一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置及发电方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置及发电方法，属于热能回收领域。本发明专利技术的温差发电装置包括支架机构和集热发电单元，支架机构架设在热辐射材料上方，集热发电单元设置在支架机构的外侧，通过集热发电单元中的温差发电组件把材料释放的余热转化为电能；所述支架机构底部设置有角度调整机构，通过该角度调整机构改变支架机构的受热角度；此外，所设置的支架机构具有弧面结构，避免受热较高而损害温差发电组件。本发明专利技术的技术方案，能够直接把钢坯余热或是其他高温辐射余热转化为电能，提高了发电效率，而且提高了温差发电组件的使用寿命，适于在钢铁冶炼行业中使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热能回收
，更具体地说，涉及一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置及发电方法。
技术介绍
随着社会现代化的迅速发展，能源紧缺及CO2排放问题变得更加严峻，甚至成为限制地区发展的瓶颈。因此，寻求高效率、无污染的能源二次利用及能量回收转换的方法成为解决当今能源科学问题的有效途径。我国是世界能源消耗大国，日趋紧缺的能源供应和CO2排放严重地制约着我国经济发展。因此，迫切需要发展新型的能源利用技术以节约能源和提高效率。钢铁行业是两大能源密集型行业之一，在其生产过程中产生了大量的辐射热，约占热损失的10-25％，甚至更多。这不仅造成能源的浪费，同时也带来了环境污染和安全问题。由于钢铁行业工艺工序的复杂性，目前对其高温辐射热进行回收利用很少。温差发电技术在工业辐射余热温差发电系统具有重要的应用前景。在连铸过程中，目前国内除大型钢企连铸连轧外，大部分钢企尚未对连铸钢坯进行热回收，高温余热直接释放到空气中；由于这部分热量较大，以四机四流150×150方坯连铸为例，小时热负荷达9000kW左右，这样不仅造成了极大的能源浪费，而且使得连铸机周围的工作环境恶化，影响了工人的健康。为了进一步进行余热回收，行业内开始考虑如何对钢坯余热进行转化，而让连铸钢坯的大量的烟气、蒸汽预热可以被大量回收，传统的方式多是利用水循环进行热交换，但是这种交换方式自身也导致大量的能量损失，转化效率低。经过检索，现有技术中已有相关技术公开，中国专利申请号：201480017655.8，申请日：2014年3月27日，专利技术创造名称为：热电发电装置及热电发电方法，该申请案公开了一种连铸热回收装置将热电发电装置与钢材对置设置，并且根据热电发电单元的输出进行设置，由此能够得到具备热电发电单元的热电发电装置，在热源流动的连续铸造生产线或板坯连铸生产线中，该热电发电单元将放出状态变动的热能转换为电能并进行回收。上述申请案所公开方案虽然能够进行热回收，但存在诸多不足。众所周知，钢坯在轻压下技术处理时，表面温度可高达1200℃，温度较高，随着钢坯的不断运送，钢坯温度有所下降，不同位置的钢坯表面温度不同；不论方钢坯还是圆钢坯，其表面温度多是向外界辐射传导，距离钢坯越近温度越高。申请案中的热电发电单元的中部位置距离钢坯较近，而两端距离热源较远，虽然不同材料的温差发电片有一定的受热范围，但对于同一发电片其所能承受的温度是一定的。对于同钢坯辐射出来的热量，假如采用耐温较高的温差发电片，两端部发电效率较低；如果是在端部发电效率提高，温差发电片中部容易被高温破坏。为了避免上述问题，上述专利方案在热电发电两侧设置有距离调整机构，对于不同的型材及温度可以通过距离调整机构调整其与钢坯间的距离，以改善使用效果。但通过简单的升高距离只是改变受热区域的位置，能够用于不同的钢坯型材，但热量并不能在热电发电单元上有重新的分配，整体的受热集中现象仍存在。因此，需要对该技术做进一步的研究以更好的利用能源。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中余热发电装置发电效率低的不足，提供了一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置及发电方法，本专利技术的技术方案，通过改变支架机构的受热角度提高发电效率，而且提高了温差发电组件的使用寿命，适于在钢铁冶炼行业中使用。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，包括支架机构和集热发电单元，所述的支架机构架设在热辐射材料上方，集热发电单元设置在支架机构的外侧，通过集热发电单元中的温差发电组件把材料释放的余热转化为电能；所述支架机构底部设置有角度调整机构，通过该角度调整机构改变支架机构的受热角度。作为本专利技术更进一步的改进，所述的支架机构包括顶部支板和两块侧壁支板，所述顶部支板的两端分别与两块侧壁支板的一端铰接，侧壁支板的另一端与角度调整机构中的滑块铰接，所述集热发电单元设置在顶部支板和/或侧壁支板上。作为本专利技术更进一步的改进，设置有集热发电单元的顶部支板和/或侧壁支板朝向集热发电单元的一侧为凸弧面。