本發(fā)明涉及燃料電池，尤其涉及單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(shí)現(xiàn)燃?xì)獍l(fā)電的設(shè)備，燃料電池系統(tǒng)包括燃燒器和燃料電池，燃燒器用于對(duì)燃料電池排出的尾氣進(jìn)行燃燒再利用。

2、現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)在燃燒器熄滅后短時(shí)間內(nèi)再次啟動(dòng)時(shí)，需重新對(duì)燃燒器升溫，浪費(fèi)原有升溫所需熱量，且延長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種單端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)燃料電池在自平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)后，再次啟動(dòng)時(shí)的快速啟動(dòng)，縮短停機(jī)時(shí)間。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種單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；

3、所述第一燃料供應(yīng)器的輸出端與所述火焰燃燒器的第一輸入端連接，所述燃料電池的輸出端與所述火焰燃燒器的第二輸入端連接，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熱量，所述催化燃燒器內(nèi)設(shè)置有催化載體，所述催化載體設(shè)置于所述催化燃燒器的輸入端和輸出端之間；

4、所述控制模塊與所述第一燃料供應(yīng)器連接，所述控制模塊用于在所述單端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)自平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)需重新啟動(dòng)時(shí)，且在火焰燃燒器內(nèi)的溫度大于或等于催化載體的耐受溫度，且小于燃料的自燃溫度時(shí)，控制所述第一燃料供應(yīng)器向所述火焰燃燒器提供燃料，以使所述燃料經(jīng)所述火焰燃燒器傳輸至所述催化燃燒器，使所述催化燃燒器啟動(dòng)成功后，在所述催化燃燒器內(nèi)進(jìn)行燃燒。

5、可選的，所述單端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)還包括第一閥門(mén)，所述第一閥門(mén)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(mén)的輸出端與所述火焰燃燒器的第一輸入端連接，所述第一閥門(mén)的控制端與所述控制模塊連接。

6、可選的，所述單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，所述第一溫度獲取模塊設(shè)置于所述火焰燃燒器內(nèi)，所述第一溫度獲取模塊用于獲取所述火焰燃燒器內(nèi)的溫度；

7、所述控制模塊與所述第一溫度獲取模塊連接。

8、可選的，所述的單端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，還包括第六溫度獲取模塊，所述第六溫度獲取模塊設(shè)置于輸送火焰燃燒器的第二輸入端，所述第六溫度獲取模塊用于獲取所述火焰燃燒器的第二輸入端的溫度；

9、所述控制模塊與所述第六溫度獲取模塊連接，所述控制模塊用于根據(jù)所述火焰燃燒器的第二輸入端的溫度與設(shè)定的催化燃燒溫度，確定所述燃燒器所需的熱量，并根據(jù)所述燃燒器所需的熱量，控制所述第一燃料供應(yīng)器輸出至所述火焰燃燒器的燃料的流量大小。

10、可選的，所述燃料電池第一電堆和第二電堆，所述單端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)包括第一級(jí)重整器、和第一級(jí)混合器，所述第一電堆和所述第二電堆均包括陽(yáng)極、電解質(zhì)和陰極；

11、所述第一級(jí)重整器的第一輸出端與所述第一電堆的陽(yáng)極連接，所述第一級(jí)重整器的第二輸出端與所述第一級(jí)電堆的陰極連接，所述第一電堆的陽(yáng)極還與所述第二電堆的陽(yáng)極連接，所述第一電堆的陰極與所述第一級(jí)混合器的第一輸入端連接，所述第一級(jí)混合器的輸出端與所述第二電堆的陰極連接，所述第二電堆的陽(yáng)極和陰極均與所述火焰燃燒器的第二輸入端連接，所述第一級(jí)混合器的第二輸入端用于輸入室溫下的空氣；

12、所述空氣預(yù)熱器的第一輸出端與所述第一級(jí)重整器的第一輸入端連接；

13、所述控制模塊還用于在火焰燃燒器內(nèi)的溫度大于或等于所述燃料的自燃溫度時(shí)，控制所述第一級(jí)混合器的第二輸入端輸入室溫下的空氣，以對(duì)所述火焰燃燒器進(jìn)行降溫，使所述火焰燃燒器內(nèi)的溫度大于或等于所述催化載體的耐受溫度，且小于所述燃料的自燃溫度。

