洁净煤技术

作者：连琰珂, 明平文, 蔡黎明

关键词：固体氧化物燃料电池,燃气轮机,混合动力系统,建模仿真

固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）工作温度高，阳极可发生燃料内重整反应，具有较高的燃料灵活性，同时可与燃气轮机(Gas Turbine,GT)构成固体氧化物燃料电池/燃气轮机（SOFC/GT）混合动力系统进一步提高系统效率。SOFC/GT混合动力系统一般分为底层和顶层循环2种，考虑到SOFC/GT示范性工程有限且建造成本高，一般采用数学建模仿真方法开展SOFC/GT研究。与单独SOFC或GT模型不同，常采用热力学建模仿真对SOFC/GT系统性能进行分析优化。介绍了SOFC/GT混合动力系统常用热力学模型，并对目前SOFC/GT混合动力系统常见稳态和动态热力学建模工作展开综述，考虑到现阶段SOFC/GT混合动力系统多采用商业化软件（Aspen Plus、COMSOL、gPROMs等）建模，建模功能有限、不易拓展，后续工作可基于Matlab、Python等软件进行开源代码的编程；现阶段主要围绕系统级集总模型开展分析，无法准确描述燃料电池的局部特性，后续工作可在SOFC/GT建模中引入一维甚至更高维度的SOFC模型进一步提高建模精度。

来源：2023年第03期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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