具体描述
《循环流化床锅炉设备及运行(第2版)》为教育部职业教育与成人教育司推荐教材。《循环流化床锅炉设备及运行(第2版)》从实际应用的角度，对循环流化床锅炉的基本原理、设备特点及运行检修等内容进行了较为全面的论述。主要内容包括锅炉基础知识、循环流化床锅炉气固两相流特性、循环流化床燃烧与炉内传热、循环流化床锅炉本体设备及系统、辅机设备及系统、循环流化床锅炉调试与运行、循环流化床锅炉检修与维护、典型循环流化床锅炉介绍等。
《循环流化床锅炉设备及运行(第2版)》不仅介绍了循环流化床锅炉特有的设备和系统，还包括了锅炉通用知识，如燃料与燃烧、锅炉热平衡、锅炉汽水系统等，便于没有煤粉炉知识基础的人员使用。《循环流化床锅炉设备及运行(第2版)》理论与实际相结合，深入浅出，实用性强。
《循环流化床锅炉设备及运行(第2版)》可作为高职高专电力技术类电厂热能动力装置；专业及相关专业的教材，也可供从事循环流化床锅炉运行和管理的人员参考，还可作为电厂人员的培训教材。
现代化工过程控制与优化 本书聚焦于现代化工生产过程中普遍采用的先进过程控制（APC）技术、系统集成以及如何通过优化策略实现生产效率和环境效益的最大化。全书内容紧密围绕化工装置的复杂性和高动态性需求展开，旨在为工程师和技术人员提供一套系统、深入的理论框架与实践指导。 第一部分：化工过程建模与系统辨识 本部分深入探讨了建立可靠的化工过程数学模型的基础。化工过程的复杂性决定了精确建模的难度，因此，我们首先从机理建模（如质量、能量守恒定律在反应器、精馏塔中的应用）入手，详细分析了简化模型（如一阶加纯延迟模型）的应用边界和适用范围。 随后，本书花费大量篇幅介绍系统辨识技术，这是实现模型对实际过程精确映射的关键。内容涵盖了参数估计方法，重点讲解了最小二乘法（OLS）、加权最小二乘法（WLS）在化工数据处理中的应用，以及如何处理多输入多输出（MIMO）系统中的相关性问题。我们详细分析了辨识实验的设计，包括激励信号的选择（如伪随机二进制序列 PRBS、步长信号），以及如何通过残差分析来评估模型的质量和有效性。特别地，对于非线性过程，本书引入了基于核回归和神经网络的辨识方法，展示了它们在处理强非线性现象时的优势。 第二部分：先进过程控制（APC）理论与实施 现代化工生产，尤其是大规模、多变量耦合的装置，传统PID控制已难以满足性能要求。本部分系统介绍了先进过程控制（APC）的几大核心技术。 模型预测控制（MPC）： 作为当前工业界应用最广泛的APC技术，MPC的理论基础被详细阐述。内容包括核心的滚动时域优化、约束处理机制（对设备操作限值和产品规格的软约束、硬约束），以及模型失配的处理策略。本书通过对具体案例的推导，解释了如何构建二次规划（QP）问题求解器，并讨论了MPC在大型乙烯裂解炉温度控制、连续搅拌反应器（CSTR）的浓度和温度解耦控制中的具体应用方案。同时，书中对MPC的鲁棒性分析进行了深入探讨，包括如何通过在线模型更新来应对催化剂失活或进料波动带来的模型误差。 解耦控制与奇异值分解（SVD）： 对于具有强耦合特性的过程（例如精馏塔的塔顶产品纯度和塔底产品组成），本书详细讲解了基于逆模型和SVD的解耦控制策略。通过对过程矩阵的分析，识别出“难控制”的方向，并设计相应的解耦控制器，以降低控制器的设计难度和提高系统的稳定性。 状态估计与卡尔曼滤波（KF）： 在许多关键过程变量难以直接测量或测量成本高昂的情况下，状态估计变得至关重要。本书系统介绍了线性卡尔曼滤波（LKF）的迭代更新过程，并针对化工过程中普遍存在的非线性特性，重点阐述了扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF）在反应器状态估算中的应用。通过实例分析，展示了KF如何融合传感器量测值和过程模型预测，提供更平滑、更可靠的状态估计结果。 第三部分：优化与操作策略 化工生产的最终目标是在满足安全和质量约束的前提下，实现经济效益最大化或能耗最小化。本部分侧重于如何将控制系统与整体优化目标相结合。 实时优化（RTO）： RTO被视为连接过程控制层与企业决策层的桥梁。本书详细介绍了RTO的架构，包括稳态模型构建、约束处理和优化求解。内容涵盖了牛顿法、序列二次规划（SQP）等非线性规划求解器的原理及其在化工优化中的应用。书中特别强调了如何设计RTO的周期性计算与控制系统的交互机制，确保优化目标能够在动态变化的实际工况下得到有效跟踪。 能效管理与集成： 针对能源消耗巨大的化工单元，本书探讨了基于优化的热集成网络管理。通过热力学约束下的数学规划，指导用户如何调整换热网络的流体分配和操作点，以最小化外部能源的输入。此外，还介绍了如何将排放限制（如CO2、NOx）纳入到操作优化模型中，实现环境友好型生产。 第四部分：系统集成、安全与可靠性 控制系统的可靠性和安全性是化工装置运行的基石。本部分探讨了系统集成和故障处理的工程实践。 分布式控制系统（DCS）与安全仪表系统（SIS）： 本书对比了DCS和PLC在过程控制中的角色分工，重点讲解了如何通过规范化的接口实现APC模块与DCS的无缝集成。对于安全系统，详细阐述了基于IEC 61511标准的SIL等级确定、功能安全需求分析（HARA），以及如何设计和验证满足高安全等级要求的保护层。 故障诊断与容错控制： 随着复杂性的增加，传感器和执行器的故障概率也相应增加。本书引入了基于观测器的故障检测方法，例如利用残差信号分析和主元分析（PCA）来识别故障的类型和位置。最后，讨论了容错控制（FTC）的基本原理，即在检测到故障后，系统如何自动切换到预先设计的降级运行模式或启用替代控制策略，以避免生产中断或事故发生。 全书结构严谨，理论阐述深入浅出，并辅以大量实际工程案例分析，旨在为读者提供一个全面、前沿的现代化工过程控制与优化工具箱。
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