SOFC與MGT混合發(fā)電系統(tǒng)變工況性能研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell)是一種相比于傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備新型的能量轉(zhuǎn)換裝置，其理論能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)60％～80％，由于其排氣溫度高，高品位的余熱具有利用價(jià)值。利用微型燃?xì)廨啓C(jī)(Micro Gas Turbine)將其高溫排氣進(jìn)行發(fā)電，即可以提高能源利用的效率又降低污染物的排放。近年來，隨著人們對高效率、環(huán)境友好的能源利用方式的青睞，SOFC-MGT組成的混合發(fā)電系統(tǒng)受到了世界各國的重視，因此對SOFC-

2、MGT混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行變工況性能研究具有重要意義。
　　本文的研究內(nèi)容為遼寧省自然科學(xué)基金“分布式微型燃機(jī)/燃料電池混合發(fā)電集成研究”的一部分。主要研究工作如下:
　　1.建立了以天然氣為原料可控輸出功率的管式固體氧化物燃料電池模型，并研究變工況性能，結(jié)合電池的結(jié)構(gòu)特征與材料特性，詳細(xì)計(jì)算了電池的三種極化，開展了在系統(tǒng)變工況下，電池系統(tǒng)參數(shù)（如燃料利用率、空氣利用率、空氣進(jìn)口溫度、水碳比）對電池性能的影響分析。計(jì)算結(jié)果表明:

3、在一定功率下，系統(tǒng)參數(shù)對性能的影響是顯著的，應(yīng)合理選擇運(yùn)行工況系統(tǒng)參數(shù)。
　　2.結(jié)合微型燃?xì)廨啓C(jī)以及換熱器的數(shù)學(xué)模型，建立220kw SOFC-MGT混合發(fā)電系統(tǒng)模型，分析了變工況下只控制燃料模式、變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模式、采用空氣調(diào)節(jié)閥模式以及不同季節(jié)的可調(diào)節(jié)范圍對混合發(fā)電系統(tǒng)性能的影響。最終，本文提出了一種新的控制模式，可以使得混合發(fā)電系統(tǒng)最低負(fù)荷降至額定功率的45％，而系統(tǒng)效率始終保持在56.4％以上，新的控制模式使SOFC-MGT