IGFC系统控制策略研究及模型开发
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摘要: 整体煤气化燃料电池(IGFC)发电是一项煤基低碳高效发电革命性前沿技术,在高效发电的同时可以实现CO2富集。探讨了IGFC系统控制策略,提出了IGFC系统关键单元燃料电池发电和尾气纯氧燃烧主要控制参数及控制方法,建立了高温燃料电池发电单元热平衡模型和纯氧燃烧尾气CO2体积分数预测模型,通过实验获得了模型的相关参数。利用高温燃料电池发电单元热平衡模型,电堆电压和发电功率预测相对误差小于5%,获得了20 kW级高温燃料电池发电单元不同发电功率下的主要参数控制值;进行了20 kW级IGFC发电尾气燃烧实验验证,在较低的过氧系数(1.05)条件下,尾气纯氧燃烧后CO2干基体积分数达到93%以上,与尾气CO2体积分数模型预测误差小于1%。通过建立的模型预测,结合常规PID控制,可以实现IGFC系统关键参数有效控制。
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