Das Thermocouple-Versorgungssystem für Brennstoffzellen ist eine integrierte Energieversorgungsanlage, die Brennstoffchemische Energie durch elektrochemische Reaktionen direkt in Elektrizität und Wärme umwandelt. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse ihrer Kernkomposition und ihrer Konservierungspunkte.

1. Systemzusammensetzung

1. Brennstoffzellenreaktor (Kernerzeugungseinheit)

Protonentauschmembran (PEM) oder Festoxid (SOFC): Je nach Brennstofftyp ist PEM für Wasserstoffbrennstoffe mit niedrigen Betriebstemperaturen (60-80 °C) geeignet; SOFC eignet sich für Erdgas oder Methanol mit hohen Betriebstemperaturen (600-1000 ° C).

- Elektroden und Katalysatoren: Anoden (Hydroxidreaktion), Katoden (Sauerstoffreduktionsreaktion), Katalysatoren sind meist Platin- oder Nickelbasismaterialien, die regelmäßige Bewertung der Aktivitätsverlust erfordern.

- Bipolare Platte: Leitung und Trennung der Batterie Monomer, Material Graphit oder Metall, Korrosionsschutz erforderlich.

2. Kraftstoffversorgungssysteme

- Wasserstoff/Methan-Lagerung und -Transport: Hochdruck-Wasserstoffspeicherbehälter oder Wasserstoff-Umrüstungsmodul (z. B. Methanol-Wasserdampf-Umrüstung) mit Druckregelventilen, Filtern (Entfernung von Verunreinigungspartikeln).

- Befeuchtungseinrichtung: Halten Sie die Feuchtigkeit der Elektrode (PEM erfordert Feuchtigkeit) und steuern Sie die Feuchtigkeit über einen Befeuchter oder ein Zirkulationswassersystem.

3. Luftversorgungssystem

- Luftkompressor und Einluftfilter: Druckluft auf 0,1-0,3 MPa, Filterstaub, Ölnebel und andere Verunreinigungen (Filterkörper müssen regelmäßig ausgetauscht werden).

- Aufdruck und Abwärme: Hochtemperaturtypen wie SOFC erfordern einen Wärmetauscher, der die Abgasrückwärme zur Vorwärmung des Eingangsgases verwendet.

4. Wärmeversorgungsmodul

- Rückwärmerückgewinnungssystem: Abwärme aus Brennstoffzellen (50-80 ° C Heißwasser oder 100-200 ° C Hochtemperatur-Gas) wird durch Plattenwärmetauscher oder Wärmerohre zur Heizung, Heißwasser oder Absorptionskühlung zurückgewinnt.

- Wärmeverwaltungseinheit: Regeln Sie den Kühlflüssigkeitsstrom, halten Sie die Batteriestacktemperatur gleichmäßig und vermeiden Sie eine lokale Überhitzung.

5. Strom- und Steuerungssysteme

- Gleichstrom/Wechselstromumwandlung (DC/AC): Der Wechselrichter wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um, um den Stromnetz- oder Lastanforderungen anzupassen.

- Intelligente Überwachungsplattform: Überwachung von Spannung, Strom, Temperatur, Druck und anderen Parametern in Echtzeit, die automatische Start- und Stopp-Regelung durch SPS- oder SCADA-Systeme.

2. Systempflege

1. Tägliche Wartung

Reinigung und Prüfung:

- Tägliche Kontrolle der Brennstoff- und Luftleitungsverbindung, um Leckagen zu verhindern (Seifenwasser-Leckage).

- Reinigen Sie den Filterelement, insbesondere den Luftfilter (Staub kann zu einem erhöhten Einluftwiderstand führen).

- Streichen Sie die Kondensation der Oberfläche der Batterie, um die Korrosion der Bipolarplatte zu vermeiden.

- Parameter Überwachung:

- Aufzeichnung von Spannung, Strom und Temperaturkurven, die Ursache für ungewöhnliche Schwankungen (z. B. eine einzelne Scheibenspannung unter dem Durchschnittswert von 10%) muss untersucht werden.

- Regelmäßige Kalibrierung von Sensoren (z. B. Sauerstoffkonzentrationssonden, Wasserstoffsensoren).

2. Regelmäßige Tiefenpflege

Wartung des Kraftstoffsystems:

- Alle 500 Stunden überprüfen Sie die Dichtung der Wasserstoffleitung und ersetzen Sie die alternden Dichtungsringe.

- Reinigen Sie den Umrichter (wenn verwendet) und entfernen Sie den Kohlenstoff- oder Katalysatorschalen.

Wartung des Luftsystems:

- Wechseln Sie den Luftfilter monatlich, um den Zustand des Schmierfettes des Luftkompressors zu überprüfen.

- Reinigen Sie den Turbolader (sofern ausgestattet), um zu verhindern, dass die Blattausche die Effizienz beeinträchtigt.

Wartung des Wärmemanagements:

- Reinigen Sie den restlichen Schmutz der Oberfläche des Wärmeaustauschers (z. B. Kalzium-Magnesium-Ionen-Ablagerung), um die Wärmeaustausch-Effizienz zu gewährleisten.

- Jedes Jahr den pH-Wert der Kühlflüssigkeit erkennen und Antifrost/Deionisierwasser ergänzen oder ersetzen.

3. Schlüsselkomponentenaustauschzyklus

- Katalysatorschicht: PEM-Batterien werden ca. 2-3 Jahre ersetzt (Platin-Verlust führt zu einem Leistungsverlust von mehr als 30%).

Protonentauschmembran: 1-2 Jahre einmal überprüft, die Membranporing oder -weichung muss sofort ersetzt werden.

- Bipolarplatte: Metallplatte muss korrosionsschutz beschichtung repariert werden, Graphitplatte regelmäßig schleifen die Kontaktfläche.

4. Fehlerbehebung und Optimierung

Häufige Fehler:

- Ungleichmäßige Spannung: Die einzelne Batterie ist ausfallen und muss demontiert oder ersetzt werden.

Mangelnde Wärmeerzeugung: Überprüfen Sie die Kraftstoffdurchflussgeschwindigkeit oder die Katalysatoraktivität.

- Leckergefahr: Isolationsprüfung, Reparatur der gebrochenen Isolationsschicht.

- Effizienzoptimierung:

- Regeln Sie das chemische Verhältnis von Kraftstoff und Luft (λ = 1,1-1,3), um übermäßigen Verbrauch zu vermeiden.

- Die Nutzung von Restwärme zur Vorwärmung von Kraftstoff oder Gaseingang zur Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz des Systems.

Langfristige Stilllegung und Notfallbehandlung

1. Schutz deaktivieren

- Entleerung von Kraftstoff und Kühlflüssigkeit und Injektion von Inertgasen (wie Stickstoff), um die Elektrode zu verhindern.

Einmal im Monat einen kurzen Betrieb (1-2 Stunden) starten, um die Schmierung und Aktivität der Komponenten aufrechtzuerhalten.

2. Notfallplanung

- Wasserstoffleckage: sofort die Gasversorgung abschalten, die Verdünnung des Ventilators starten und elektrische Geräte deaktivieren.

- Überhitzungsalarm: Notstandszeiten, um zu überprüfen, ob der Kühlkreislauf verstopft ist.