整体煤气化燃料电池发电系统构建及模拟优化研究

整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)发电技术是一种清洁、高效、绿色的煤基发电技术,可以与CO2捕集技术高效结合,实现CO2近零排放.为实现对IGFC系统的高效模拟与计算分析,基于利用固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的百MW级IGFC系统流程,在Aspen Plus软件上建立模拟仿真模型.以操作温度800℃、操作压力1.5MPa、燃料利用率80％、阴极空气循环比例0.5、阴极空气利用率12.5％为燃料电池单元的典型操作条件进行模拟,实现了46.24％的系统净发电效率,并对系统中各单元的出力、耗能情况进行分析.进一步,针对阴极空气循环比例、燃料利用率、燃料电池操作温度、阴极空气利用率等关键控制参数进行敏感性分析,研究其对系统效率和系统各单元出力、耗能的影响作用规律.结果可为进一步提高IGFC系统性能提供指导建议.