一种SOFC系统及其控制方法与流程

本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种sofc系统及其控制方法。

背景技术：

1、固体氧化物燃料电池系统（sofc系统）具有清洁、高效、便捷等特点，是未来发电行业发展的重要方向。sofc系统主要燃料为天然气、水，在高温环境下天然气与水发生反应生产氢气并通过电堆进行发电。因此水供应系统是sofc关键子系统之一。

2、当前绝大多数sofc系统在启动前，均通过人工进行去离子水加注。当sofc系统应用规模达到电站级别时，由于发电单元数量多，在进行维保时需携带大量去离子水，且人工加注去离子水的方式会浪费大量时间，不利于系统维保，提高人工成本。

技术实现思路

1、本发明提供了一种sofc系统及其控制方法，以实现系统自动制水和供水，降低维保时间，并利用阳极尾气对供水单元进行加热，防止结冰，保证系统低温运行可靠性。

2、第一方面，本发明提供了一种sofc系统，包括供水单元和至少一个发电单元；

3、所述供水单元与所述至少一个发电单元连接，所述供水单元用于为所述发电单元提供去离子水；

4、所述供水单元至少包括去离子水制备子单元和水箱；

5、所述发电单元至少包括换热器和第一三通电磁阀；

6、所述去离子水制备子单元的输入端接入自来水，所述去离子水制备子单元的第一输出端与所述水箱的第一输入端连接；

7、所述sofc系统至少包括第一支路、第二支路和第三支路；

8、所述第一支路连通所述水箱的第一输出端与所述第一三通电磁阀的第一端；

9、所述第二支路连通所述第一三通电磁阀的第二端与所述水箱的第二输入端；

10、所述第三支路连通所述第一三通电磁阀的第二端、所述发电单元的输入端、所述换热器的第二输入端和所述换热器的第一输出端；

11、所述第一三通电磁阀的第三端与所述换热器的第一输入端连接，所述换热器的第三输入端接入所述发电单元输出的阳极尾气，所述换热器的第二输入端输出所述阳极尾气。

12、可选的，所述第一支路包括第一电磁阀和排水阀；

13、所述第一电磁阀的第一端与所述水箱的第一输出端连接，所述第一电磁阀的第二端分别与所述第一三通电磁阀的第一端和所述排水阀的第一端连接。

14、可选的，所述第二支路包括循环水泵和第二三通电磁阀；

15、所述第一三通电磁阀的第二端与所述循环水泵的第一端连接，所述循环水泵的第二端与所述第二三通电磁阀的第一端连接，所述第二三通电磁阀的第二端与所述水箱的第二输入端，所述第二三通电磁阀的第三端与所述去离子水制备子单元的输入端连接。

16、可选的，所述第三支路包括第二电磁阀、水泵和流量计；所述发电单元包括热箱子单元；

17、所述第一三通电磁阀的第二端分别与所述第二电磁阀的第一端和所述换热器的第一输出端连接，所述第二电磁阀的第二端与所述水泵的第一端连接，所述水泵的第二端与所述流量计的第一端连接，所述水泵的第二端与所述热箱子单元的第一端连接，所述热箱子单元的第二端与所述换热器的第二输入端连接。

18、可选的，所述sofc系统还包括第三电磁阀；

19、所述第三电磁阀的第一端接入自来水，所述第三电磁阀的第二端与所述去离子水制备子单元的输入端连接。

20、可选的，所述sofc系统还包括加热子单元、温度传感器和液位传感器；

21、所述加热子单元用于为所述水箱中所述去离子水加热；

22、所述温度传感器用于检测所述水箱中所述去离子水的温度；

23、所述液位传感器用于检测所述水箱中所述去离子水的液位高度。

24、第二方面，本发明提供了一种sofc系统的控制方法，应用于第一方面中任一项所述的sofc系统，所述控制方法包括：

25、启动sofc系统；

26、获取实时环境温度值和水箱中去离子水的实时液位值；

27、获取预设环境温度值和第一预设液位值；

28、当所述实时液位值大于或等于所述第一预设液位值，且所述实时环境温度值大于所述预设环境温度值时，则开启第一支路和第二支路；

29、当所述实时液位值小于所述第一预设液位值时，则打开第三电磁阀；

30、当所述实时环境温度值小于或等于所述预设环境温度值，则开启加热子单元和使能第一三通电磁阀。

31、可选的，开启加热子单元和使能第一三通电磁阀之后，还包括：

32、获取所述水箱中所述去离子水的实时温度值；

33、获取预设温度值；

34、当所述实时温度值大于或等于所述预设温度值，则开启所述第一支路和所述第二支路。

35、可选的，开启第一支路和第二支路之后，还包括：

36、开启第三支路中的第二电磁阀；

37、再次获取所述水箱中所述去离子水的实时液位值；

38、获取第二预设液位值，所述第二预设液位值小于所述第一预设液位值；

39、当所述实时液位值小于所述第二预设液位值时，则打开所述第三电磁阀；

40、当所述实时液位值大于或等于所述第二预设液位值时，则关闭所述第二电磁阀和第二三通电磁阀。

41、可选的，关闭所述第二电磁阀和所述第二三通电磁阀之后，还包括：

42、再次获取实时环境温度值；

43、当所述实时环境温度值大于所述预设环境温度值时，则关闭所述第一三通电磁阀、所述加热子单元和循环水泵；

44、当所述实时环境温度值小于或等于所述预设环境温度值且未获取到水流量需求信息时，则打开排空阀并排空去离子水；

45、当所述实时环境温度值小于或等于所述预设环境温度值且获取到所述水流量需求信息时，则重复执行获取实时环境温度值和水箱中去离子水的实时液位值。

46、本发明实施例的技术方案，通过提供了一种sofc系统，包括供水单元和至少一个发电单元；供水单元与至少一个发电单元连接，供水单元用于为发电单元提供去离子水；供水单元至少包括去离子水制备子单元和水箱；发电单元至少包括换热器和第一三通电磁阀；去离子水制备子单元的输入端接入自来水，去离子水制备子单元的第一输出端与水箱的第一输入端连接；sofc系统至少包括第一支路、第二支路和第三支路；第一支路连通水箱的第一输出端与第一三通电磁阀的第一端；第二支路连通第一三通电磁阀的第二端与水箱的第二输入端；第三支路连通第一三通电磁阀的第二端、发电单元的输入端、换热器的第二输入端和换热器的第一输出端；第一三通电磁阀的第三端与换热器的第一输入端连接，换热器的第三输入端接入发电单元输出的阳极尾气，换热器的第二输入端输出阳极尾气。以实现系统自动制水和供水，降低维保时间，并利用阳极尾气对供水单元进行加热，防止结冰，保证系统低温运行可靠性。

47、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。