SOFC热管理:影响系统效率与稳定运行的重要环节
SOFC的操作水温因素一般 在600-1000℃。高热特质使装置必备比较严重电学习效率,可建立余热二手收购与梯级运用,同样也让装置热平稳管控会比较比较复杂。装置内外的水温因素划分、糖份二手收购路劲还有的动态工作内容下的热反映效率,共同参与组合了取决于装置性能指标的三角形。
与传统化恒温助燃剂蓄电池有差异,SOFC更表示1个电电学的时候与热的时候的深度合体的高温度电能变为控制程序。导热管理平均水平可以取决着控制程序全局性。
一、SOFC系统中的热管理挑战
在整体核心,形成交换、余热利用、不相同物质区间内的热藕合,绝大多数要依赖关系耐高温换热器设施达成。
二、高温换热设备在SOFC热管理系统中的作用
空气预热器
利用高温尾气将进入电堆的空气从环境温度预热到600℃以上,是SOFC系统实现自热运行和保持高效率的关键。如果没有预热,电堆需消耗大量电能加热进气,导致系统效率急剧下降甚至无法维持高温。预热空气大大降低了电堆本身的温差,提高了运行稳定性和寿命。燃料预热器
利用高温尾气或其他热源将天然气、氢气等燃料加热到接近电堆工作温度,防止冷燃料进入导致电堆局部冷却产生热应力。
蒸汽发生器
利用系统余热将液态水转化为水蒸气,为燃料重整提供水蒸气。同时可以防止碳氢燃料在高温下发生裂解反应,产生固态积碳,沉积在阳极的孔隙和表面。
重整器
直接吸收电堆反应释放的热量,驱动甲烷与水蒸气发生强吸热重整反应(CH4+H2O(+热)→CO+3H2),生成氢气和一氧化碳。这一设计使电堆为重整反应供热,重整反应又冷却了电堆,避免过热,省去了复杂的外部重整装置,并实现了高效的内部分质能量利用,是SOFC燃料灵活性与高效率的核心体现。
三、高温工况下的结构可靠性
阶段,PCHE已重视按照高压气吸附电焊焊接。而对SOFC等温度操作环境,沈氏节能发展将此流程延升至PFHE,保障设施设备在温度热不断循环的条件下稳定可靠执行。
四、换热效率与压降控制的平衡
但自然空气流过板换器必要会产生传播风阻,压降多后,空油压机或通风机工作电压也会与步升,部件生产率收益率会被辅机都耗抵销。
沈氏节能公司研究背景PCHE、PFHE等狭窄式型式,瞄准快速热交换与节能减排铜管理,借助水利工程项目的例子与试验的数据的沉淀,将持续提高高溫热交换器在热交换质量、流阻和型式准确性上的标准化行为,以适应不相同SOFC装置的水利工程项目让。
五、集成化趋势下的多股流热管理
SOFC工艺建设工程化的线程中,炎热传热机械所对待的,其实质上是热生产率、压降、型式靠普性与设备集成系統度彼此的综合性动平衡机。SOFC散热器理以经就不再仅仅辅助的环节,是会直接影向设备净生产率、程序运行平衡性与长期性的壽命的根本依据。

