耦合甲醇重整制氢的新型冷热电联供系统4E分析

作     者：葛艺 宋鑫华 朱万超 韩吉田 Ge Yi;Song Xinhua;Zhu Wanchao;Han Jitian

作者机构：山东大学能源与动力工程学院济南250061 青岛西海岸新区市政公用事业发展中心青岛266400 

出 版 物：《东南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Southeast University：Natural Science Edition)

年 卷 期：2022年第52卷第2期

页      面：299-308页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金国际(地区)合作与交流资助项目(41761144067) 

主　　题：冷热电联供系统 内燃机余热 甲醇重整制氢 质子交换膜燃料电池 4E分析 

摘      要：为了充分利用内燃机余热,提出一种利用甲醇重整制氢和吸收式制冷装置依次回收内燃机烟气余热的新型天然气冷热电联供(CCHP)系统.通过建立系统的热力学模型,对其进行能效、效率、经济和环境(4E)研究,并分析关键参数对系统性能的影响.研究结果表明,该联供系统在给定工况下可同时向用户提供47.40、235.57和228.89kW的冷、热、电负荷,系统的总能效和效率分别为80.21%和41.71%,损失最大的部件依次是内燃机、反应器和质子交换膜燃料电池(PEMFC);系统总成本为439.43元/h,其中环境成本占比3.2%.在研究的参数范围内,增加天然气与甲醇流率、提高重整反应温度与PEMFC工作压力或减少冷却水流率均可提高联供系统的效率,提高重整反应温度,降低天然气与甲醇流率和PEMFC工作压力均可减少系统总成本.