高炉冲渣水余热半导体热电发电模型与数值模拟

钢铁, 2014, 49(2): 79-87.

高炉冲渣水余热半导体热电发电模型与数值模拟

孟凡凯 ^1, , 陈林根 ^2, , 孙丰瑞 ^3, , 杨博 ^4,

1.海军工程大学热科学与动力工程研究室,湖北武汉430033;海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室,湖北武汉430033;海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033

2.海军工程大学热科学与动力工程研究室,湖北武汉430033;海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室,湖北武汉430033;海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033

3.海军工程大学热科学与动力工程研究室,湖北武汉430033;海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室,湖北武汉430033;海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033

4.海军工程大学热科学与动力工程研究室,湖北武汉430033;海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室,湖北武汉430033;海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033

基金项目: 国家重点基础研究发展计划资助项目(2012CB720405) 国家自然科学基金资助项目(11305266)

关键词：钢铁工业 , 高炉冲渣水 , 余热回收 , 节能 , 热电 , 发电 , 有限时间热力学

Power Generation Model and Numerical Simulation of Blast Furnace Slag Water Waste Heat Driven Semiconductor Thermoelectric

MENG Fan-kai ^1, , CHEN Lin-gen ^2, , SUN Feng-rui ^3, , YANG Bo ^4,

Keywords： iron and steel industry , blast furnace slag water , waste heat recovery , energy-saving , thermoelectric , power generation , finite-time thermodynamics

针对中国钢铁工业低温余热回收利用率低的现状,提出一种基于半导体热电发电技术回收高炉冲渣水显热的技术方案,建立了相应的计算模型,分析了冲渣水温度、热电单元长度、热电模块填充系数、换热器流道长度等关键参数与装置性能的关系.结果表明,对于100℃的高炉冲渣水,利用热电发电技术,每米流程可使水温下降约1.5℃,每平方米换热面积可以产生约0.93 kW电能,热效率约为2％,设备成本的回收周期在10年左右.

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