PEMFC低温起动研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有环境友好、效率高和室温可快速起动等优点,被认为是汽车的首选动力源。分别对PEMFC的质子交换膜、催化层、扩散层、低温扫气及其建模的低温研究现状进行了详述,并提出了今后质子交换膜燃料电池低温起动研究的方向和重点。     

PEMFC冷起动仿真模型发展现状及进展

数学模型是分析和优化燃料电池冷起动性能的有效工具,质子交换膜燃料电池(PEMFC)的模型研究是其技术发展中必不可少的环节。对质子交换膜燃料电池冷起动模型研究情况进行了详述,分别介绍和分析了六种典型的冷起动模型,并指出质子交换膜燃料电池冷起动模型今后的研究方向。     

燃料电池低温储存、启动热平衡建模与分析

质子交换膜燃料电池发动机低温冷启动性能是制约燃料电池发动机广泛应用的重要指标,合理的停机保温设计和启动策略能极大提高低温冷启动成功率、加快启动速度、减小膜电极损伤、延长燃料电池使用寿命。采用传热学原理,结合燃料电池物性参数,建立了燃料电池系统启停过程动态热平衡计算模型,并基于该模型对燃料电池在不同降温速度、不同低温储存温度和不同保温设计下的启动能耗等进行计算和对比分析研究。研究计算表明,所归纳的模型、计算方法和结果,可为工程应用提供降温时间、降温速度、保温所需厚度的数据参考,并指导选择燃料电池的低温储存环境,计算并使用合适的保温材料厚度,降低低温环境对燃料电池伤害、保障低温顺利启动、减小低温储存和启动能耗。     

质子交换膜燃料电池系统低温起动仿真

当前燃料电池汽车受到越来越多的关注,而燃料电池汽车商业化还有很多问题亟需解决,其中燃料电池系统低温起动是一个重点难题。使用AMESim软件建立了一个燃料电池一维系统模型,针对影响燃料电池系统低温起动性能的各个因素进行了研究。仿真结果显示,较低的起动电压有利于低温起动过程,温度越低低温起动越困难,反应气体的温度对低温起动过程影响不大。     

基于AMESim的燃料电池系统低温起动仿真

当前燃料电池汽车受到越来越多的关注,而燃料电池汽车商业化前还有很多问题亟需解决,其中燃料电池系统低温起动便是一个重点难题。使用AMESim软件建立了一个燃料电池一维系统模型,针对燃料电池系统恒电压和恒电流低温起动过程进行了研究。研究发现,较低的起动电压和较高的起动电流更有利于低温起动过程,且恒电压起动比恒电流起动更具优势。     

PEM燃料电池零下低温启动研究现状

目前质子交换膜燃料电池的零下低温启动问题仍是制约其大范围推广的一个重要原因.本文主要阐述了质子交换膜燃料电池的低温启动过程水热机理,分析了当前低温启动工况水热性能研究的主要方向:电池结构设计、冷启动操作参数和冷启动策略,对质子交换膜燃料电池的低温行为特性及低温损伤研究现状进行概述总结,并对未来低温启动的研究方向提出建议.     

质子交换膜燃料电池低温标准的研制

本文阐述了质子交换膜燃料电池中水含量对质子交换膜性能的影响;总结了目前质子交换膜燃料电池冷启动的方式及研究进展;介绍了我国目前《质子交换膜燃料电池低温特性测试方法》标准项目的研究内容。在此基础上,进一步阐述了我国《质子交换膜燃料电池低温特性测试方法》国际标准提案的研制情况。最后,提出了质子交换膜燃料电池低温标准研制的重要性。     

高温质子交换膜燃料电池研究进展

温度是质子交换膜燃料电池(PEMFC)工作的重要条件之一。根据研究,燃料电池的性能随着温度的提高而提升。由于受限于质子膜、催化剂等材料的特性,目前应用的PEMFC一般工作于低温环境(80℃以下),但国内外的某些研究机构很早以前就对高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)开始了研究。介绍了HT-PEMFC的优点以及世界范围内目前的研究进展,对HT-PEMFC的未来发展趋势进行了总结。     

FCE低温起动方法和控制策略研究

利用Matlab/Simulink软件搭建燃料电池发动机低温起动仿真模型,对FCE不同低温起动方法的特点和可行性进行了分析,对无辅助措施电堆起动过程、3种带控制策略的电堆低温起动过程、FCE冷却系统加热电堆起动过程的仿真结果进行了分析,得出对FCE采用保温和冷却系统加热的联合控制策略,可使FCE低温环境下顺利起动;采用第2控制策略,可使电堆自身的温度维持在70~80℃,从而使FCE的工作特性最佳、输出效率最高。对FCE冷却系统加热的试验与仿真结果进行对比分析,试验和仿真的结果基本吻合。     

低温型燃料电池混合发电系统的半物理仿真

针对低温型燃料电池运行状态对电池性能和寿命的影响,建立了基于机理的质子交换膜燃料电池的电气模型,给出了采用电化学方程的质子交换膜燃料电池半物理混合发电系统电气特性的模型结构、优化、仿真和实验,为低温型燃料电池混合发电系统的研究提供了一个实际工程应用模型。     

燃料电池冰点以下低温特性研究现状

在冰点温度以下的启动问题是制约质子交换膜燃料电池产业化的技术瓶颈之一.从冷启动行为与性能衰减和恢复、低温下膜中水形态、催化层电化学性能损失、扩散层、微孔层、电极孔结构破坏等方面评述了低温操作和冷启动对燃料电池电极材料、膜电极组件和电池组性能的负面影响,并对燃料电池的冷启动解决方案和防冻措施进行了分析与评价.     

