基于SOFC的新型功冷联供系统热力性能分析

作     者：刘诗尧 田松峰 刘亚轩 包忠祥 李正宽 张都 LIU Shiyao;TIAN Songfeng;LIU Yaxuan;BAO Zhongxiang;LI Zhengkuan;ZHANG Du

作者机构：华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点研究室保定071003 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2023年第44卷第8期

页      面：2068-2078页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0703[理学-化学] 0835[工学-软件工程] 0702[理学-物理学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主　　题：固体氧化物燃料电池 碳捕集 有机朗肯循环 功冷联供循环 

摘      要：为提高固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的系统效率、降低碳捕集能耗,提出了一种基于SOFC、有机朗肯循环和功冷联供循环的系统,并利用制冷量液化回收CO_(2)。通过Aspen Plus软件搭建联供系统模型,并在设计工况下,探究了SOFC运行压力、电流密度、燃料利用率、汽碳比对系统热力性能影响。结果显示,SOFC发电效率为46.19%、系统总发电效率为72.47%、功冷联供效率为85.48%,与使用三级压缩液化CO_(2)相比,总效率提升1.74%。当SOFC运行压力为0.7 MPa,系统总发电效率最高,为72.48%;当电流密度增至极限电流密度6000 A/m^(2),电压极化损失增幅变大,对电池产生负面影响;燃料利用率为0.85时,SOFC发电效率达到最佳值46.19%;汽碳比对整个系统影响较小,但存在最佳汽碳比值3,使系统效率及功冷联供效率最大,分别为72.49%和85.70%。