基于燃料电池—微燃机分布式能量系统的热力性能研究

论文摘要

本文采用计算功能强大的Fortran程序,根据带有回热系统的微燃机的特性和假定条件运用热力学第一定律对以微型燃气轮机为核心的冷热电三联供系统进行了热力性能分析;根据固体燃料电池电化学反应和热力性能原理,对管式固体燃料电池进行建模、计算,分析了电流密度、电池温度、压力等参数对燃料电池性能的影响。在此基础上,由固体燃料电池代替微燃机中的燃烧室部分组成固体燃料电池与微燃机联合循环系统,对该联合循环系统进行分析并与微燃机循环系统作比较。为固体燃料电池-微燃机联合循环分布式能量系统的设计计算、集成与优化分析提供一定的参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 分布式能量系统基础知识
• 2.1 分布式能量系统简介
• 2.1.1 分布式能量系统的概念
• 2.1.2 分布式能量系统的分类
• 2.1.3 分布式能量系统的特点、优势
• 2.1.3.1 分布式能量系统的特点
• 2.1.3.2 分布式能量系统的优势
• 2.2 分布式能量系统的研究动态与发展概况
• 2.2.1 国内外研究动态
• 2.2.2 国外发展现状
• 2.2.3 国内发展现状
• 2.3 本章小结
• 第三章 微型燃气轮机冷热电联供系统研究
• 3.1 微型燃气轮机基础
• 3.1.1 微型燃气轮机概况
• 3.1.2 系统组成及工作原理
• 3.1.3 微型燃气轮机发电机组性能指标
• 3.2 微型燃气轮机的应用及研究动态
• 3.2.1 冷热电联供系统
• 3.2.2 微型燃气轮机- 燃料电池混合装置
• 3.2.3 微型和超微型发电系统的研究
• 3.2.4 微型燃气轮机发展前景及状况
• 3.2.4.1 国外发展状况
• 3.2.4.2 国内发展状况
• 3.3 微型燃气轮机模型
• 3.3.1 微燃机的热力循环过程
• 3.4 微燃机的热力学分析
• 3.4.1 系统的热力性能计算
• 3.4.1.1 系统介绍
• 3.4.1.2 微燃机设计工况校核
• 3.4.2 微燃机热电联供系统参数优化及性能分析
• 3.4.2.1 回热度对效率的影响
• 3.4.2.2 压比对效率的影响
• 3.4.2.3 温比对效率的影响
• 3.4.3 系统性能分析
• 3.4.3.1 不同参数下系统的性能
• 3.4.3.2 装置比功，效率与温比和压比的关系
• 3.4.4 微燃机冷热电联供系统特性分析
• 3.4.4.1 压比与冷热电联供系统性能的关系
• 3.4.4.2 回热度对冷热电联供系统性能的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 固体氧化物燃料电池（SOFC）建模、分析
• 4.1 SOFC的结构与工作原理
• 4.1.1 结构
• 4.1.2 原理
• 4.2 SOFC的特点及发展状况
• 4.2.1 SOFC的特点
• 4.2.2 SOFC的发展现状
• 4.3 SOFC建模、分析
• 4.3.1 模型的建立
• 4.3.2 模型分析
• 4.3.2.1 SOFC电势分析
• 4.3.2.2 SOFC极化分析
• 4.3.2.3 SOFC组分分析
• 4.3.2.4 SOFC能量分析
• 4.4 计算结果与性能分析
• 4.4.1 电流密度和工作温度对SOFC的影响
• 4.4.2 工作压力对SOFC的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 SOFC-MGT联合循环系统性能分析
• 5.1 联合循环基础
• 5.2 国内外联合循环系统的发展状况
• 5.3 联合循环实例分析
• 5.3.1 联合循环模型
• 5.3.2 模型计算结果
• 5.4 系统性能分析
• 5.4.1 电流密度和温度对系统的影响
• 5.4.1.1 电流密度与SOFC功率的关系
• 5.4.1.2 电流密度与MGT功率的关系
• 5.4.1.3 电流密度与效率的关系
• 5.4.2 压力对系统性能的影响
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表学术论文和参加科研情况