综合智慧能源 ›› 2022, Vol. 44 ›› Issue (8): 25-32.doi: 10.3969/j.issn.2097-0706.2022.08.002

• 氧离子导体电池系统 • 上一篇    下一篇

固体氧化物燃料电池热电联供系统设计

罗丽琦1(), 王月2(), 钟海军2,*(), 李庆勋2(), 谢广元1(), 王绍荣1,*()   

  1. 1.中国矿业大学 化工学院,江苏 徐州 221116
    2.中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院,北京 102206
  • 收稿日期:2022-06-06 修回日期:2022-08-10 出版日期:2022-08-25 发布日期:2022-09-15
  • 通讯作者: 钟海军,王绍荣
  • 作者简介:罗丽琦(1998),女,在读硕士研究生,从事固体氧化物燃料电池热电联供系统模拟计算等方面的研究, ts20040107a31@cumt.cn;
    王月(1990),女,高级工程师,博士,从事燃料电池、氨能方面的工作, wangyue010@petrochina.com.cn;
    李庆勋(1980),男,高级工程师,博士,从事燃料电池、氨能方面的工作, liqingxun@petrochina.com.cn;
    谢广元(1962),男,教授,博士生导师,从事细粒煤分选和微细物料高效脱水技术方面的研究, xgywl@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51836004)

Design of the CHP system integrated with SOFC

LUO Liqi1(), WANG Yue2(), ZHONG Haijun2,*(), LI Qingxun2(), XIE Guangyuan1(), WANG Shaorong1,*()   

  1. 1. School of Chemical Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China
    2. PetroChina Petrochemical Research Institute,Beijing 102206,China
  • Received:2022-06-06 Revised:2022-08-10 Online:2022-08-25 Published:2022-09-15
  • Contact: ZHONG Haijun,WANG Shaorong

摘要:

研究了一种利用Aspen Plus软件模拟固体氧化物燃料电池热电联供(SOFC-CHP)系统的方法,并以1 kW级系统为例进行了计算,该方法可用于快速判断不同燃料及电堆功率要求下的SOFC-CHP系统热电供应情况。试验结果表明,在理想状态下SOFC的净发电效率可达51%,热效率高达42%,CO2排放摩尔分数高达70%。所提方法可极大缩短计算速度,对进一步优化系统效率很有帮助。

关键词: 固体氧化物燃料电池, 热电联供系统, 过程模拟, 热量传递, 电化学

Abstract:

The software Aspen Plus is taken to simulate a combined heating and power system integrated with solid oxide fuel cells(SOFC-CHP). Taking a 1 kW SOFC-CHP system as an example,the simulation method can make quick judgement on the heat and power supply situations of the system with different fuels and under various load requirements. The test results show that in the ideal condition,the power generation efficiency of the SOFC can reach 51%,the thermal efficiency can peak at 42%,and the emitted CO2 mole fraction can be 70%. This method can greatly shorten the calculation time and facilitate the efficiency improvement of the system.

Key words: solid oxide fuel cell, combined heating and power, process simulation, heat transfer, electrochemical

中图分类号: