04

2023

08

SOFC热电联供系统,咱们也有了!

作者:

炼化科技动态


 

近日,石化院成功开发中国石油首套千瓦级固体氧化物燃料电池(SOFC)热电联供系统,实现发电效率≥40%、蒸汽效率≥25%、热电综合效率≥80%,目前该系统开车成功并已稳定运行超过1000小时。这也是国内首套高效发电、联产蒸汽并实现长周期平稳运行的SOFC热电联供系统。

 

 

 

 

SOFC是一种先进的燃料电池技术,具有发电效率高、燃料来源广(可使用氢气、天然气、沼气、生物质气、炼厂尾气、工业驰放气等燃料)、不使用贵金属等特有优势,是我国实现“双碳”目标的重要技术路线之一。受限于高温(650~900℃)运行、工况复杂、多物理场耦合,对材料的性能要求高,其研发难度远高于碱性、质子交换膜等技术,目前仅在美国、日本等少数发达国家获得推广和应用,国内仍处于实验室向产业转化阶段。

 

 

 

SOFC技术在分布式热电联产、特定场景离网供电和炼化减碳等多场景下与中国石油业务均有良好的协同,例如在炼化减碳方面,可利用副产氢、催化干气、加氢干气等炼厂氢烃资源高效发电并联产高温蒸汽,从而提高炼化企业电气化率、降低用能碳排放强度。按照“十四五”规划布局,石化院将其列为氢能领域重要研发应用方向,旨在发挥好它与氢、电、热等异质能源之间的互联互通作用,支撑集团公司绿色低碳发展。

 

 

SOFC系统是电堆、重整器、燃烧器和换热器等关键部件的高效集成,系统集成水平高低是决定能否发挥其高效率优势的关键。在国外技术封锁,国内产业链尚不完整的情况下,石化院SOFC团队立足中国石油绿色转型重大需求,勇于担当、凝心聚力攻关技术。课题组长钟海军带领王月、胡孝伟、张学瑞、宋玺文几个年轻人迎难而上,两年时间里他们边建设、边学习、边研发,克服我院该领域前期基础薄弱、人员少、任务重等重重困难,开发出富氧燃烧器、集成式换热器等核心部件,设计出高紧凑热平衡系统,实现电堆与辅助部件多工况气-热-电平衡匹配,完成可灵活处理多种燃料的联产蒸汽SOFC热电联供系统高效集成及平稳运行,攻克SOFC系统高温尾气余热利用等技术难题,高质量完成系统设计集成、安装调试、优化运行等各项任务,实现千瓦级SOFC联产蒸汽热电联供系统的成功试车。

 

 

 

 

未来,研发团队将继续坚持应用导向,紧密结合工业副产氢、炼厂尾气等氢烃资源高效利用,逐级研发示范大功率SOFC热电联供系统,不断提升新能源技术创新能力,推进绿色低碳高质量发展。

 

来源:炼化科技动态

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