CO2布雷顿循环,联合循环,热力性能"/>
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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于SOFC-GT-SCO2RBC的联合循环系统热力性能
  • 作者

    郭尧庞宏王蕾何瑶王丽娜王宇杰王甫

  • 单位

    中国煤炭学会潞安化工集团有限公司宁波大学海运学院

  • 摘要
    固体氧化物燃料电池(SOFC)作为第3代燃料电池,具有低成本、全固态、高效率、高功率密度、燃料选择多样性和可分布式发电等优点,且可结合多种设备回收尾气中的高品位余热,大大提高能源利用效率。提出并研究了一种集固体氧化物燃料电池、燃气轮机(GT)和超临界二氧化碳再压缩式布雷顿循环(SCO2RBC)为一体的联合循环系统。利用GT和SCO2RBC充分回收SOFC尾气中未反应的燃料以及高温余热。通过建立该系统的数学模型,利用Matlab软件对该系统进行了热力学分析,并研究了SOFC工作温度、压力、燃料流量等参数变化对联合循环系统热力性能的影响。结果表明,SOFC工作在1 073 K、0.5 MPa、燃料流量0.158 mol/s时,该联合循环系统内的SOFC、SOFC-GT及SCO2RBC的发电效率分别达55.36%、70.95%和40.76%,总发电效率高达74.76%,SCO2RBC底循环的引入可使系统净效率增加近4%;而参数分析则表明联合循环系统总发电效率随SOFC工作温度和工作压力的增加而增加,随燃料流量和燃料利用率的增加而降低。
  • 关键词

    固体氧化物燃料电池燃气轮机2布雷顿循环"name="keyword">CO2布雷顿循环联合循环热力性能

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(52276010,51706112);浙江省自然科学基金资助项目(LY20E060001);宁波市自然科学基金资助项目(202003N4151);
  • 文章目录
    0 引 言
    1 系统描述
    2 数学模型
    2.1 SOFC模型
    2.2 SCO2RBC模型
    2.3 系统其他模型
    2.3.1 换热器模型
    2.3.2 后燃烧室模型
    2.3.3 燃气轮机、压缩机及水泵模型
    2.4 模型假设
    3 性能评价指标
    4 结果分析与讨论
    4.1 模型验证
    4.2 模拟结果
    4.3 参数分析
    4.3.1 SOFC工作温度对联合循环系统的影响
    4.3.2 SOFC工作压力对联合循环系统的影响
    4.3.3 燃料流量对联合循环系统的影响
    4.3.4 燃料利用率对联合循环系统的影响
    5 结 论
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