孟凡凯
,
陈林根
,
孙丰瑞
,
杨博
钢铁
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.
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
孟凡凯
,
陈林根
,
杨博
,
孙丰瑞
工程热物理学报
针对钢铁工业中的大量烧结烟气余热,提出一种基于热电发电技术的显热回收方案,建立了相应的计算模型,得到了烟气、冷却水、热电单元端点温度沿流动方向的分布特征,分析了烟气温度、烟气换热系数、冷却水换热系数对最优热电单元长度的影响,并分析了热电单元横截面积对电流和电压的影响.结果表明,对于350℃的烧结烟气,每平方米换热面积可以产生约1.47 kW电能,热效率约为4.5％,设备成本的回收周期在4年左右.
关键词:
烧结烟气
,
余热回收
,
热电
,
发电
,
有限时间热力学
熊兵
,
陈林根
,
孟凡凯
,
孙丰瑞
钢铁
建立了高炉冲渣水余热驱动两级热电发电装置的有限时间热力学模型,分析了热源温度沿程变化的条件下冲渣水温度、对流换热系数、流道长度等参数对装置功率、效率、最大功率、最大效率和最优负载比的影响,并给出了协调最大功率和最大效率的电流范围.结果表明:对于100℃的高炉冲渣水,负载电阻匹配时,最大功率和最大效率分别为0.55 kW和3.22％,且最大功率时的负载比约为1.2.
关键词:
变温热源
,
高炉冲渣水
,
余热利用
孟凡凯
,
陈林根
,
戈延林
,
孙丰瑞
工程热物理学报
以不可逆单级多单元热电制冷机为研究对象，综合考虑热电单元内部效应、热电单元尺寸、热电材料物性随温度变化的特性、外部有限速率传热不可逆性，建立了较完备的有限时间热力学模型。在有限速率传热、有限尺寸（给定换热器总热导率、热电单元总数等）约束下，同步优化工作电流、热电单元尺寸和换热器热导率分配，得到装置的最大制冷率，并分析了重要参数对最大制冷率及最优变量的影响，所得结果可为热电制冷机设计提供指导。
关键词:
有限时间热力学
,
不可逆热电制冷机
,
制冷率
,
最优性能
陈林根
,
杨博
,
谢志辉
,
孟凡凯
,
戈延林
,
孙丰瑞
钢铁研究
为探索高炉余能余热利用的新模式,并从热力学的角度寻求提高余能余热利用效率的方法,建立了高炉余能余热驱动的闭式回热布雷顿循环热电冷联产装置模型,应用有限时间热力学理论和方法对装置的(火用)输出率和(火用)效率进行了研究.通过数值计算讨论了回热器热导率和热电比的选择,优化了循环压比,分析了煤气放散率、压气机和涡轮机效率、制冷和供热温度、热风炉烟气侧热导率等设计参数对装置最优(火用)性能的影响,发现存在最佳的供热温度使(火用)输出率和(火用)效率分别获得最大值.
关键词:
高炉余能余热
,
闭式回热布雷顿循环
,
热电冷联产
,
(火用)输出率
,
(火用)效率
陈林根
,
孟凡凯
,
孙丰瑞
,
杨博
钢铁研究
综述了我国钢铁企业余热资源的回收利用现状,介绍了热电发电装置的工作原理、结构特点及应用领域.运用非平衡热力学理论,给出了热电发电装置最大功率和最大效率的优化关系.计算结果表明:对于温差为100、200和300℃的余热资源,每GJ余热可分别回收电能21、43和60 kWh,折合节约标煤2.6、5.3、7.4 kg.该技术是节能减排的重要途径之一,应用前景可观.
关键词:
钢铁工业
,
余热回收
,
节能
,
热电
孟凡凯
,
陈林根
,
孙丰瑞
工程热物理学报
用非平衡热力学与有限时间热力学相结合的方法,考虑装置内部的Seebeck效应、Peltier效应、焦耳热效应、傅立叶效应及装置与热源间传热损失,建立了牛顿传热规律下热电发电机驱动热电制冷机联合系统的有限时间热力学模型,得到装置制冷率和制冷系数的解析式.在装置热电单元总数和换热器总换热面积一定的条件下,优化热电单元和换热面积的分配,获得装置的最大制冷率和制冷系数,并着重分析了热电发电机高温热源温度和热电制冷机制冷空间温度对装置最优性能的影响.结果表明,优化可以有效地提高装置制冷率和制冷系数,增大装置极限制冷温差,拓宽装置工作范围.
关键词:
联合热电装置
,
热电发电机
,
热电制冷机
,
非平衡热力学
,
有限时间热力学
