本發(fā)明涉及燃料電池，尤其涉及雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、燃料電池系統(tǒng)是在高溫環(huán)境下實現(xiàn)燃?xì)獍l(fā)電的設(shè)備，輸入燃燒器的組分包括空氣、天然氣以及電堆的陽極尾氣。

2、現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)大多采用電加熱器對進(jìn)入燃料電池中的氣體加熱，以滿足燃燒發(fā)電的溫度需求?；蛘卟捎秒娂訜崞?催化燃燒器的方案對進(jìn)入燃料電池中的氣體加熱。但是上述各方案，受功率限制不能實現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的快速啟動。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)，以實現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的快速啟動。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)，包括控制模塊、燃料電池、第一燃料供應(yīng)器、空氣預(yù)熱器和燃燒器，所述燃燒器包括火焰燃燒器和催化燃燒器，所述催化燃燒器內(nèi)設(shè)置有催化載體；

3、所述燃料電池的輸出端與所述火焰燃燒器的第一輸入端連接，所述火焰燃燒器的輸出端與所述催化燃燒器的第一輸入端連接，所述催化燃燒器的輸出端與所述空氣預(yù)熱器的第一輸入端連接，所述空氣預(yù)熱器的第二輸入端用于輸入室溫下的空氣，所述空氣預(yù)熱器的第一輸出端與所述燃料電池的輸入端連接，所述空氣預(yù)熱器用于向所述燃料電池提供反應(yīng)所需的熱量；

4、所述控制模塊與所述第一燃料供應(yīng)器連接，所述第一燃料供應(yīng)器的輸出端分別與所述火焰燃燒器的第二輸入端和所述催化燃燒器的第二輸入端連接，所述控制模塊用于控制所述第一燃料供應(yīng)器向所述火焰燃燒器提供燃料，使所述燃料在所述火焰燃燒器燃燒，還用于在所述火焰燃燒器的輸出端的溫度達(dá)到所述催化載體的起燃溫度時，控制所述第一燃料供應(yīng)器向所述催化燃燒器提供燃料，以使所述催化燃燒器啟動，進(jìn)行燃料的燃燒。

5、可選的，所述雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)還包括第一溫度獲取模塊和第二溫度獲取模塊；

6、所述第一溫度獲取模塊設(shè)置于所述火焰燃燒器的第一輸入端，用于獲取所述火焰燃燒器的第一輸入端的溫度；

7、所述第二溫度獲取模塊設(shè)置于所述火焰燃燒器的輸出端，用于獲取所述火焰燃燒器的輸出端的溫度；

8、所述控制模塊分別與所述第一溫度獲取模塊和所述第二溫度獲取模塊連接，所述控制模塊用于根據(jù)所述火焰燃燒器的輸出端的溫度和所述火焰燃燒器的第一輸入端的溫度，確定所述第一燃料供應(yīng)器需輸出至所述火焰燃燒器中的燃料的第一流量，并控制所述第一燃料供應(yīng)器以所述第一流量向所述火焰燃燒器提供燃料。

9、可選的，所述控制模塊還用于根據(jù)設(shè)定的催化燃燒器出口溫度和所述火焰燃燒器的第一輸入端的溫度，確定所述第一燃料供應(yīng)器輸出的燃料的總流量，并根據(jù)所述第一燃料供應(yīng)器輸出的燃料的總流量和所述第一流量，控制所述第一燃料供應(yīng)器以第二流量向所述催化燃燒器提供燃料。

10、可選的，所述雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)還包括第一閥門、第二閥門和第三閥門，所述第一閥門的輸入端與所述第一燃料供應(yīng)器的輸出端連接，所述第一閥門的控制端與所述控制模塊連接；

11、所述第二閥門的輸入端與所述第一閥門的輸出端連接，所述第二閥門的輸出端與所述火焰燃燒器的第二輸入端連接，所述第二閥門的控制端與所述控制模塊連接；

12、所述第三閥門的輸入端與所述第一閥門的輸出端連接，所述第三閥門的輸出端與所述催化燃燒器的第二輸入端連接，所述第三閥門的控制端與所述控制模塊連接。

13、可選的，所述燃料電池包括第一級電堆和第二級電堆，所述第一級電堆和所述第二級電堆均包括陽極、電解質(zhì)和陰極；

14、所述第一級電堆的陽極與所述空氣預(yù)熱器的第一輸出端連接，所述第一級電堆的陽極用于輸入反應(yīng)原料，所述第一級電堆的陽極與所述第二級電堆的陽極連接；

