燃料电池_燃气轮机混合动力系统中催化燃烧室特性分析

对熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机(MCFC/MGT)混合动力系统中的催化燃烧室进行了实验和理论分析,确定了燃烧室入口温度、燃料浓度对燃料转化率的影响,在非设计工况下运行时催化燃烧室入口条件会发生变化,应用数学模型分析了各主要因素对催化燃烧室运行特性的影响。结果表明,计算结果与实验结果的最大误差在4%以内。在混合动力系统的运行范围内催化燃烧室入口温度高于770K时燃料转化率达99%以上,而入口流速和燃料浓度的变化对转化率的影响不明显。     

高温燃料电池/燃气轮机混合循环发电技术

高温燃料电池／燃气轮机混合循环系统以其效率高、排放低的特点,在未来分布式发电和集中式大规模发电中占有重要地位。本文首先简介了高温燃料电池和先进燃气轮机的结构特点及其分类,在此基础上阐述了高温燃料电池与先进燃气轮机混合系统的基本模式,然后对适用于分布式发电和集中式发电的几种典型混合循环系统的结构和相应的流程及特点进行了详细的描述,最后给出了高温燃料电池和燃气轮机混合循环发电系统中的一些主要代表性技术以及目前研究的进展、挑战和目标。     

高温燃料电池_燃气轮机混合发电系统性能分析

针对 高温燃料电池系统的高效率、环保性以及排气废热的巨大利用潜能,将其与燃气轮机组成混合装置进行发电是未来分布式发电的一种极有前景的方案。文中对高温燃料电池及混合循环系统作了简介,并对两种典型的高温燃料电池－燃气轮机混合循环发电系统进行了性能分析,这将为我国高温燃料电池－燃气轮机混合循环系统的研制提供参考。     

固体氧化物燃料电池与燃气轮机混合发电系统

基于固体氧化物燃料电池系统的高效率、环保性以及排气废热的巨大利用潜能,将其与燃气轮机组成混合发电装置,是一种极有前景的分布式发电方案.文章以SWP公司的加压型SOFC-小型燃气轮机混合循环系统为例,对固体氧化物燃料电池及燃气轮机混合循环系统的原理及发展现状作了分析,为我国固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合循环系统的研制提供参考.     

微型燃气轮机及其"混合动力"的技术进展

参照目前微型燃气轮机的技术参数,基于热力循环理论,确定下一代微型燃气轮机的主要发展目标是压缩比6～8,透平进口温度1600K,效率达到40％,并对相关实现技术提出了建议。其次对微型燃气轮机与燃料电池构成混合动力的技术进展作一评述,介绍了两种主要混合动力结构的工作原理,为更好地应用微型燃气轮机提供技术参考。     

基于生物质气的固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合动力系统的性能分析

以生物质气为燃料,建立了固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合动力系统的仿真模型.利用所建立的模型进行仿真,根据燃料电池特性参数和压气机、透平特性曲线,分析了燃料质量流量、空气质量流量等参数对混合动力系统性能的影响.结果表明:基于生物质气的固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合动力系统的发电效率最高可达61.55%,但在这种情况下系统的寿命和可靠性急剧下降;在设计点工况下,系统的发电效率可达55.31%.燃料质量流量不变,空气质量流量可以在0.084 0~0.179 9kg/s内调节,系统效率变化范围为61.55%~51.43%;空气质量流量不变,为防止压气机发生喘振,燃料质量流量变化范围为0.062 3~0.084 6kg/s,功率变化范围为124.9~187.3kW.     

高温燃料电池与燃气轮机相结合的混合发电系统

高温燃料电池与燃气轮机相结合的混合发电系统具有高效、环保和可靠的特性,这种新颖的混合发电系统在未来分布式发电领域具有广阔的应用前景。有不少专家和学者对其系统构成度匹配、系统性能等问题做了大量研究。目前已有高温燃料电池与燃气轮机混合发电系统成功运行,但仍有很多问题需要进行进一步的研究和探索,以使该混合发电系统早日实现商业化运行。本文综述了高温燃料电池与燃气轮机混合发电系统的研究现状,展望了该混合发电系统在未来的研究度发展前景。     

MCFC-燃气轮机联合循环系统模拟与优化

熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）工作温度较高,其高温排气可由燃气轮机利用,组成联合发电系统。文中分别建立了MCFC和底层循环的计算模型,利用该模型详细分析了影响联合发电系统性能的重要参数。结果表明：将MCFC工作温度取为650℃可以得到最佳性能和最高的电堆寿命;联合发电系统中应取较低的燃料气利用率;在一定的透平初温下,燃气轮机存在一个对应于功率最大的最佳压缩比。根据上述结果计算出了各参数的最优值,最后对优化后系统进行仿真得出结果：MCFE与燃气轮机组成联合发电系统,发电效率达到57．0％（LHV）,使用燃气轮机可提升整体发电效率约10％。     

