CN113794403A - 一种利用焦炉散热发电的方法 - Google Patents
一种利用焦炉散热发电的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113794403A CN113794403A CN202111052675.7A CN202111052675A CN113794403A CN 113794403 A CN113794403 A CN 113794403A CN 202111052675 A CN202111052675 A CN 202111052675A CN 113794403 A CN113794403 A CN 113794403A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coke oven
- voltage
- power
- heat dissipation
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000571 coke Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims description 10
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
- H02N11/002—Generators
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B29/00—Other details of coke ovens
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明涉及一种利用焦炉散热发电的方法,以焦炉的高温部位作为热源,以环境空气为冷源,通过设有温差发电元件的发电装置发电,供电电路通过调压电路、稳压电路对电压进行处理使其符合使用要求后,为包括焦炉生产、烘炉、标定、鉴定时使用的温度传感器、压力传感器、流量传感器及无线通信收发器在内的用电元件进行供电;上述用电元件无需外接电源,节省焦炉投资成本,有利于促进焦炉的智能化进程。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉余热利用技术领域,尤其涉及一种利用焦炉散热发电的方法。
背景技术
焦炉实现智能化操作需要在焦炉的各个部位安装不同种类的传感器、变送器。而焦炉本身的体积庞大、结构复杂、操作环境恶劣,导致在现场进行电源及信号电缆的布置十分困难,并且对电缆的防火、耐热等级要求较高。即便在低功耗无线通讯技术已经迅速发展的情况下,仍然不得不为各种传感器、变送器设置电缆提供电源;一座焦炉上为各类传感器、变送器提供电源及通讯的电缆总长度可达数千千米。耗费大量材料的同时,也大大阻碍了无线通讯技术的应用和发展,极大的提高了焦炉智能化的成本。
温差发电技术是利用半导体赛贝克效应(Seebeck effect),将热能直接转换成电能的一种新能源技术,具有结构紧凑、无运动部件、性能可靠、免维护、工作时无噪音、低碳环保等特点。
焦炉是冶金行业用煤炼制焦炭的重要大型炉窑,其燃烧室内温度通常为1100~1350℃,且炉体表面温度较高,其表面散热量达到炼焦耗热量的12%左右,即焦炉表面存在大量可以利用温差进行发电的场合,在焦炉上推广温差发电有助于推进焦炉智能化发展。
授权公告号为CN208883786U的中国实用新型专利公开了“一种焦炉集气管压力数据测量装置”,其为专用的,固定式的,利用了集气管上的高温热源,输出电压为5V,用以驱动一只压力传感器。上述专利采用固定式安装,固定式输出电压,且仅使用集气管散热作为热源。因此需要一种能够利用不同位置,不同温度热源的,非固定式的,可控制输出电压的方法。
发明内容
本发明提供了一种利用焦炉散热发电的方法,以焦炉看火孔、装煤孔、除碳孔、保护板、护炉铁件等焦炉高温部位为热源,采用根据赛贝克效应原理制作的半导体温差发电元件发电,为焦炉用的各种传感器、无线通信收发器等用电元件供电,用电元件无需外接电源,节省焦炉投资成本,有利于促进焦炉的智能化进程。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种利用焦炉散热发电的方法,以焦炉的高温部位作为热源,以环境空气为冷源,通过设有温差发电元件的发电装置发电,供电电路通过调压电路、稳压电路对电压进行处理使其符合使用要求后,为包括焦炉生产、烘炉、标定、鉴定时使用的温度传感器、压力传感器、流量传感器及无线通信收发器在内的用电元件进行供电。
所述焦炉的高温部位为焦炉工作状态下表面温度超过50℃的部位。
所述焦炉的高温部位包括看火孔及看火孔盖、装煤孔及装煤孔盖、除碳孔及除碳孔盖、保护板、分烟道墙壁、蓄热室封墙、废气交换开闭器及护炉铁件。
所述温差发电元件是根据赛贝克效应原理制作的半导体元件;温差发电元件的热端表面靠近热源的表面,温差发电元件的冷端与空气接触散热,或者温差发电元件的冷端与冷风或冷却水换热,换热后的热量就近散发到空气中。
根据用电元件的电压或功率要求,温差发电元件设多组,各组温差发电元件之间通过串联或并联组成供电电路。
所述调压电路为升压电路和/或降压电路。
所述稳压电路为调压电路输出端直接通过滤波电路进行稳压,或采用独立稳压芯片构成独立的稳压电路。
处理后的电压为3V~24V。
所述供电电路中设蓄电池作为储能元件,或者不设蓄电池。
所述调压电路、稳压电路集成于发电装置的内部,或者独立设于发电装置的外部。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)利用焦炉表面温度较高和/或内部存在高温辐射的炭化室和燃烧室、蓄热室等部位。以环境或换热装置为冷端,采用根据赛贝克效应原理制作的半导体温差发电元件发电,能够方便的在焦炉的各个部位获取电能;
2)采用调压电路、稳压电路将温差发电元件产生的不稳定电源转化为具有恒定电压的电源,在主供电电路中增设蓄电池则可以进一步获得稳定的电源输出;
3)能够直接为各种温度传感器、压力传感器、流量传感器等用电元件供电,搭配无线通讯技术,能够实现在焦炉上搭建无需供电、免维护的传感器网络,促进焦炉智能化发展。
具体实施方式
本发明所述一种利用焦炉散热发电的方法,以焦炉的高温部位作为热源,以环境空气为冷源,通过设有温差发电元件的发电装置发电,供电电路通过调压电路、稳压电路对电压进行处理使其符合使用要求后,为包括焦炉生产、烘炉、标定、鉴定时使用的温度传感器、压力传感器、流量传感器及无线通信收发器在内的用电元件进行供电。
所述焦炉的高温部位为焦炉工作状态下表面温度超过50℃的部位。
所述焦炉的高温部位包括看火孔及看火孔盖、装煤孔及装煤孔盖、除碳孔及除碳孔盖、保护板、分烟道墙壁、蓄热室封墙、废气交换开闭器及护炉铁件。
所述温差发电元件是根据赛贝克效应原理制作的半导体元件;温差发电元件的热端表面靠近热源的表面,温差发电元件的冷端与空气接触散热,或者温差发电元件的冷端与冷风或冷却水换热,换热后的热量就近散发到空气中。
根据用电元件的电压或功率要求,温差发电元件设多组,各组温差发电元件之间通过串联或并联组成供电电路。
所述调压电路为升压电路和/或降压电路。
所述稳压电路为调压电路输出端直接通过滤波电路进行稳压,或采用独立稳压芯片构成独立的稳压电路。
处理后的电压为3V~24V。
所述供电电路中设蓄电池作为储能元件,或者不设蓄电池。
所述调压电路、稳压电路集成于发电装置的内部,或者独立设于发电装置的外部。
本发明中,冷源(环境空气)是热源的热流量通过温度发电元件后的最终接收者。温差发电元件的冷端设置散热装置(如散热片)或换热装置(如风冷换热器、水冷换热器),仅加速热量的流通,其热量的最终接收者依然是冷源(环境空气)。
温差发电元件是根据赛贝克效应原理制作的半导体元件,当其冷端和热端存在一定的温差时能够将通过自身的一部分热流量转化为电能。温差发电元件采用市售成品即可,具体结构在此不加赘述。
发电装置要保证能够将热流量良好的传递给温差发电元件,并保证温差发电元件的热端不超过其能够承受的工作温度,冷端需要具有良好的散热能力。
为满足不同冷热源条件及不同用电元件的需求,可采用不同数量、不同型号的温差发电元件串联或并联的方式,满足不同的电压及功率需求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,以焦炉的高温部位作为热源,以环境空气为冷源,通过设有温差发电元件的发电装置发电,供电电路通过调压电路、稳压电路对电压进行处理使其符合使用要求后,为包括焦炉生产、烘炉、标定、鉴定时使用的温度传感器、压力传感器、流量传感器及无线通信收发器在内的用电元件进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,所述焦炉的高温部位为焦炉工作状态下表面温度超过50℃的部位。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,所述焦炉的高温部位包括看火孔及看火孔盖、装煤孔及装煤孔盖、除碳孔及除碳孔盖、保护板、分烟道墙壁、蓄热室封墙、废气交换开闭器及护炉铁件。
4.根据权利要求1所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,所述温差发电元件是根据赛贝克效应原理制作的半导体元件;温差发电元件的热端表面靠近热源的表面,温差发电元件的冷端与空气接触散热,或者温差发电元件的冷端与冷风或冷却水换热,换热后的热量就近散发到空气中。
5.根据权利要求1所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,根据用电元件的电压或功率要求,温差发电元件设多组,各组温差发电元件之间通过串联或并联组成供电电路。
6.根据权利要求1所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,所述调压电路为升压电路和/或降压电路。
7.根据权利要求1所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,所述稳压电路为调压电路输出端直接通过滤波电路进行稳压,或采用独立稳压芯片构成独立的稳压电路。
8.根据权利要求1所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,处理后的电压为3V~24V。
9.根据权利要求1所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,所述供电电路中设蓄电池作为储能元件,或者不设蓄电池。
