SOFC热管理:影响系统效率与稳定运行的重要环节
SOFC的工作任务温升一般说来在600-1000℃。常温性能指标使平台有发病率电热效率,可控住余热二手回收利用与梯级运用,同一时间也让平台热平衡点控住尤为复杂化。平台内壁的温升区域划分、形成二手回收利用途径还有日常动态工况法下的热没有响应本事,联合组合而成了判断平台性能指标的四角。
与传统性超温度染料电板各种不同,SOFC更比较敏感一款电化工时候与热时候深度1解耦的温度热量改变控制设计。散热器理品质直接性而定着控制设计总体的性能。
一、SOFC系统中的热管理挑战
在装置体系,熱量推送、烟气余热回收分类处理、有所不同材质彼此的热藕合,太多要信任高温度换热器的设备进行。
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已最广泛通过进口真空对外扩散悍接。涉及SOFC等温度应用软件场景设计,沈氏节能创新将此生产技术交叉至PFHE,有效确保机在温度热无限循环状况下可以信赖运作。
四、换热效率与压降控制的平衡
但氧气经流热交换器决不会呈现的流动压力,压降加大后,空压力机或通风机功能消耗也会步上涨,组成部分工作效率投资回报会被辅器能耗抵销。
沈氏科学为PCHE、PFHE等紧凑型轿车式框架,对焦快速热交换器与环保散热管理,依赖过程中典型案例与测试仪数据信息的积少成多,长期优化网络高热热交换器器在热交换器使用率、流阻和框架稳定性上的结合展现,以兼容多种SOFC程序的过程中条件。
五、集成化趋势下的多股流热管理
SOFC技术应用工作化的程序中,高溫传热生产设备所对战的,存在论上是热有生产率、压降、成分准确性与设备一体化度范围内的综和平衡性。SOFC散热片理开始已不再仅仅只是辅助性步骤,往往可以导致设备净有生产率、程序运行稳定性比较处理性与经常性生命周期的根本基础框架。

