钢厂废热回收利用潜力的研究与分析【优秀毕业课程设计】
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炼钢过程余热发电技术的研究与发展 1 。 环 境 过 程 研 究 部 钢 铁 研 究 实 验 室 ， 公 司 配 给 ， 1崎古，川崎，神奈川 210本。 2。 热发电业务发展部， 司 3宫， 卡，神奈川 254本。 3。 电子邮件： 日本过去的几十年里，钢铁联合企业大大降低他们的能源使用，通过节能工艺和设备投资，保持最高的能源效率 世界。然而，鉴于能源安全，钢铁行业需要大力发展新技术，以进一步节约能源。余热回收可的关键技术之一热回收，特别是辐射热钢产品，没有有效 的 使用 ，但温差发电（ 一种最有效有效的技术，能够将热能直接转换成电能。日本 公司（ 现一个 10 千瓦级并网 统 连铸线与客 司（ 并开始验证试验，以在 2012财年年底连铸坯热辐射产生电能。 6甘醇的单位，每一个包含 16 块。本文介绍了温差发电系统的性能和耐久性进行了研究，并在不同的操作条件下，在连续生产线。 简介 余热回收是一种将在未来发挥重要作用的途径之一。回收余热，特别是未被有效利用的钢铁产品的辐射热 T，温差发电（ 一种最有效的技术，这样的设备可以将热能直接转换成电能。他们没有机械运动部件，操作范围宽，可扩展性，在运行过程中的二氧化碳排放量不足，寿命长使 日本 公司（ 现一个 10 千瓦级并网热电发电（ 连铸系统 并开始验证试验，以在 和 2年底连铸坯热辐射产生电能显示说明和安装在 统照片。 图 1。 温差发电系统。 图 2。安装在 东日本热电发电系统工程（京滨） 。 在炼钢厂 的 温差发电系统 统有 56 个单位每泰宁 16 甘醇， 块和温差发电系统的大小约为 4米 9， 2 米，与 2 米板和热温差发电单元之间的距离在 单位收集板是由连铸坯热辐射加热。 碲化铋 数 由具有 24 W 和 最大转换效率的最大输出功率为热端温度为 553 K，冷端温度为 303 K，最高工作温度为 553 K，在高温侧，与正常运行在 523或以下，最大为 423 在低温边。的最大输出和转换效率的评价进行了冷端温度为 303 K = 当前我 = 0，即，开路电压， 12 V 和 14 V 523 K 和 553 K，分别。 v 线性减小与我，与边坡产生的 i。 553 K 时，为 2 X 输出 P 可以从外部负载 R 连接到 块为 P = V 9 I P 达到最大值 阻抗匹配计算，当日 = R 的最大输出为 18 瓦和 24 瓦，分别为 523 和553。 总共 16 个 块连接在每个 元系列。每个 块被夹在了集热板和水的冷却板弹簧结构，即应用层组播 压应用到模块，即使温度差产生的。压力被设置为 1兆帕作为一个标准，与冷却水的流速为 9 0 4 每 收集板的大小为 400毫米 280毫米 9毫米。铜是用于集热板和冷板。集热板被使用的表面处理 用化学镀镍的产量约 率 。 验证试验 探讨 统的性能，我们采用了一种利用实验和模拟评价方法。方程 1 和 2是 eT 21 (1) TK (2) 在这里，热质量是通过在热面热源提供，和 是内部电阻，和客是热传导。我代表电流。 3这些方程的推导从热传导方程包括塞贝克效应和热边界条件的四焦耳加热德温（ 冷端温度（热电偶接点）。 发电输出的 给出。 ( r (3) 在这里，通过外部电阻。另外，当 大代输出 给出。 e 2m a x(41 （ 4） 在这里， 温差 得发电输出高，温差很大的行业要求。另一方面， 须保持低于最大耐受了因此，温度 553 K，它是模拟各种条件下的幽默很重要。在这个系统中，质量保证主要是从板的辐射热。 实验条件。当连铸线运行， 生的温度差，动力通过的 距离和方向（ R）。 表示 TQ )( 44 (5) 在这里， E 是发射率， R 是斯特凡 波耳兹曼常数， f 是主客观因素， 铸坯温度、日是 元的热端温度，一个是面积的集热 P 晚期的 元， 境温度），和 函数 系统，电流，和热传导率的热收集板。 使用均衡器。 1 5，几个数值研究了 连铸线运行， 元通过辐射热加热，产生的温度差，动力通过 元输出。 因子取决于它们之间的小区域， R）。 给出。 12121 c o sc o s (6) 在 1 / 2的单位法线的区域和线路联接两区之间的角度，如图 3所示。 图 3。几何视图因子定义。 视角因子 中是一个板坯宽度函数和从板距离的 此，热输入质量保证变大，作为板坯变宽。因此，与板宽的 4显示的模拟输出功率分布在板宽度方向的 图因子随单位位置或板坯宽度的变化而变化，从而改变了订单电力输出。 图 4。单元之间的位置和功率单元输出的 图 5显示了模拟输出功率 在板宽度方向的分布为 板坯温度升高时，热输入质量变大。更大的热输入，热控制 此，在 坯温度。 图 5。单元之间的位置和功率单元的输出作为一个 图 6显示的模拟和对 单位输出功率的测量似乎是类似于模拟输出时铸坯温度为 1158克，板坯宽度为 出功率大多数 位保持不变，但一些 出功率下降。显然，有必要提高之间的 温差发电系统的耐久性进行了研究。图 7 显示了输出功率和时间之间的关系。 图 6角度关系 U=2和 图 7对于 图 8显示了一个照片和示意图说明后 元阵列。图 9为 ，约 出功率。系统如果损坏或损坏的单位给了他们的正常输出，他们会显示出 瓦的输出。图 10 显示了 出功率的估算基于实验数据 图 8。（一）单元阵列 b） 图 9每个单元的输出功率（例如 （ a）和（ b）的实验数据，根据实验数据估算 图 10。 结论 每个 元的输出功率分布模拟使用基本的 程和视图的因素。我们观察到良好协议仿真和实验数据之间的关系。 感谢 进行这项研究的一部分能源和工业技术发展组织 (目 ”研究创新能源发展项目有效率 熟技术 ”。
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