[实用新型]燃料电池堆发电系统的氢气供给系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池堆发电系统的氢气供给系统。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。燃料电池涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论，具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说，燃料电池具有以下特点：(1)能量转化效率高，它直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制；(2)燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45％～60％，而火力发电和核电的效率大约在30％～40％；(3)安装地点灵活，燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便，燃料电池无论作为集中电站还是分布式电站，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适；(4)负荷响应快，运行质量高；燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率。由于燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能，因此，它没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可以避免中间的转换的损失，达到很高的发电效率。

燃料电池通过氢气和氧气(空气)的化学反应产生热量及电能，是一种对环境非常友善的新能源。目前的燃料电池系统，对于氢气的供给都采用直接进入燃料电池反应，排放多余未反应的少量氢气进入大气中。这样对于燃料产生浪费的现象，同时虽然是少量氢气，还是存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是：提供一种燃料电池堆发电系统的氢气供给系统，提供给燃料电池堆反应所需要氢气的同时回收没有完全反应的氢气，避免氢气直接排放到空气中，造成浪费和安全隐患。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种燃料电池堆发电系统的氢气供给系统，包括燃料电池堆、氢气输送管和氢气排出管，所述氢气输送管与所述燃料电池堆的氢气入口连通，所述氢气排出管与所述燃料电池堆的氢气出口连通，所述氢气输送管沿氢气流方向依次设有给氢气减压的减压阀、控制氢气输送的电磁阀、调节氢气流量的电动调节阀和流量计，所述氢气排出管上设有分离氢气和水的气水分离器，所述氢气排出管与所述气水分离器的输入端连通，所述气水分离器的输出端包括分离氢气的第一输出端和分离水的第二输出端，所述第一输出端连通有氢气循环管，所述氢气循环管通过三通与所述氢气输送管连通，所述三通位于所述电动调节阀与所述流量计之间，所述氢气循环管上设有循环泵，所述第二输出端连通有排水管，所述排水管上设有排水电磁阀；

还设有控制器和压力传感器，所述压力传感器与所述控制器电连接，所述压力传感器设于所述燃料电池堆的氢气入口处且位于流量计的下游；

所述电磁阀、所述电动调节阀、所述流量计、所述循环泵和所述排水电磁阀皆与所述控制器电连接。

进一步地说，所述燃料电池堆的氢气入口处的氢气输送压力值维持在0.2-0.25Mpa。

进一步地说，还设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和所述湿度传感器皆设于燃料电池堆的氢气入口处且位于流量计的下游，所述温度传感器和所述湿度传感器与所述控制器电连接。

进一步地说，所述三通与所述氢气输送管和所述氢气循环管的连接口皆设有密封圈，所述密封圈为硅橡胶密封圈、丁晴橡胶密封圈或氢化丁晴橡胶密封圈。

进一步地说，所述氢气输送管、所述氢气排出管、所述氢气循环管和所述排水管皆为不锈钢管，所述不锈钢管是内表面进行过防氢脆处理的不锈钢管。

进一步地说，位于所述燃料电池堆的氢气入口处的氢气输送管的内管径为25-35mm。

进一步地说，所述氢气输送管和所述氢气排出管与所述燃料电池堆之间为法兰连接或喉箍连接。

进一步地说，所述氢气循环管设有止回阀，所述止回阀位于所述循环泵和所述三通之间。

进一步地说，所述控制器为单片机。

本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型在氢气排出管上增设循环泵，将未能充分反应的氢气循环回氢气输送管最终进入燃料电池堆继续反应，最终只产生水，以免对氢气造成浪费，同时也提高燃料电池的安全性；