基于固体氧化物燃料电池的有机工质余热发电联合系统特性的理论研究

摘要

针对有机朗肯循环对低温余热回收的显著优势，提出了一种基于固体氧化物燃料电池（SOFC）的有机工质余热发电联合系统．该系统包含内重整SOFC、后燃室、燃气轮机、压气机、预热器和有机朗肯循环，实现了能量的梯级利用，有效地提高了系统的总发电效率．在稳态数学模型的基础上，建立了基于SOFC的有机工质余热发电联合系统的热力仿真分析平台，研究了关键参数对系统性能的影响．结果表明：在设计工况下，系统的总发电效率可达65％以上；随着燃料摩尔流量的增加，系统的净输出功增加，但系统的总发电效率有所下降；在一定范围内，增大压气机压比可以提高系统净输出功和总发电效率；随着蒸汽与碳物质的量比的增大，系统的净输出功减小，总发电效率下降．