甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统和方法。控制系统的燃料装置用于将氢气的化学能转化为电能并在转化过程中供应富氢气体燃料、热量和压缩空气，散热装置用于加热和冷却高温燃料电池电堆，冷却装置用于冷却压缩空气和散热油，传感器组件用于运行状态数据的采集，控制器用于控制和监测。余热利用控制系统在冷启动运行第一和第二阶段、低温运行、自循环运行和散热运行的工作模式下运行。本发明专利技术的余热利用控制系统在五种工作模式下可以满足高温燃料电池电堆有效的冷启动、加热和冷却，通过余热回收缩短冷启动时间、降低系统功耗、提高余热利用控制效率，利用多通阀件简化管路，减少零部件数量，优化了系统结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种余热利用控制系统，涉及新能源燃料电池，具体涉及一种甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统和方法。

技术介绍

1、氢气的易泄漏及长途运输效率低等特点导致氢能应用面临着高昂的储运成本和基础设施建设成本。甲醇作为能源具有来源广泛可靠、可再生、兼容性强、可利用现有基础设施的特点。甲醇蒸汽重整制氢作为氢气来源可以很好地解决氢能在应用端所面临的“绿色低碳、安全可靠、低成本”的痛点。高温燃料电池具有对原料纯度要求低、简化电堆内部水管理系统以及余热利用效率高等优势。甲醇蒸汽重整制氢与高温燃料电池耦合是氢燃料电池的潜在应用场景之一。热管理对燃料电池性能十分重要，影响燃料电池效率、寿命和安全性等。

2、目前，甲醇重整制氢燃料电池尚存在系统复杂、启动时间长、系统功率小、产品成熟度低、存在碳排放等问题需要突破。现有技术中尚未发现针对甲醇蒸汽重整高温燃料电池余热利用控制的技术方案，难以实现余热回收以达到缩短启动时间及降低系统功耗的目的。

技术实现思路

1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统，其特征在于：所述的传感器组件包括流量传感器组和温度传感器组，流量传感器组安装在燃料装置中，流量传感器组包括第一流量传感器(301)、第二流量传感器(302)、第三流量传感器(303)、第四流量传感器(304)、第五流量传感器(305)和第六流量传感器(306)，第一流量传感器(301)、第二流量传感器(302)、第三流量传感器(303)、第四流量传感器(304)、第五流量传感器(305)和第六流量传感器(306)均电连接控制器(500)；...

【技术特征摘要】

1.一种甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统，其特征在于：所述的传感器组件包括流量传感器组和温度传感器组，流量传感器组安装在燃料装置中，流量传感器组包括第一流量传感器(301)、第二流量传感器(302)、第三流量传感器(303)、第四流量传感器(304)、第五流量传感器(305)和第六流量传感器(306)，第一流量传感器(301)、第二流量传感器(302)、第三流量传感器(303)、第四流量传感器(304)、第五流量传感器(305)和第六流量传感器(306)均电连接控制器(500)；温度传感器组包括第一温度传感器(401)、第二温度传感器(402)、第三温度传感器(403)、第四温度传感器(404)、第五温度传感器(405)、第六温度传感器(406)、第七温度传感器(407)和第八温度传感器(408)，第一温度传感器(401)、第三温度传感器(403)、第七温度传感器(407)和第八温度传感器(408)均安装在燃料装置中，第二温度传感器(402)、第五温度传感器(405)和第六温度传感器(406)均安装在燃料装置和散热装置之间，第四温度传感器(404)安装在散热装置中，第一温度传感器(401)、第二温度传感器(402)、第三温度传感器(403)、第四温度传感器(404)、第五温度传感器(405)、第六温度传感器(406)、第七温度传感器(407)和第八温度传感器(408)均电连接控制器(500)。

3.根据权利要求2所述的甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统，其特征在于：所述的散热装置包括中间换热器(102)、第二油ptc加热器(103)、油冷器(104)、多通油阀(206)和第二油泵(207)，多通油阀(206)的第一油阀入口端(2061)连通第二油ptc加热器(103)的出口端，多通油阀(206)的第一油阀出口端(2062)连通中间换热器(102)的第一入口端，多通油阀(206)的第二油阀入口端(2063)连通中间换热器(102)的第一出口端，多通油阀(206)的第二油阀出口端(2064)连通燃料装置，多通油阀(206)的第三油阀入口端(2065)连通第二油泵(207)的出口端，多通油阀(206)的第三油阀出口端(2066)连通油冷器(104)的第一入口端，多通油阀(206)的第四油阀入口端(2067)连通油冷器(104)的第一出口端，多通油阀(206)的第四油阀出口端(2068)连通第二油ptc加热器(103)的入口端，中间换热器(102)的第二入口端和第二出口端均连通燃料装置，油冷器(104)的第二入口端和第二出口端均连通冷却装置，第二油泵(207)的入口端连通燃料装置；第二温度传感器(402)安装在燃料装置和中间换热器(102)的第二入口端之间，第四温度传感器(404)安装在多通油阀(206)的第一油阀出口端(2062)和中间换热器(102)的第一入口端之间，第五温度传感器(405)安装在多通油阀(206)的第二油阀出口端(2064)和燃料装置之间，第六温度传感器(406)安装在第二油泵(207)的入口端和燃料装置之间；第二油泵(207)、第二油ptc加热器(103)和多通油阀(206)均电连接控制器(500)。

4.根据权利要求3所述的甲醇蒸汽重整高温燃料电池的余热利用控制系统，其特征在于：所述的燃料装置包括高温燃料电池电堆(101)、尾气处理器(107)、重整反应器(108)、燃料蒸发器(109)、燃料预热器(110)、燃料箱(111)、第一油ptc加热器(112)、第一引射器(113)、第二引射器(114)、燃料泵(201)、第一油泵(202)、燃气三通阀(203)、尾气三通阀(204)、空气三通阀(210)和鼓风机(211)，高温燃料电池电堆(101)的第一出口端连通第二油泵(207)的入口端，高温燃料电池电堆(101)的第二出口端连通尾气三通阀(204)的第一尾气三通阀入口端(2041)，高温燃料电池电堆(101)的第一入口端连通多通油阀(206)的第二油阀出口端(2064)，高温燃料电池电堆(101)的第二入口端连通第二引射器(114)的出口端，尾气三通阀(204)的第二尾气三通阀入口端(2042)连通中间换热器(102)的第二出口端，尾气三通阀(204)的尾气三通阀出口端(2043)连通尾气处理器(107)的入口端，尾气处理器(107)的出口端连通大气，第二引射器(114)的低压口连通燃料预热器(110)的第一出口端，第二引射器(114)的高压口连通空气三通阀(210)的第二空气三通阀出口端(2103)，燃料预热器(110)的第一入口端连通鼓风机(211)的出口端，燃料预热器(110)的第二出口端连通燃料蒸发器(109)的第一入口端，燃料预热器(110)的第二入口端连通燃料泵(201)的出口端，空气三通阀(210)的第一空气三通阀出口端(2102)连通第一引射器(113...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅德庆，周浩楠，汪延成，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：