SOFC热管理:影响系统效率与稳定运行的重要环节
SOFC的本职工作室温常见在600-1000℃。高热度特征参数使平台遵循易发电速率,可构建余热利用率与梯级利用率,时候也让平台热均衡调整愈来愈很复杂。平台内外的室温分布点、发热量利用率相对路径甚至动态图片负荷率下的热出错业务能力,联合组合而成了来决定平台耐腐蚀性的半圆。
与中国传统温度过低燃料油电瓶不一样,SOFC更靠近的电化学分析式的方式 与热的方式 深浅藕合的气温能量场转移设计化。散热管理总体水平会而定着设计化整体上性能指标。
一、SOFC系统中的热管理挑战
在软件要素,热能量转递、余热再利用、其他材质中的热交叉耦合,绝大多数是需要忽略持续高温热交换设施改变。
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
日前,PCHE已最广泛使用抽真空扩散作用焊接加工。针对性SOFC等常温软件应用的场景,沈氏现代科技将此加工过程扩展至PFHE,抓实机器设备在常温热不断循环具体条件下安全启动。
四、换热效率与压降控制的平衡
但水汽经流板换器必须存在流失摩擦阻力,压降增添后,空压力机或罗茨风机额定功率也跟步攀升,一些有效率收益的会被辅器能耗抵销。
沈氏高新科技鉴于PCHE、PFHE等狭窄式型式,瞄准高板换与低碳生活导热管理,凭借水利工程建筑的例子与测验数据资料的积淀,持续性优化程序高温作业板换器在板换率、流阻和型式可以信赖性上的基础性症状,以替换的不同SOFC程序的水利工程建筑需要。
五、集成化趋势下的多股流热管理
SOFC技艺过程化的前进行程中,常温传热设配所摆脱的,本体论上是热效应、压降、结构特征可以信赖性与系統集成式度彼此的总合动态平衡。SOFC散热管理现在已经不是只有辅佐缓解,然而之间引响系統净效应、启动安全平稳性分析与长久的使用期限的首要基础上。

