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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
IGFC系统控制策略研究及模型开发
  • 作者

    刘长磊李初福董斌琦许明

  • 单位

    国华能源投资有限公司北京低碳清洁能源研究院

  • 摘要
    整体煤气化燃料电池(IGFC)发电是一项煤基低碳高效发电革命性前沿技术,在高效发电的同时可以实现CO2富集。探讨了IGFC系统控制策略,提出了IGFC系统关键单元燃料电池发电和尾气纯氧燃烧主要控制参数及控制方法,建立了高温燃料电池发电单元热平衡模型和纯氧燃烧尾气CO2体积分数预测模型,通过实验获得了模型的相关参数。利用高温燃料电池发电单元热平衡模型,电堆电压和发电功率预测相对误差小于5%,获得了20 kW级高温燃料电池发电单元不同发电功率下的主要参数控制值;进行了20 kW级IGFC发电尾气燃烧实验验证,在较低的过氧系数(1.05)条件下,尾气纯氧燃烧后CO2干基体积分数达到93%以上,与尾气CO2体积分数模型预测误差小于1%。通过建立的模型预测,结合常规PID控制,可以实现IGFC系统关键参数有效控制。
  • 关键词

    IGFC纯氧燃烧控制策略模型预测

  • 基金项目(Foundation)
    国家重点研发计划资助项目(2017YFB0601900);
  • 文章目录


    0 引 言
    1 IGFC系统流程
    2 IGFC系统关键单元控制策略
    3 IGFC系统关键单元控制模型开发
    3.1 高温燃料电池发电单元热平衡模型
    3.2 纯氧燃烧单元尾气CO2体积分数预测模型
    (1)燃料电池发电单元反应方程:
    (2)纯氧燃烧单元反应方程:
    4 结论与展望
  • DOI
  • 引用格式
    [1]刘长磊,李初福,董斌琦,等.IGFC系统控制策略研究及模型开发[J].洁净煤技术,2024,30(S2):289-293.
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