SOFC热管理:影响系统效率与稳定运行的重要环节
SOFC的工作的温差普通在600-1000℃。高温环境性使体系兼具比较严重电质量,可构建余热收购 与梯级用,一同也让体系热最新平衡的控制尤为非常复杂。体系里面的的温差分布区、熱量收购 文件目录各种最新负荷率下的热异常的能力,联合具有了定体系性能方面的三角型。
与传统化温度低锅炉燃料电池箱有差异,SOFC更比较敏感的电物理工作与热工作广度合体的高温度力量转化成设计。散热片理级别简单来决定着设计整体上效果。
一、SOFC系统中的热管理挑战
在系统层面应用上,卡路里传接、余热收回、多种物质之中的热交叉耦合,多数可以信任较高温度传热系统确保。
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
近些年,PCHE已多见分为重力作用扩散转移电弧焊接。面向SOFC等温度高高压采用景象,沈氏节能开发将此的工艺延升至PFHE,为了保证设备在温度高高压热循环法前提条件下耐用运动。
四、换热效率与压降控制的平衡
但空气中交界管式换热器器必定会形成变化压力,压降加入后,空压力机或轴流风扇功耗测试也会与步持续上升,局部生产率盈利会被辅激活能耗抵掉。
沈氏科学针对PCHE、PFHE等狭窄式型式设计,焦聚高学习效率热交换与环保导热管理,依靠过程中的例子与测试图片数据显示的沉积,坚持优化方案温度过高热交换器在热交换学习效率、流阻和型式设计稳定可靠性预计上的一体化展现,以配适有差异 SOFC软件系统的过程中规范要求。
五、集成化趋势下的多股流热管理
SOFC高技术建筑项目化的应用程序中,温度板换机器所看待的,存在论上是热效应、压降、组成正规性与模式性集成式度之間的全方位的动平衡机。SOFC散热器理已不需要只不过是捕助教学环节,更是马上反应模式性净效应、正常运行动态平衡性与长期性的质保期的为重要的基础。

