El sistema de pilas de combustible de cogeneración es un dispositivo integral de suministro de energía que convierte directamente la energía química del combustible en energía eléctrica y térmica a través de reacciones electroquímicas, con las características de alta eficiencia, limpieza y suministro múltiple. El siguiente es un análisis detallado de su composición central y los puntos clave de mantenimiento.

I. composición del sistema

1. pila de pilas de combustible (unidad central de generación de energía)

- membrana de intercambio de protones (pem) o óxido sólido (sofc): según el tipo de combustible seleccionado, Pem es adecuado para el combustible de hidrógeno, con baja temperatura de funcionamiento (60 - 80 ° c); El sofc es adecuado para gas natural o metanol, con altas temperaturas de funcionamiento (600 - 1000 grados celsius).

- electrodos y catalizadores: ánodos (reacción de oxidación de hidrógeno), cátodos (reacción de reducción de oxígeno), la mayoría de los catalizadores son materiales a base de platino o níquel, que deben evaluarse periódicamente para la atenuación de la actividad.

- placa bipolar: conduce la electricidad y separa los monómeros de la batería, el material es grafito o metal y requiere tratamiento anticorrosivo.

2. sistema de suministro de combustible

- almacenamiento y transporte de hidrógeno / metano: tanques de almacenamiento de hidrógeno a alta presión o módulos de producción de hidrógeno reformados (como el reformado a vapor de metanol), equipados con válvulas de regulación de presión, filtros (eliminación de partículas de impurezas).

- dispositivo de humidificación: mantener los electrodos húmedos (pem necesita agua), controlar la humedad a través de un Humidificador o sistema de agua circulante.

3. sistema de suministro de aire

- compresor de aire y filtración de aire de admisión: aire comprimido a 0,1 - 0,3 mpa, filtración de polvo, niebla de aceite y otras impurezas (el filtro debe cambiarse regularmente).

- sobrealimentación y disipación de calor: los tipos de alta temperatura (como sofc) deben estar equipados con intercambiadores de calor para calentar el aire de admisión utilizando el calor residual del gas de escape.

4. módulo de cogeneración

- sistema de recuperación de calor residual: utilizar el calor residual de las pilas de combustible (agua caliente de 50 - 80 ° c o gas de alta temperatura de 100 - 200 ° c) para recuperar el calor a través de intercambiadores de calor de placas o tubos de calor para calefacción, agua caliente o refrigeración por absorción.

- Unidad de gestión térmica: ajuste el flujo de refrigerante, mantenga la temperatura uniforme de la pila de baterías y evite el sobrecalentamiento local.

5. sistemas eléctricos y de control

Conversión DC / AC (dc / ac): el inversor convierte la corriente continua en corriente alterna, adaptándose a la red eléctrica o a las necesidades de carga.

- Plataforma de monitoreo inteligente: monitoreo en tiempo real de parámetros como voltaje, corriente, temperatura y presión, arranque y parada automáticos y ajuste de carga a través de sistemas PLC o scada.

II. puntos clave del mantenimiento del sistema

1. mantenimiento diario

- limpieza e inspección:

Comprobar diariamente la interfaz entre el combustible y la línea de aire para evitar fugas (detección de fugas de agua jabonosa).

Limpiar el filtro del filtro, especialmente el extremo del filtro de aire (la acumulación de polvo puede causar un aumento de la resistencia al aire de admisión).

Limpiar el agua condensada en la superficie de la pila de baterías para evitar la corrosión de la placa bipolar.

- Monitoreo de parámetros:

Registrar la curva de voltaje, corriente y temperatura, y las fluctuaciones anormales (como el voltaje de un solo chip por debajo del 10% de la media) deben ser investigadas.

- calibrar regularmente los sensores (como las sondas de concentración de oxígeno, los sensores de hidrógeno).

2. mantenimiento profundo regular

Mantenimiento del sistema de combustible:

Comprobar la estanqueidad de la línea de hidrógeno cada 500 horas y reemplazar el anillo de sellado envejecido.

- limpiar el reformador (si se utiliza) y eliminar la acumulación de carbono o la escala del catalizador.

Mantenimiento del sistema de aire:

Reemplazar el filtro de aire todos los meses y comprobar el Estado de la grasa del compresor de aire.

- limpiar el turbocargador (si está equipado) para evitar que la acumulación de cenizas en las palas afecte la eficiencia.

Mantenimiento de la gestión térmica:

Limpiar la suciedad de la superficie del intercambiador de calor residual (como la deposición de iones de calcio y magnesio) para garantizar la eficiencia del intercambio de calor.

- detectar anualmente el pH del refrigerante y complementar o reemplazar el anticongelante / agua desionizada.

3. ciclo de reemplazo de componentes clave

- capa de catalizador: la batería Pem se reemplaza en unos 2 - 3 años (la pérdida de platino provoca una caída de rendimiento superior al 30%).

- membrana de intercambio de protones: se inspecciona una vez al año, y la perforación o suavización de la membrana debe reemplazarse inmediatamente.

- placa bipolar: la placa metálica necesita reparación con recubrimiento anticorrosivo, y la placa de grafito Pule regularmente la superficie de contacto.

4. manejo y optimización de fallas

- averías comunes:

- voltaje desigual: falla de una sola batería y necesita ser desmontada, reparada o reemplazada.

- producción insuficiente de calor: comprobar el caudal de combustible o la actividad del catalizador.

Riesgo de fuga de energía: detección de aislamiento, reparación de aislamiento roto.

- Optimización de la eficiencia:

- ajustar la relación Estequiometría entre combustible y aire (lambda = 1,1 - 1,3) para evitar el consumo excesivo.

- - calentar el combustible o la entrada de aire con calor residual para mejorar la eficiencia energética general del sistema.

III. desactivación a largo plazo y respuesta de emergencia

1. desactivación de la protección

- vaciar el combustible y el refrigerante e inyectar gases inertes (como el nitrógeno) para evitar la oxidación de los electrodos.

- iniciar una operación de corta duración (1 - 2 horas) una vez al mes para mantener la lubricación y la actividad de los componentes.

2. plan de emergencia

Fuga de hidrógeno: cortar inmediatamente el suministro de gas, activar la dilución del ventilador y desactivar el equipo eléctrico.

- alarma de sobrecalentamiento: parada de emergencia, compruebe si el circuito de refrigeración está bloqueado.