新型MCFC/MGT复合动力系统设计优化研究
发布时间：2021-12-23 13:55
大型电站和大型电网所带来的供电质量、环境效益以及能源利用率的问题一直没有得到有效的解决。随着社会的发展发达国家提出了分布式能源系统的概念,在我国的一些发达地区也出现了相应的需求。微型燃气轮机（MGT）是目前技术最为成熟的分布式电源。而熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）由于其模块性既可以作为独立的中心电站也可以分布式电源。本文以熔融碳酸盐燃料电池/微型燃气轮机的复合动力系统作为基础,在Aspen Plus软件上对先进、高效、清洁的分布式电源进行了探索。本文研究内容由四部分构成。首先在第一部分简单介绍了课题研究的背景及意义、当前MCFC在国内外的研究进展和Aspen Plus软件的主要功能。第二部分,针对底层循环方式的MCFC/MGT复合动力系统展开了研究工作。通过对传统系统的分析与改进,提出了新型MCFC/MGT复合动力系统。研究结果表明,新系统在设计工况下发电效率提高了 0.66个百分点。新系统在非设计工况下运行策略灵活,其中调整压气机转速运行的方法对系统效率最为有利。第三部分,针对复合动力系统的减排进行了研究。通过集成富氧燃烧的方法对复合动力系统进行CO2的捕集。并创新性的提出了两种CO...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＭＣＦＣ的工作原理示意图??．．
隔膜的材料。当ＭＣＦＣ工作时，碳酸熔融盐在有微孔的ＬｉＡＩ０２上完全浸渍，整??个隔膜材料既能导电又能隔绝气体。??图２－１为ＭＣＦＣ的工作原理示意图。可以看出，ＭＣＦＣ的工作当中，Ｃ０２在??阴极被消耗的同时阳极又生成Ｃ０２。在实际的ＭＣＦＣ系统中，为了给阴极提供足??够的Ｃ０２，有以下集中方式：１、利用Ｃ０２再循环的风机，将阳极排气中分离的??Ｃ０２送到阴极。２、将ＭＣＦＣ阳极排气燃烧产生的Ｃ０２输送至阴极。３、用其他办??法产生的Ｃ０２提供给阴极［２４］。例如，电厂的尾气、燃气轮机的排气等等。??ｔ?Ｉ?＾?Ｉｆ??ｅ＇?负载?ｉ??Ｈｉ?ＣＯ??？?．?，??空气??２，——?Ｉ／，Ｋ＇?－－－???？??气?ｌ：ｉｌ气??室?ｃｃｉ?费；宰??ＣＱ；Ｈ２０ｊ＾——??；?ＣＱ??Ｉ?阳极?电解质?阴极?‘??”??？?ＣＱ??？??图２－１?ＭＣＦＣ的工作原理示意图??２．２．２?ＭＣＦＣ发电系统??ＭＣＦＣ发电系统的流程图如图２－２所示。在本文的模拟中燃料采用１００％的??ＣＨ４，以空气＋Ｃ０２Ｓ?ＭＣＦＣ的氧化剂。系统中分别采
的寿命还有待提高。所以，目前底层循环方式的ＭＣＦＣ／ＭＧＴ复合动力系统足发??展的主流方向。本文所提出的新型ＭＣＦＣ／ＭＧＴ复合动力系统包括压气机、透平、??燃烧室、重整器、ＭＣＦＣ本体、分流器和换热器。其流程图如图２－３所示。系统??中燃料１与部分阳极的排气５进入重整器内进行重整反应。重整反应产生含有高??浓度Ｈ２的燃料气，燃料气２进入ＭＣＦＣ的阳极后参与电化学反应。ＭＣＦＣ阳极??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]现阶段我国微型燃气轮机发展与应用推广[J]. 谢哲. 科技与创新. 2018(08)
[2]熔融碳酸盐燃料电池阴极改性实验及其性能研究[J]. 杨冠军,张瑞云,程健,许世森,任永强,王洪建,姚帅,黄华. 热力发电. 2018(04)
[3]国内碳排放政策浅析及对策探讨[J]. 桑军,孙洋洲,郭廓. 现代化工. 2018(04)
[4]燃料电池的发展现状与未来方向研究[J]. 管庆朋. 河南科技. 2018(01)
[5]燃料电池的发展趋势及研究进展[J]. 蒋清梅. 山东化工. 2017(22)
[6]基于simulink的SOFC-MGT联合发电系统建模与仿真[J]. 闫东,梁前超. 装备制造技术. 2017(07)