10.根据权利要求1所述的一种利用焦炉散热发电的方法,其特征在于,所述调压电路、稳压电路集成于发电装置的内部,或者独立设于发电装置的外部。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111052675.7A CN113794403A (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种利用焦炉散热发电的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111052675.7A CN113794403A (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种利用焦炉散热发电的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113794403A true CN113794403A (zh) | 2021-12-14 |
Family
ID=79182841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111052675.7A Withdrawn CN113794403A (zh) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 一种利用焦炉散热发电的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113794403A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022172789A1 (ja) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | Jfeスチール株式会社 | 製鉄所設備用測定システム、コークス炉、およびコークス製造方法 |
-
2021
- 2021-09-09 CN CN202111052675.7A patent/CN113794403A/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022172789A1 (ja) * | 2021-02-10 | 2022-08-18 | Jfeスチール株式会社 | 製鉄所設備用測定システム、コークス炉、およびコークス製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104061698A (zh) | 太阳能聚光式集热烘箱 | |
CN113794403A (zh) | 一种利用焦炉散热发电的方法 | |
CN203687533U (zh) | 茶叶烘干机 | |
CN104279078B (zh) | 一种汽车尾气温差发电系统 | |
CN110118100B (zh) | 基于高温高压电制热固态储热的矿井防冻送风系统及方法 | |
CN206177468U (zh) | 一种空冷岛无线智能监测系统 | |
CN204140230U (zh) | 一种汽车尾气温差发电系统 | |
CN105226998A (zh) | 一种利用锅炉冷渣水热量的温差发电装置和供电系统 | |
CN112629015A (zh) | 等离子体热风炉及基于等离子体热风炉气体循环回收装置 | |
CN202594789U (zh) | Cvd反应炉产高位能蒸汽系统 | |
CN103311372A (zh) | 用于太阳能电池片钝化的晶体硅氧化处理设备 | |
CN103114877A (zh) | 一种能量回收装置 | |
CN206618280U (zh) | 一种退火窑余热蒸汽发电装置 | |
CN216107249U (zh) | 一种碱性制氢电解槽的热量管理系统 | |
CN103900390A (zh) | 一种基于强制冷却的石墨化炉余能利用方式 | |
CN113699539A (zh) | 一种动态制氢过程的热集成系统及方法 | |
CN211025691U (zh) | 一种吸附剂热再生系统 | |
CN205070847U (zh) | 一种利用锅炉冷渣水热量的温差发电装置和供电系统 | |
CN108649248B (zh) | 一种冷轧处理线退火炉氢气回收系统 | |
CN219014642U (zh) | 一种储能设备 | |
CN202749728U (zh) | 一种配电室用自动水冷循环装置 | |
CN201598185U (zh) | 用于四氯化硅转化为三氯氢硅的转化炉 | |
CN212274565U (zh) | 热能回收无需冷凝式气体加热装置 | |
CN220776359U (zh) | 一种具有温度控制功能的电控柜 | |
CN211601193U (zh) | 一种新型成型室降温及空气余热回收代替电加热系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211214 |
|
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |