100433B

本書是路易斯安那州立大學化學工程系資深教授F. Carl Knopf撰寫，詳細介紹了包括石油化工在內(nèi)的過程工業(yè)有關過程能量集成原理、建模、計算軟件、工程設計等方面進行了詳細闡述。本書是國內(nèi)少見的系統(tǒng)介紹包括石油化工在內(nèi)的過程工業(yè)模擬仿真的著作。本書的翻譯、出版，將會有效滿足國內(nèi)石化行業(yè)及相關從事流程模擬研究的工程技術人員對于國外高水平學術著作的閱讀和參考需求。

本書從電機數(shù)學模型、Matlab/Simulink仿真模型和仿真實例三個層面進行闡述，理論聯(lián)系實際。書中詳細介紹了直流電機、變壓器、感應電機和同步電機的數(shù)學模型，用Matlab/Simulink仿真軟件建立了相應的仿真模型，對于每一種電機都給出了多種仿真模型，用建立的仿真模型進行仿真實例分析，并給出詳細的仿真結果，仿真分析的內(nèi)容幾乎涉及電機瞬變運行過程的各個方面。

《新能源發(fā)電過程的動態(tài)建模、仿真和控制》討論了對一系列能源系統(tǒng)進行動態(tài)建模、仿真和控制的核心問題，包括燃氣輪機、風力機、燃料電池和電池等。這些建模和控制原理也同樣適用于其他非常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)，如太陽能和波浪能發(fā)電。本書的主要特點在于，涉及了熱力學、流體力學、傳熱學、電化學、電網(wǎng)和電機等主題，并著重討論了它們在發(fā)電、控制和調節(jié)等領域的應用。本書將幫助讀者理解能源系統(tǒng)的建模方法以應用于控制器的設計，并掌握控制系統(tǒng)和調節(jié)器的基本設計過程。它也將對能源系統(tǒng)的動態(tài)仿真和監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)提供有益的指導。通過對可觀測系統(tǒng)變量的量測來估計系統(tǒng)內(nèi)部變量，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)測。對于混合發(fā)電系統(tǒng)的設計者們而言，本書也將提供有效的幫助。本書介紹了混合發(fā)電系統(tǒng)中涉及的先進技術，例如浮動或近海風力機以及燃料電池等。本書通過真實案例分析介紹了基于非線性動態(tài)模型的各種發(fā)電系統(tǒng)的實際控制規(guī)則，在這些控制規(guī)則中并不需要對非線性動態(tài)模型進行線性化。同時，本書還向讀者介紹了基于非線性模型的估計方法及其在能源系統(tǒng)中的應用。