基于SOFC-GT-SCO2RBC的联合循环系统热力性能

作者：郭尧; 庞宏; 王蕾; 何瑶; 王丽娜; 王宇杰; 王甫^*

来源：洁净煤技术, 2023, 29(S2): 328-336.

DOI：10.13226/j.issn.1006-6772.22090701

• 固体氧化物燃料电池
• 燃气轮机
• CO2布雷顿循环
• 联合循环
• 热力性能

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为第3代燃料电池，具有低成本、全固态、高效率、高功率密度、燃料选择多样性和可分布式发电等优点，且可结合多种设备回收尾气中的高品位余热，大大提高能源利用效率。提出并研究了一种集固体氧化物燃料电池、燃气轮机(GT)和超临界二氧化碳再压缩式布雷顿循环(SCO2RBC)为一体的联合循环系统。利用GT和SCO2RBC充分回收SOFC尾气中未反应的燃料以及高温余热。通过建立该系统的数学模型，利用Matlab软件对该系统进行了热力学分析，并研究了SOFC工作温度、压力、燃料流量等参数变化对联合循环系统热力性能的影响。结果表明，SOFC工作在1 073 K、0.5 MPa、燃料流量0.158 mol/s时，该联合循环系统内的SOFC、SOFC-GT及SCO2RBC的发电效率分别达55.36%、70.95%和40.76%,总发电效率高达74.76%,SCO2RBC底循环的引入可使系统净效率增加近4%;而参数分析则表明联合循环系统总发电效率随SOFC工作温度和工作压力的增加而增加，随燃料流量和燃料利用率的增加而降低。

• 单位
  宁波大学