熔融碳酸盐燃料电池/燃气轮机混合动力系统启动停机过程特性分析

对增压型熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机混合动力系统(molten carbonate fuel cell/micro-gas turbine,MCFC/MGT)在启动停机过程中的运行特性进行分析。为使混合动力系统顺利启动和停机,对启动和停机过程中引起部件破坏的因素进行分析,并提出相应的保护措施。对应用了保护措施后的混合动力系统的启动停机特性进行计算。结果表明,应用所提出的系统启动和停机策略,系统可以有较好的运行特性,同时也发现由于燃料电池自身的特性,这种混合动力系统不适合频繁的启动停机。     

质子交换膜燃料电池启停策略研究现状

从耐腐蚀性催化剂载体、催化剂研发及启停控制策略应用等3个方面,对现有质子交换膜燃料电池(PEMFC)启停策略进行综述。探讨可防止燃料电池性能衰减的启停控制策略。指出只有将低成本的耐腐蚀性载体、催化剂和启停控制策略互相结合,才能避免启停过程中PEMFC性能的衰减。     

复合材料双极板质子交换膜燃料电池

测定了两种树脂对导电骨料的润湿性,研究了树脂及其含量对复合材料双极板性能的影响。采用对导电骨料浸润性好的树脂作粘合剂,通过模压一次成型技术制备出复合材料双极板的电导率大于300S/cm,抗折强度大于30MPa,空气透气率为10!7cm2/s。并进行了电堆组装及电性能和稳定性测试。结果表明,在较小的电流密度(<1.0A/cm2)条件下,复合材料双极板的电性能和石墨材料双极板相当,在较大的电流密度(>1.0A/cm2)条件下,其电性能要稍优于石墨材料双极板;电池经350h放电试验并重复启动电池100次以上,双极板性能稳定。     

墙式燃烧锅炉磨煤机启停不投或少投油方式续论

通过对煤粉气流爆燃产生的条件、爆燃后所产生的压力扰动等的分析，探讨磨煤机启停不投或少投油的安全性。同时，认为现行的磨煤机启停投油及其规程已不适应目前中大型直吹式墙式锅炉的磨煤机启动，并建议尽快建立与磨煤机启停不投油或少投油方式相适应的新规程。     

IGCC低热值燃机启动失败原因分析及处理

简单介绍华能天津IGCC电厂发电工艺流程,介绍低热值燃气轮机的启动过程,针对发电厂燃机在冬季工况下出现的启动失败情况,从燃机点火气系统、进气系统、燃油系统以及燃烧器等方面分析了可能存在的问题并进行排查确认,结合存在问题提出相应的解决措施,最后配合调整燃机启动参数来优化风燃配比,达到优化燃机启动的目的,为冬季工况下机组启动提供有力保障,同时为国内低热值燃机故障处理提供参考。     

外置瑞士卷多孔介质燃烧器贫燃试验

对一种新型外置瑞士卷多孔介质燃烧器的贫燃特性进行了试验研究,对其点火预热启动过程及其不同预混气体浓度、流量等工况参数条件下的温度分布、排放特性进行了测量;分析燃烧器的启动方法以及流量、预混气体浓度等有关工况参数对其燃烧特性的影响规律。结果表明,燃烧器冷启动时甲烷氧化率较低,有大量的CO生成;由于多孔介质的存在,燃烧器整体升温较慢,无局部高温,NOx生成量较小;在相同预混气甲烷浓度条件下稳定燃烧时,此类型燃烧器相对无瑞士卷结构的多孔介质燃烧器,在同一预混气甲烷浓度条件下对流量具有较好的适应性,火焰稳定性好;预混气甲烷浓度越大、驻留时间越长、燃烧温度越高,甲烷氧化率也越大。     

3 0 3 3 t/h超超临界锅炉无炉水泵启动应用探索

在分析1 036 MW机组超超临界锅炉（3 033 t/h）有无炉水循环泵启动优缺点的基础上,通过在启动过程中协调控制锅炉给水的流量、温度、风量、燃料等参数及启动速度,完成了机组无炉水循环泵的启动,提出了锅炉的运行方式、注意事项和具体操作过程及关键控制要点,对同类机组具有较大的参考性和应用价值。     

300MW锅炉微油点火启动中防超温控制策略

介绍了嘉兴发电厂1,2号锅炉微油启动中过热蒸汽温度超限和温度变化率过大的情况,分析了超温和升温率过大的原因,阐述了防止超温的原理,列举了一般对策及其弊端,提出了改善燃烧、提高汽包压力的运行措施,包括控制入炉煤的品质,控制启动不同阶段的燃料量,调整一、二次风,提高给水温度,提前启动第2套制粉系统等,有效解决了微油启动中过热蒸汽超温和温度变化率过大的问题.     

440t/h无烟煤CFB锅炉改烧烟煤对比分析

介绍了某440 t/h无烟煤循环流化床(CFB)锅炉改烧烟煤后的运行情况,详细比较了2种煤种在启动用油、一、二次风量、飞灰含碳量和厂用电率等方面的区别。结果表明,无烟煤CFB锅炉改烧烟煤后运行稳定,可降低投煤温度,缩短油枪运行时间和启动时间,启动节约用油近15 t/次,飞灰含碳量和厂用电率都得到降低,锅炉运行的经济性得以大幅度提高。为同类型机组拓宽购煤渠道、降低燃煤成本提供借鉴。