SOFC热管理:影响系统效率与稳定运行的重要环节
SOFC的操作温暖通畅在600-1000℃。高的温差效果使设计必备发病率电生产率,可达成余热收购与梯级充分利用,一起也让设计热稳定平衡控制更应该复杂的。设计内控的温暖匀称、糖份收购路径名及各式各样操作下的热没有响应业务能力,同时造成了取决于设计效果的角形。
与常用高热然料电池组不一,SOFC更相似一位电物理化学期间中与热期间中长度解耦的高热卡路里转移系統。散热管理级别进行取决于着系統一体化特点。
一、SOFC系统中的热管理挑战
在装置基本特征,形成传导、热回收处理、不一样媒介中的热耦合电路,基本上都必须 依懒气温板换生产设备完成。
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
现在,PCHE已广泛运用真空室外扩散焊接技术。面向SOFC等中炎热用情况,沈氏科学将此技术不断延展至PFHE,以保证机在中炎热热巡环状态下牢靠启用。
四、换热效率与压降控制的平衡
但热空气经过热交换器必然性会产生分子运动的阻力,压降加大后,空压力机或风机电器能耗也联合步持续上升,大部分错误率效益会被辅器能耗冲减。
沈氏科学凭借于PCHE、PFHE等紧密式的结构特征,整合提高使用率热交换器与环保导热管理,凭借市政案例分享与测试仪数值的积聚,保持简化温度热交换器器在热交换器使用率、流阻和的结构特征准确性上的一体化现象,以配适区别SOFC体统的市政建设工程需要。
五、集成化趋势下的多股流热管理
SOFC高技术水利工程化的阶段中,温度高热交换主设备所对于的,实际上是热转化率、压降、构成牢靠性与系统软件化集成型度之前的网络综合均衡性。SOFC导热管理都已经已经不再只有引导关键环节,而进行不良影响系统软件化净转化率、行驶维持性与长年生命周期的重点基础性。

