SOFC热管理:影响系统效率与稳定运行的重要环节
SOFC的工作的温一般说来在600-1000℃。常温特点使操作体系的满足发病率电生产率,可构建余热收回与梯级用,时也让操作体系的热平衡点控住更应该缜密。操作体系的内外部的温地理分布、能量收回路劲各类动态展示操作下的热出错功能,共同体涉及了打算操作体系的功能的半圆。
与过去的低温环境能源微型蓄电池不同于,SOFC更将近一些电物理化学的方式与热的方式深层次合体的高溫力量互转程序。散热片理横向间接决策着程序整个的性能。
一、SOFC系统中的热管理挑战
在机系统层面所进行,形成交换、余热收废、各种不同材质中间的热耦合电路,基本要求依耐温度过高换热器专用设备保证。
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
目前为止,PCHE已绝大多数用到负压外扩散焊接艺。针对性SOFC等中高温作业用场景中,沈氏技术将此艺扩展至PFHE,确保机器在中高温作业热循环往复必要条件下稳定正常运行。
四、换热效率与压降控制的平衡
但环境经流热交换器必定会带来纯净水摩阻,压降加入后,空压力机或通风器能耗也跟步逐渐,组成部分转化率报酬率会被辅器能耗抵减。
沈氏社会根据PCHE、PFHE等紧凑型式节构,准确把握学习效率热交换器与低碳技术散热管理,依靠项目工程项目成功案例与公测资料的累积,维持调优高热热交换器器在热交换器学习效率、流阻和节构靠得住性上的综合管理表演,以适应的不同SOFC软件系统的项目工程项目特殊要求。
五、集成化趋势下的多股流热管理
SOFC方法公程化的过程中,高温高压板换设配所正视的,存在论上是热有利用率、压降、组成信得过性与装置性结合度互相的合理动态平衡。SOFC散热器理现在已经不是仅仅捕助缓解,反而是直接性决定装置性净有利用率、工作安全性与长期的生存期的最重要依据。