15、所述第一級電堆的陰極與所述第二級電堆的陰極連接，所述第二級電堆的陽極和陰極均與所述火焰燃燒器的第一輸入端連接。

16、可選的，所述雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)還包括第一級混合器和第一級重整器，所述空氣預(yù)熱器的第一輸出端與所述第一級重整器的第一輸入端連接，所述第一級重整器的第二輸入端用于輸入反應(yīng)原料，所述第一級重整器的輸出端分別與所述第一級電堆的陽極和陰極連接，所述第一級混合器的第一輸入端與所述第一級電堆的陰極連接，所述第一級混合器的輸出端與所述第二級電堆的陰極連接，所述第一級混合器的第二輸入端用于輸入室溫下的空氣；

17、所述控制模塊用于在所述火焰燃燒器的輸出端的溫度大于或等于所述燃料的自燃溫度時，控制所述第一級混合器的第二輸入端輸入空氣，以對所述火焰燃燒器進(jìn)行降溫。

18、可選的，所述控制模塊還用于在所述火焰燃燒器的輸出端的溫度大于或等于所述催化載體的起燃溫度，且小于所述催化載體的耐受溫度時，控制所述第一級混合器的第二輸入端輸入室溫下的空氣，以對所述火焰燃燒器進(jìn)行降溫，使所述火焰燃燒器的輸出端的溫度小于所述催化載體的起燃溫度。

19、可選的，雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)還包括第二燃料供應(yīng)器、第四閥門和蒸發(fā)器；

20、所述第四閥門的輸入端與所述第二燃料供應(yīng)器的輸出端連接，所述第四閥門的輸出端與所述蒸發(fā)器的第一輸入端連接，所述第四閥門的控制端與所述控制模塊連接；

21、所述蒸發(fā)器的第二輸入端用于輸入液態(tài)水，所述蒸發(fā)器的第三輸入端與所述空氣預(yù)熱器的第二輸出端連接，所述蒸發(fā)器的輸出端與所述第一級重整器的第二輸入端連接。

22、可選的，所述雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)還包括第三燃料供應(yīng)器、第五閥門、第二級混合器和第二級重整器；

23、所述第五閥門的輸入端與所述第三燃料供應(yīng)器的輸出端連接，所述第五閥門的輸出端與所述第二級混合器的第一輸入端連接，所述第五閥門的控制端與所述控制模塊連接，所述第二級混合器的第二輸入端用于輸入液態(tài)水；

24、所述第二級重整器的第一輸入端與所述第一級電堆的陽極連接，所述第二級重整器的第二輸入端與所述第二級混合器的輸出端連接，所述第二級重整器的第一輸出端與所述第二級電堆的陽極連接。

25、可選的，所述雙端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)還包括冷卻器和氣水分離器；

26、所述冷卻器的輸入端與所述第二級重整器的第二輸出端連接，所述冷卻器的輸出端與所述氣水分離器的輸入端連接，氣水分離器的第一輸出端與所述第二級混合器的第二輸入端連接，所述氣水分離器的第二輸出端與所述蒸發(fā)器的第三輸入端連接。

27、本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，第一燃料供應(yīng)器分別和火焰燃燒器、催化燃燒器連接，使得第一燃料供應(yīng)器可以向火焰燃燒器和催化燃燒器提供燃料。在燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行冷啟動預(yù)熱過程時，控制第一燃料供應(yīng)器分別向火焰燃燒器和催化燃燒器提供燃料，以使火焰燃燒器和催化燃燒器均啟動，進(jìn)行燃燒產(chǎn)熱，以提供燃料電池系統(tǒng)發(fā)電所需的熱量。在燃料電池啟動階段，啟動火焰燃燒器和催化燃燒器可在短時間內(nèi)使燃燒器的出口溫度達(dá)到設(shè)定溫度，為系統(tǒng)提供熱量，縮短系統(tǒng)的啟動時間。同時，火焰燃燒器和催化燃燒器共同產(chǎn)熱可滿足系統(tǒng)對大功率產(chǎn)熱的需求。

28、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識本發(fā)明的實施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過以下的說明書而變得容易理解。