250kW碱性电解系统稳态工况及冷启动过程能量流的实验与建模研究-胡松
2023-06-02
摘要：提高碱性水电解系统（AWE）的能源利用效率是目前亟待解决的问题之一。本研究通过建立传热、传质和电化学等多物理场耦合AWE系统模型，探讨了稳态和冷启动过程下的热流和能量分布，并在此基础上提出了提高能源利用效率的方法。系统满负荷功耗为272.7 kW，电解槽占88.4%，其中无用产热和寄生电流是造成电解槽能量损失的主要因素，分别占总功耗的21.2%和3.1%。电解槽无用的产热也是冷水机能耗的重要因素，占系统功耗的5%。提高电解槽的性能和最小化其产热量对优化系统的效率至关重要。在AWE冷启动过程中，恒压控制比恒流控制的冷启动时间更短，但它们在热量和产氢方面的功耗差异很小。与优化功率负荷类型相比，降低系统热容量在加速冷启动过程方面非常有效，后者可以将冷启动时间缩短到1h以下。
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