【作者】

罗银幂; 朱超沂; 字振源; 靳守营; 杨菩泽; 邬斌扬

【单位】

; 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室

【摘要】

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)效率高、燃料适应性强，但动态响应能力较差，当其与内燃机(Internal Combustion Engine, ICE)进行联合循环后，在保持高热效率的同时还能获得良好的动态响应特性，是具有前景的船用动力系统。该研究使用MATLAB与GT-Power搭建了SOFC与ICE的仿真模型，并通过Simulink将二者进行耦合，构建了以天然气为燃料的联合循环系统。系统将SOFC阳极尾气通入到ICE中进一步利用，并且通过两级余热回收策略充分利用了燃料电池与内燃机尾气的废热。为进一步探究该系统的工作特性，开展了关键运行参数功率分配比、电流密度、燃料利用率对于系统性能的影响，并研究了天然气掺混适量氢气对于提升系统效率与㶲效率的作用。研究结果表明，联合系统的效率比两个单个动力系统部件的效率都要高，且系统效率随着SOFC与ICE功率比的增大而提高。当SOFC与ICE有着相当的功率，SOFC效率为50.46%，ICE效率为43.01%时，系统效率能达到54.63%。在燃料利用率为0.8时，系统最高效率达到了折中最优值62.51%，燃料掺氢体积比为25%时能使得系统效率提升3.52%，㶲效率提高5.04%。

【关键词】

高温固体氧化物燃料电池;内燃机;联合循环;天然气掺氢;㶲分析

【论文集名称】

低/零碳燃料与气体机

【会议名称】

内燃机“高效、低碳、清洁燃烧”国际学术研讨会

【会议时间】

2022-8-11至2022-8-14

【会议地点】

昆明

【下载次数】

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