作为本专利技术更进一步的改进，设置有集热发电单元的顶部支板和/或侧壁支板为弧面结构，其凸起侧朝向集热发电单元。作为本专利技术更进一步的改进，所述顶部支板与侧壁支板之间为可拆卸连接。作为本专利技术更进一步的改进，所述集热发电单元还包括水冷机构，该水冷机构主要由循环水箱和方形槽组成，所述循环水箱位于方形槽上方，所述温差发电组件位于方形槽内，且温差发电组件的冷端朝向循环水箱。作为本专利技术更进一步的改进，所述角度调整机构包括调节底座、调节滑道、滑块和驱动装置，调节滑道固定在调节底座上，驱动装置固定在调节底座的端部，所述滑块与调节滑道中的调节滑轨相配合，滑块上端与支架机构铰接，通过驱动装置驱动滑块使支架机构的受热角度改变。作为本专利技术更进一步的改进，所述循环水箱内排布有散热片，该散热片位于循环水箱靠近方形槽的一侧。作为本专利技术更进一步的改进，所述滑块中部朝向驱动装置的一侧设置有连接耳板，该连接耳板的竖直中截面与调节滑轨的竖直中截面重合；所述驱动装置的活动端与连接耳板铰接。一种钢铁冶炼热辐射余热温差发电方法，使用权利要求1～9中任一项所述的钢铁冶炼热辐射余热温差发电装置进行发电。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，在支架机构底部设置有角度调整机构，支架机构由顶部支板和两块侧壁支板铰接连接构成，支架机构的外侧设置集热发电单元，通过角度调整机构可改变支架机构的受热角度，使材料辐射出的热量较为均匀的分布在顶部支板和/或侧壁支板上，提高热能利用率，减小了对温差发电组件的损害；(2)本专利技术的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，把设置有集热发电单元的顶部支板和/或侧壁支板朝向集热发电单元的一侧为凸弧面，由于顶部支板和/或侧壁支板的中部距离热辐射材料较近，通过增加顶部支板和/或侧壁支板中部的厚度能够减少其与端部的温差，使传导的热能温度在同一温差发电组件的受热范围内，减少对温差发电组件的损害，延长其使用寿命，而且有助于提高发电效率；(3)本专利技术的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，把温差发电组件压在循环水箱下方，并在循环水箱内设置散热片，能够促使温差发电组件的热端与冷端有较大的温差，保证热电转化效率，提高了能源利用率；(4)本专利技术的一种钢铁生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，包括支架机构和集热发电单元(2)，其特征在于：所述的支架机构架设在热辐射材料上方，集热发电单元(2)设置在支架机构的外侧，通过集热发电单元(2)中的温差发电组件(23)把材料释放的余热转化为电能；所述支架机构底部设置有角度调整机构(3)，通过该角度调整机构(3)改变支架机构的受热角度。

【技术特征摘要】
1.一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，包括支架机构和集热发电单元(2)，
其特征在于：所述的支架机构架设在热辐射材料上方，集热发电单元(2)设置在支架机构的
外侧，通过集热发电单元(2)中的温差发电组件(23)把材料释放的余热转化为电能；所述
支架机构底部设置有角度调整机构(3)，通过该角度调整机构(3)改变支架机构的受热角度。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，其特征在于：
所述的支架机构包括顶部支板(11)和两块侧壁支板(12)，所述顶部支板(11)的两端分别
与两块侧壁支板(12)的一端铰接，侧壁支板(12)的另一端与角度调整机构(3)中的滑块
(34)铰接，所述集热发电单元(2)设置在顶部支板(11)和/或侧壁支板(12)上。
3.根据权利要求2所述的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，其特征在于：
设置有集热发电单元(2)的顶部支板(11)和/或侧壁支板(12)朝向集热发电单元(2)的
一侧为凸弧面。
4.根据权利要求2所述的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，其特征在于：
设置有集热发电单元(2)的顶部支板(11)和/或侧壁支板(12)为弧面结构，其凸起侧朝
向集热发电单元(2)。
5.根据权利要求2所述的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置，其特征在于：
所述顶部支板(11)与侧壁支板(12)之间为可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的一种钢铁生产中高温热辐射余热温差发电装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾明言，范煜东，陈光，楚化强，包向军，何先辉，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34