本书介绍了煤炭的产业现状与发展、煤气化技术的发展、煤气化工艺、煤气化黑水处理系统工艺流程、腐蚀失效机理、冲蚀磨损失效机理、失效预测方法、结构设计优化理念及智能监测等内容。本书对近年来有关煤气化黑水处理系统的发展做了简要的叙述，理论联系实践，重点突出工程实际应用，同时介绍了系统设计优化以及智能监测中应注意的问题，让读者能够了解煤气化黑水处理系统的工艺流程和相关设备的结构特点。
本书可供从事煤气化黑水处理系统设备设计、制造、操作、维护等相关技术人员阅读，也可作为高等院校能源动力工程、机械工程及过程装备等相关专业师生的参考书。
第1章 气化工艺及黑水处理系统 001
1.1 我国煤炭产业现状与发展 001
1.1.1 煤炭储量以及分布现状 001
1.1.2 我国煤炭的分类及其指标 004
1.1.3 我国煤炭产业的发展状况 008
1.1.4 我国煤炭能源发展问题与趋势 009
1.2 煤气化技术的发展 011
1.2.1 早期煤气化技术的发展 011
1.2.2 现代煤气化技术发展 013
1.3 煤气化工艺简介 016
1.3.1 煤气化工艺的分类 017
1.3.2 Shell煤气化技术 023
1.4 黑水处理系统 027
1.4.1 黑水工艺流程 027
1.4.2 黑水闪蒸系统的失效 030
第2章 黑水系统失效机理 035
2.1 黑水腐蚀介质分布与腐蚀机理 035
2.1.1 黑水腐蚀介质分布 035
2.1.2 黑水的腐蚀机理 037
2.2 黑水固体颗粒的冲蚀磨损机理 043
2.2.1 冲蚀磨损机理 043
2.2.2 冲蚀磨损特性实验装置 048
2.2.3 黑水系统常用耐磨材料的冲蚀磨损特性 055
2.3 腐蚀与冲蚀磨损的耦合作用 075
第3章 水闪蒸阀门的失效预测与结构设计 080
3.1 黑水闪蒸阀门的模拟仿真模型 080
3.1.1 多相流计算的基本控制方程 082
3.1.2 多相流计算的相间作用模型 084
3.2 黑水调节阀内流动的闪蒸特性 091
3.3 黑水调节阀内元件的高温高速冲蚀磨损失效 095
3.3.1 阀芯及出口管道的冲蚀磨损预测 095
3.3.2 阀芯失效过程分析 100
3.4 腐蚀的影响因素 105
3.5 黑水调节阀门的结构优化设计准则 108
第4章 闪蒸阀缓冲罐的失效预测 114
4.1 缓冲罐内流动过程与冲蚀磨损 114
4.2 缓冲罐结构对流动和冲蚀磨损的影响 118
4.2.1 长径比为3∶1时缓冲罐内流动及磨损 119
4.2.2 长径比为4∶1时缓冲罐内流动及磨损 122
4.2.3 长径比为5∶1时缓冲罐内流动及磨损 124
4.2.4 突扩型缓冲罐的磨损分析 128
4.3 针对黑水缓冲罐振动导致损伤的优化方案 130
第5章 多相流管道的失效预测 133
5.1 含固介质的弯管流动与冲蚀磨损 133
5.1.1 概述 133
5.1.2 气固两相流动导致弯管冲蚀的研究 134
5.1.3 液固两相流动下弯管的冲蚀研究 142
5.1.4 气液固多相流动管道中冲蚀研究 148
5.2 含固介质的三通管流动与冲蚀磨损 159
5.2.1 T形三通内气固流动特性及冲蚀磨损分析 160
5.2.2 异形三通内气固流动特性及冲蚀磨损分析 167
第6章 黑水系统在线监测专家系统简介 178
6.1 在线监测专家系统概述 178
6.1.1 专家系统设计思路 179
6.1.2 阀门状态监测指标和监管方案 180
6.2 专家系统结构设计 182
6.2.1 运行环境要求及核心功能模块 182
6.2.2 业务架构 183
6.2.3 技术架构 184
6.3 神经网络模型及其训练方法 186
6.3.1 前馈神经网络 186
6.3.2 皮尔逊相关系数和粒子群算法 188
6.4 黑水系统流动腐蚀监测系统展示 190
6.4.1 系统构架与运行环境 190
6.4.2 客户端及用户 190
6.4.3 工作台界面 190
6.4.4 黑水流动腐蚀监控主界面 192
参考文献 195
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