[7]熔融碳酸盐燃料电池发电系统研究进展与展望[J]. 王洪建,许世森,程健,张瑞云,王鹏杰,任永强. 热力发电. 2017(05)
[8]阻抗谱法与等效电路法相结合的熔融碳酸盐燃料电池极化特性研究[J]. 王洪建,程健,张瑞云,王鹏杰,任永强,许世森. 热力发电. 2015(08)
[9]基于燃气轮机的MCFC/MGT混合动力系统特性[J]. 刘爱虢,翁一武,曾文,陈保东. 上海交通大学学报. 2015(04)
[10]微型燃气轮机分布式电源兼作应急电源探讨[J]. 吴翠玉,顾群音,严佳晨,陈海燕. 上海电力学院学报. 2015(02)
本文编号：3548601
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?ＭＣＦＣ的工作原理示意图??．．
隔膜的材料。当ＭＣＦＣ工作时，碳酸熔融盐在有微孔的ＬｉＡＩ０２上完全浸渍，整??个隔膜材料既能导电又能隔绝气体。??图２－１为ＭＣＦＣ的工作原理示意图。可以看出，ＭＣＦＣ的工作当中，Ｃ０２在??阴极被消耗的同时阳极又生成Ｃ０２。在实际的ＭＣＦＣ系统中，为了给阴极提供足??够的Ｃ０２，有以下集中方式：１、利用Ｃ０２再循环的风机，将阳极排气中分离的??Ｃ０２送到阴极。２、将ＭＣＦＣ阳极排气燃烧产生的Ｃ０２输送至阴极。３、用其他办??法产生的Ｃ０２提供给阴极［２４］。例如，电厂的尾气、燃气轮机的排气等等。??ｔ?Ｉ?＾?Ｉｆ??ｅ＇?负载?ｉ??Ｈｉ?ＣＯ??？?．?，??空气??２，——?Ｉ／，Ｋ＇?－－－???？??气?ｌ：ｉｌ气??室?ｃｃｉ?费；宰??ＣＱ；Ｈ２０ｊ＾——??；?ＣＱ??Ｉ?阳极?电解质?阴极?‘??”??？?ＣＱ??？??图２－１?ＭＣＦＣ的工作原理示意图??２．２．２?ＭＣＦＣ发电系统??ＭＣＦＣ发电系统的流程图如图２－２所示。在本文的模拟中燃料采用１００％的??ＣＨ４，以空气＋Ｃ０２Ｓ?ＭＣＦＣ的氧化剂。系统中分别采
的寿命还有待提高。所以，目前底层循环方式的ＭＣＦＣ／ＭＧＴ复合动力系统足发??展的主流方向。本文所提出的新型ＭＣＦＣ／ＭＧＴ复合动力系统包括压气机、透平、??燃烧室、重整器、ＭＣＦＣ本体、分流器和换热器。其流程图如图２－３所示。系统??中燃料１与部分阳极的排气５进入重整器内进行重整反应。重整反应产生含有高??浓度Ｈ２的燃料气，燃料气２进入ＭＣＦＣ的阳极后参与电化学反应。ＭＣＦＣ阳极??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]现阶段我国微型燃气轮机发展与应用推广[J]. 谢哲. 科技与创新. 2018(08)
[2]熔融碳酸盐燃料电池阴极改性实验及其性能研究[J]. 杨冠军,张瑞云,程健,许世森,任永强,王洪建,姚帅,黄华. 热力发电. 2018(04)
[3]国内碳排放政策浅析及对策探讨[J]. 桑军,孙洋洲,郭廓. 现代化工. 2018(04)
[4]燃料电池的发展现状与未来方向研究[J]. 管庆朋. 河南科技. 2018(01)
[5]燃料电池的发展趋势及研究进展[J]. 蒋清梅. 山东化工. 2017(22)
[6]基于simulink的SOFC-MGT联合发电系统建模与仿真[J]. 闫东,梁前超. 装备制造技术. 2017(07)
[7]熔融碳酸盐燃料电池发电系统研究进展与展望[J]. 王洪建,许世森,程健,张瑞云,王鹏杰,任永强. 热力发电. 2017(05)
[8]阻抗谱法与等效电路法相结合的熔融碳酸盐燃料电池极化特性研究[J]. 王洪建,程健,张瑞云,王鹏杰,任永强,许世森. 热力发电. 2015(08)
[9]基于燃气轮机的MCFC/MGT混合动力系统特性[J]. 刘爱虢,翁一武,曾文,陈保东. 上海交通大学学报. 2015(04)
[10]微型燃气轮机分布式电源兼作应急电源探讨[J]. 吴翠玉,顾群音,严佳晨,陈海燕. 上海电力学院学报. 2015(02)
本文编号：3548601
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