14、可選的，所述控制模塊用于控制所述第一級(jí)混合器的第二輸入端輸入室溫下的空氣時(shí)，控制輸入的所述空氣的流量大小以使進(jìn)入所述催化燃燒器內(nèi)的空氣的溫度變化速率大于或等于設(shè)定的溫降速率，其中，所述溫降速率小于零。

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

16、所述控制模塊還用于在所述火焰燃燒器內(nèi)的溫度小于所述催化載體的起燃溫度時(shí)，控制所述第一燃料供應(yīng)器向所述火焰燃燒器提供燃料，以使所述火焰燃燒器成功啟動(dòng)，所述燃料在所述火焰燃燒器燃燒。

17、可選的，所述單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、液態(tài)水供應(yīng)器和蒸發(fā)器；

18、所述第二燃料供應(yīng)器的輸出端與所述蒸發(fā)器的第一輸入端連接，所述液態(tài)水供應(yīng)器的輸出端與所述蒸發(fā)器的第二輸入端連接，所述蒸發(fā)器的輸出端與所述第一級(jí)重整器的第二輸入端連接，所述空氣預(yù)熱器的第二輸出端與所述蒸發(fā)器的第三輸入端連接；

19、所述控制模塊與所述第二燃料供應(yīng)器連接，所述控制模塊用于控制所述第二燃料供應(yīng)器輸出燃料、控制所述液態(tài)水供應(yīng)器輸出水，以使燃料電池發(fā)電；

20、所述控制模塊還用于在所述燃料電池發(fā)電時(shí)，控制所述第一燃料供應(yīng)器輸出的燃料的流量逐漸減小，并在在確定所述火焰燃燒器熄滅后，控制所述催化燃燒器啟動(dòng)。

21、可選的，所述單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、第二級(jí)混合器和第二級(jí)重整器；

22、所述第三燃料供應(yīng)器的輸出端與所述第二級(jí)混合器的第一輸入端連接，所述第二級(jí)混合器的第二輸入端用于輸入氣態(tài)水；

23、所述第二級(jí)混合器的輸出端與所述第二級(jí)重整器的第一輸入端連接，所述第二級(jí)重整器的第二輸入端與所述第一電堆的陽(yáng)極連接，所述第二級(jí)混合器的第一輸出端與所述第二電堆的陽(yáng)極連接。

24、可選的，所述單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；

25、所述冷卻器的輸入端與所述第二級(jí)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，所述氣水分離器的第一輸出端與所述第二級(jí)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)器的第二輸入端連接；

26、所述控制模塊還用于控制所述第三燃料供應(yīng)器輸出燃料，以使燃料電池發(fā)電；

27、所述控制模塊還用于在所述燃料電池發(fā)電設(shè)定時(shí)間后，控制所述冷卻器的功率減小。

28、本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，在單端供給燃燒器的燃料電池系統(tǒng)自平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)后需重新啟動(dòng)時(shí)，控制燃料電池系統(tǒng)進(jìn)入熱啟動(dòng)預(yù)熱過(guò)程。在進(jìn)入熱啟動(dòng)預(yù)熱過(guò)程時(shí)，在火焰燃燒器內(nèi)的溫度大于或等于催化載體的耐受溫度，且小于或等于燃料的自燃溫度，控制第一燃料供應(yīng)器向火焰燃燒器提供燃料，以使燃料經(jīng)火焰燃燒器傳輸至催化燃燒器，使催化燃燒器啟動(dòng)成功后，進(jìn)行燃燒。因燃料電池系統(tǒng)自平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)后，短時(shí)間內(nèi)火焰燃燒器的溫度依然較高，且在火焰燃燒器內(nèi)的溫度大于或等于催化載體的耐受溫度時(shí)，依靠火焰燒燃器輸出的高溫氣體，催化燃燒器可實(shí)現(xiàn)高溫下啟動(dòng)，對(duì)陽(yáng)極尾氣進(jìn)行燃燒進(jìn)行系統(tǒng)的預(yù)熱，無(wú)需重新啟動(dòng)火焰燃燒器進(jìn)行尾氣燃燒，可實(shí)現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的快速啟動(dòng)。通過(guò)火焰燃燒器上次啟動(dòng)時(shí)留存的熱量觸發(fā)催化燃燒器啟動(dòng)，節(jié)省能源。

29、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識(shí)本發(fā)明的實(shí)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(guò)以下的說(shuō)明書(shū)而變得容易理解。