中国石油大学(华东)蒋文春获国家专利权
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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种一键启停控制策略的SOFC热电联供系统设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119315063B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411835572.1,技术领域涉及:H01M8/04955;该发明授权一种一键启停控制策略的SOFC热电联供系统设计方法是由蒋文春;石亚洲;郑红祥;罗云;崔永健设计研发完成,并于2024-12-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种一键启停控制策略的SOFC热电联供系统设计方法在说明书摘要公布了:本发明属于燃料电池技术领域,尤其涉及一种一键启停控制策略的SOFC热电联供系统设计方法。所述设计方法包括SOFC热电联供系统和控制台启停控制策略的设计方法;SOFC热电联供系统包括控制模块、电堆模块、阳极燃料进气模块、阴极进气模块、去离子水供给模块、补燃空气模块和补燃天然气模块、保护气模块、热回收模块和电储存模块;控制模块包括控制台,控制台启停控制策略的设计方法包括一键升温和一键降温的启停控制策略,通过在气体管道上安装电磁阀及流量控制器,在控制台编入一键升温和一键降温启停控制策略,控制台综合控制实现SOFC热电联供系统的一键启停,使系统的启动和关停更加便捷,实现了控制台对所有流体流量的控制。
本发明授权一种一键启停控制策略的SOFC热电联供系统设计方法在权利要求书中公布了:1.一种一键启停控制策略的SOFC热电联供系统设计方法,其特征在于,包括SOFC热电联供系统和控制台启停控制策略的设计方法; 所述SOFC热电联供系统包括控制模块、电堆模块、阳极燃料进气模块、阴极进气模块、去离子水供给模块、补燃空气模块和补燃天然气模块、保护气模块、热回收模块、电储存模块; 所述阴极进气模块包含第一空气压缩机、第一空气过滤器、第五单向阀、第五压力传感器、第五流量控制器、第六电磁阀、第三换热器;将空气进行预热和压缩后输入电堆阴极,以保证阴极入口压力和阳极入口压力相等,其流程为第一空气压缩机提供空气,空气经第一空气过滤器进行过滤、第三换热器余热后进入电堆阴极;所述补燃空气模块包括第二空气压缩机、第二空气过滤器、第四单向阀、第四压力传感器、第四流量控制器、第五电磁阀,所述补燃空气模块与尾气燃烧室相通,其流程为第二空气压缩机抽取空气,经第二空气过滤器后进入尾气燃烧室;所述补燃天然气模块包括第六流量控制器、第七电磁阀,其中第六流量控制器控制补燃天然气流量,第七电磁阀控制补燃天然气开闭; 所述电储存模块包括DCAC转化装置及储电模块;控制模块接收压力传感器、流量控制器信息,控制电磁阀的开闭,通过流量控制器调整流量大小,设置系统的升降温状态;所述保护气模块包括氮气管道与氢气管道,氮气管道包括第二单向阀、第二压力传感器、第二流量控制器、第三电磁阀;其中氢气管道包括第三单向阀、第三压力传感器、第三流量控制器、第四电磁阀;第三压力传感器负责测量氢气压力,第三流量控制器负责控制流量,第四电磁阀负责氢气管路的开闭; 所述阳极燃料进气模块包含脱硫器、混合器、燃料预热器、重整器、第一单向阀、第一压力传感器,第一流量控制器、第一电磁阀,混合器将燃料与水蒸气充分混合后进行重整转化为氢气继而进入电堆阳极;其流程为燃料经过脱硫器、混合器、重整器进入电堆阳极; 所述去离子水供给模块包括去离子水箱、水流量计、蒸发器、水泵、第二电磁阀,去离子水供给模块将去离子水转化为水蒸气,为重整器提供水蒸气,其流程为去离子水经水泵抽出,流经蒸发器后进入混合器与天然气进行混合; 所述控制模块包括控制台,控制台启停控制策略的设计方法包括一键升温和一键降温的启停控制策略,在气体管道上安装电磁阀及流量控制器,在控制台编入一键升温和一键降温启停控制策略,通过控制台综合控制实现SOFC热电联供系统的一键启停; 其中,一键升温启停控制策略包括如下步骤: (1)向控制面板输入电堆电池片数,点击升温按钮; (2)自动启动第一空气压缩机,打开第六电磁阀,打开空气入口,利用第五流量控制器定速率缓慢提高空气流量到指定值; (3)打开第七电磁阀,打开补燃天然气入口,利用第六流量控制器定速率提高补燃天然气流量到指定值,燃烧室中打火针启动进行打火; (4)检测电堆温度升至T1℃,打开第三电磁阀,打开氮气入口,利用第二流量控制器定速率缓慢提高氮气流量到指定值; (5)检测电堆温度达到T2℃时,打开第四电磁阀,打开氢气入口,利用第三流量控制器定速率调整氢气流量到指定值; (6)检测重整器温度达到T3℃时,打开第二电磁阀通入去离子水,利用水流量计定速率调整至所需流量,第六流量控制器降低补燃天然气流量,开启第一电磁阀,利用第一流量控制器定速率调整天然气流量,天然气流量达到设定值后关闭第七电磁阀; (7)利用第二流量控制器定速率降低氮气流量至0,关闭第三电磁阀,利用第三流量控制器,定速率降低氢气流量至0,关闭第四电磁阀; (8)检测电堆温度达到T4℃时,利用第一流量控制器降低天然气流量至定值,打开第五电磁阀,利用第四流量控制器通入补燃空气,调整保证电堆温度维持在T4℃,系统升温完成; 一键降温启停控制策略包括如下步骤: (a)打开第七电磁阀通入补燃天然气,利用第一流量控制器定速率降低天然气流量至0,关闭第一电磁阀,利用水流量计定速率降低流量至0,关闭第二电磁阀,打开第四电磁阀打开氢气入口,利用第三流量控制器定速率调整氢气流量到指定值; (b)检测电堆温度降至T2℃时,打开第三电磁阀打开氮气入口,利用第二流量控制器定速率缓慢提高氮气流量到指定值; (c)检测电堆降至T1℃,利用第六流量控制器定速率降低补燃天然气流量至0,关闭第七电磁阀,利用第二流量控制器定速率降低氮气流量至0,关闭第三电磁阀,利用第三流量控制器定速率降低氢气流量至0,关闭第四电磁阀; 其中,T1T2T3T4。
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