微型燃气轮机在燃料电池-燃气轮机混合装置中的应用

根据混合装置对微型燃气轮机系统提出的要求，介绍了几种新型的关键技术，这些技术的采用将大大改善系统性能。文中还对微型燃气轮机与不同燃料电池组成混合装置的形式进行了分析，并给出了几种常见的典型循环。最后对我国发展微型燃气轮机的思路及在混合装置中的应用前景进行了探讨，指出应尽早开展相关的研究和开发，为未来分布式能源系统打下基础。     

熔融碳酸盐燃料电池的电气特性研究

为了研究熔融碳酸盐燃料电池的电气特性,分析了熔融碳酸盐燃料电池单元的电化学过程机理,建立了基于电化学反应的熔融碳酸盐燃料电池电气模型,推导了熔融碳酸盐燃料电池平均电流密度与燃气利用率的关系,给出了采用电化学方程的熔融碳酸盐燃料电池电气特性的模型结构和算法,并进行了仿真研究和试验.试验结果表明:该模型结构简单、准确度高,可获得千瓦级熔融碳酸盐燃料电池的电气特性曲线.     

底层与顶层MCFC-MGT联合循环系统性能分析

在IPSEpro仿真环境下建立了熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机联合循环系统顶层循环和底层循环仿真模型.利用该模型对两种不同型式的联合循环系统在额定工况和变工况下的稳态性能进行了研究,并对两种联合循环系统的主要性能参数进行了对比分析.结果表明:熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机顶层联合循环系统具有较高的发电效率,而底层循环具有良好的变负荷特性.     

固体氧化物燃料电池／燃气轮机混合模式的统计综述

固态氧化物燃料电池（SOFC）作为高效低排放的一种先进发电方式,尤其是其与燃气轮机（GT）组成的混合系统,在未来能源的可持续发展过程中,对于提高化石能源的利用效率和可再生能源的应用将发挥重要作用。本文就目前的SOFC／GT混合模式（包括示范性项目和概念性设计）进行统计分析,在此基础上将SOFC／GT混合模式分为三种基本类型,并对相关典型混合模式进行综述和比较。本文最后对SOFC／GT混合系统目前的研究进展和面临的挑战进行讨论。     

Performance analysis of a pressurized molten carbonate fuel cell/micro-gas turbine hybrid system

This paper presents the work on the design and part-load operations of a hybrid power system composed of a pressurized molten carbonate fuel cell (MCFC) and a micro-gas turbine (MGT). The gas turbine is an existing one and the MCFC is assumed to be newly designed for the hybrid system. Firstly, the MCFC power and total system power are determined based on the existing micro-gas turbine according to the appropriate MCFC operating temperature. The characteristics of hybrid system on design point are shown. And then different control methods are applied to the hybrid system for the part-load operation. The effect of different control methods is analyzed and compared in order to find the optimal control strategy for the system. The results show that the performance of hybrid system during part-load operation varies significantly with different control methods. The system has the best efficiency when using variable rotational speed control for the part-load operation. At this time both the turbine inlet temperature and cell operating temperature are close to the design value, but the compressor would cross the surge line when the shaft speed is less than 70% of the design shaft speed. For the gas turbine it is difficult to obtain the original power due to the higher pressure loss between compressor and turbine.     

燃气轮机与混合装置的(火用)性能比较

燃气轮机中的燃烧反应是一种高度不可逆的过程,因此效率较低。燃气轮机-燃料电池混合装置则由于绝大部分燃料通过电化学反应来释放能量,只有未完全利用的燃料参加燃烧反应。用热力学第一定律和热力学第二定律对燃气轮机和它与燃料电池构成的混合装置进行了比较分析,研究了循环的效率和各部件的性能对整个系统的影响,给出了混合装置中对提高系统性能具有重要影响的部件。图4表2参8。     

燃气轮机与混合装置的[火用]性能比较

燃气轮机中的燃烧反应是一种高度不可逆的过程，因此焖效率较低。燃气轮机-燃料电池混合装置则由于绝大部分燃料通过电化学反应来释放能量，只有未完全利用的燃料参加燃烧反应。用热力学第一定律和热力学第二定律对燃气轮机和它与燃料电池构成的混合装置进行了比较分析，研究了循环的炯效率和各部件的性能对整个系统的影响，给出了混合装置中对提高系统性能具有重要影响的部件。图4表2参8：