一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器及其控制方法与流程

文档序号:31446896发布日期:2022-09-07 12:05阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器,其特征在于,包括:外壳,包括至少一个阳极气入口、多个阴极气入口及至少一个燃烧器出口;内筒,设置在所述外壳内,位于所述阳极气入口、阴极气入口及燃烧器出口之间,且所述阳极气入口、内筒内腔及燃烧器出口之间形成用于尾气燃烧换热的混气流道,所述内筒沿混气流向轴向扩增的设置用于混气燃烧的高温燃烧区与充分燃烧区及与未反应阴极气进行热交换的换热区,所述高温燃烧区、充分燃烧区及换热区的筒壁上开设用于阴极气分流扩散进入内筒内腔的分布孔;点火组件,拆卸式配设至所述高温燃烧区用于启动工况点火及重整阶段熄火状况时再点火。2.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器,其特征在于,所述高温燃烧区沿混气流向顺次设置用于形成宽的燃料气浓度分布的渐扩段和用于高温燃烧以维持燃料反应活性的平直段;和/或,所述充分燃烧区为实现富态至稀薄燃料燃烧平缓过渡并抑制脱火和回火的渐扩结构;和/或,所述换热区为实现充分燃烧区出口烟气与未反应阴极气体之间热交换的平直结构。3.根据权利要求2所述的一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器,其特征在于,所述高温燃烧区位于渐扩段开设有1排8
×
φ6mm的分布孔,位于平直段开设有2排8
×
φ6mm的分布孔;所述充分燃烧区上开设有1排12
×
φ12mm的分布孔;所述换热区上开设有1排12
×
φ20mm的分布孔。4.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器,其特征在于,各所述阴极气入口分别连通有阴极气入口管,所述阴极气入口管的中心轴线和所述中心轴线与外壳接触点的切线锐角相交。5.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器,其特征在于,所述点火组件包括顺次联结的点火杆、绝缘护套及金属导线,所述外壳邻近所述高温燃烧区连通有斜置套管,所述点火组件密封装配至所述斜置套管时所述点火杆贯穿所述斜置套管且前端穿伸入所述高温燃烧区。6.根据权利要求1所述的一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器,其特征在于,所述尾气燃烧器除点火组件外的金属材料均采用高温镍基合金材料。7.根据权利要求1-6任一所述的一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器,其特征在于,还包括用于燃烧状态监测的热电偶,所述外壳邻近所述换热区连通有热电偶套管,所述热电偶套管端部插入换热区,所述热电偶插入至所述热电偶套管中。8.如权利要求7所述的一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器的控制方法,其特征在于,依据所述热电偶所测温度值控制尾气燃烧器在熄火状态、(再)点火燃烧状态与待机状态之间的切换。9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,包括步骤:以时间间隔t为周期记录热电偶采集到的温度信号t1、t2、

t
n
;计算任一时刻换热区内热电偶的温升率tr1、tr2、

tr
n
,其中,tr
n
=(t
n-t
n-1
)/t;熄火状态或待机状态时,当任一所述热电偶检测所得的连续十组tr值中七组高于ts值
时,尾气燃烧器由待机状态转变为(再)点火燃烧状态;(再)点火燃烧状态时,当任一所述热电偶检测所得的连续十组tr值中八组低于ts值时,尾气燃烧器由着火燃烧状态转变为熄火状态;(再)点火燃烧状态和熄火状态时,可通过手动归位燃烧状态为待机状态;其中,所述ts为依据燃烧器的额定功率所确定的预设温升率。10.根据权利要求9所述的控制方法,其特征在于,所述热电偶为对称布置的2个,以时间间隔1s为周期记录各热电偶的温度信号并计算连续10s内热电偶的温升率,所述ts的取值为0.3℃/s~3℃/s。

技术总结
本发明涉及一种固体氧化物燃料电池用尾气燃烧器及其控制方法,包括:外壳,包括至少一个阳极气入口、多个阴极气入口及至少一个燃烧器出口;内筒,设置在外壳内,位于阳极气入口、阴极气入口及燃烧器出口之间,且阳极气入口、内筒内腔及燃烧器出口之间形成用于尾气燃烧换热的混气流道,内筒沿混气流向轴向扩增的设置用于混气燃烧的高温燃烧区与充分燃烧区及与未反应阴极气进行热交换的换热区,高温燃烧区、充分燃烧区及换热区的筒壁上开设用于阴极气分流扩散进入内筒内腔的分布孔;点火组件,拆卸式配设至高温燃烧区用于启动工况点火及重整阶段熄火状况时再点火。本申请采用阴极气分段扩散燃烧方式,实现燃料电池在宽域工况下的高效燃烧。的高效燃烧。的高效燃烧。


技术研发人员:孙春华 李海亮 宋忠尚 李启玉 刘业昌 周耀东 苏晨光 方骁远 杜忠选
受保护的技术使用者:上海齐耀动力技术有限公司
技术研发日:2022.07.12
技术公布日:2022/9/6
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