本发明涉及化学能源电池领域，具体而言，涉及一种天然气重整发电系统。
背景技术：
1、基于天然气的固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell，简称sofc)发电系统，能在高温下将天然气重整为氢气，在电池单元的作用下电离成氢离子，与阴极中空气的氧离子结合生成水，并释放电能，整个过程高效且对环境友好，是新能源利用的重要方式之一。
2、天然气重整制氢的反应是吸热反应，需要给重整反应提供热源。目前的天然气重整制氢设备的加热方式主要有电加热、通入燃料燃烧供热，以及尾气催化燃烧供热。
3、然而，电加热的方式供热，需要额外耗电，使得sofc发电系统整体运行的效率低下；通入燃料燃烧供热，由于有一部分天然气直接燃烧释放热量，没有进入电堆参与电化学反应并放电，同样也会降低sofc发电系统的发电效率；尾气催化燃烧重整制氢的结构较为复杂，维护不便，且升温较慢，不利于系统的应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术缺陷，且提供了一种能源利用率高且适用性广的天然气重整发电系统。
2、本发明提供的一种天然气重整发电系统，其技术方案如下：
3、一种天然气重整发电系统，包括燃料供应装置、空气供应装置、天然气燃烧重整装置、电堆和电能转换装置，所述天然气燃烧重整装置包含有彼此连通的燃烧器和天然气重整器，所述燃烧器用于燃烧天然气，产生并输出烟气，所述天然气重整器用于重整天然气，以向所述电堆输氢，所述电堆用于向所述电能转换装置输电，所述电能转换装置用于换电和储电，所述电堆的阳极尾气出口与所述燃烧器之间、所述电堆的阴极尾气出口与所述燃烧器之间、所述天然气重整器与所述燃料供应装置之间和所述天然气重整器与所述空气供应装置之间均通过尾气传输通道连通，所述天然气重整器与所述电堆的阳极进气口之间、所述电堆的阴极进气口与所述空气供应装置之间和所述燃料供应装置与所述天然气重整器之间均通过气流输送通道连通。
4、采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所提供的技术方案至少可以带来的有益效果有：通过设置燃烧器和天然气重整器，燃烧器通过燃烧天然气，产生并向天然气重整器输出具有超高温度(进而具有超高热能)的烟气，该烟气进入天然气重整器后，天然气重整器能够依仗烟气所含有的超高热能，为重整天然气提供能源依据，可以顺利完成天然气重整且向电堆输氢的任务，加上天然气重整器与电堆的阳极进气口之间还通过尾气传输通道连通，电堆的阴极进气口与空气供应装置之间通过气流输送通道连通，进而，天然气重整器因重整天然气而释放的粗氢可以沿气流输送通道进入电堆的阳极，空气供应装置所供应的空气可以沿气流输送通道进入电堆的阴极，在电堆的作用下，实现化学能和电能之间的转化，向电能转换装置输电，无须额外耗电。
5、而且，由于电堆的阳极尾气出口与燃烧器之间、电堆的阴极尾气出口与燃烧器之间、天然气重整器与燃料供应装置之间和天然气重整器与空气供应装置之间均通过尾气传输通道连通，因此，电堆阳极和阴极的反映废气可以沿尾气传输通道进入燃烧器，为燃烧天然气提供物质和能量基础，所形成的烟气进入天然气重整器后没转移一部分能量，而后沿尾气传输通道分别进入燃料供应装置和空气供应装置中，分别为燃料供应装置和空气供应装置提供热量，促进天然气和空气的活化，从而充分利用天然气直接燃烧释放热量，实现能量的合理利用。
6、由此可见，本发明技术方案所提供的天然气重整发电系统不仅结构简易，管控方便，而且升温较快，具有较高的能源利用率和较广泛的应用空间，在一定程度上克服了现有技术中尾气催化燃烧重整制氢的不利影响。
7、作为优选，所述燃烧器与所述天然气重整器之间接有用于调整所述燃烧器中运行温度的调温装置，所述调温装置包括彼此连通的调温风机和调温腔，所述调温腔与所述燃烧器连通，所述天然气重整器与所述调温腔连通；进而，当燃烧器温度过高时，就可以启动调温风机，将室温空气吹入调温腔，进入燃烧器，与燃烧器的尾气汇合，从而降低燃烧器的温度，实现燃烧器温度的自动适应。
8、作为优选，所述天然气燃烧重整装置包含有用于向所述燃烧器输送天然气的第一燃料管道，进而有利于燃烧器的燃料供应。
9、作为优选，所述天然气燃烧重整装置还包含有用于检测所述燃烧器中氧气含量的氧传感器；进而可依据氧传感器的输出结果来判断天然气与电堆阳极尾气中的氢气和一氧化碳是否完全燃烧，可进一步地控制空气供应装置中供气的流量来满足完全燃烧，实现完全燃烧的自动适应。
10、作为优选，所述燃料供应装置包括水箱、水泵、第二燃料管道和汽化及过热器，所述水泵用于将所述水箱中的水抽入所述汽化及过热器中，所述第二燃料管道用于向所述汽化及过热器输送天然气，所述汽化及过热器通过所述气流输送通道实现向所述天然气重整器输送天然气和水汽，所述天然气重整器与所述汽化及过热器通过连通彼此的所述尾气传输通道进行烟气传递；进而在利用烟气神域热能的同时，通过向天然气重整器输送天然气和水汽，为天然气在天然气重整器的重整创造了物质基础。
11、作为优选，所述空气供应装置包括彼此连通的供气风机和空气预热器，所述空气预热器通过所述气流输送通道向所述电堆的阴极进气口输送空气，所述天然气重整器与所述空气预热器通过连通彼此的所述尾气传输通道进行烟气传递；进而，在利用烟气剩余热能的同时，激发空气活力，有利于空气在电堆阴极中快速参与反应。
12、作为优选，所述汽化及过热器上和所述空气预热器上均设置有烟气出口；这样有利于接收尾气或顺利排放尾气。
13、作为优选，所述电能转换装置包括相互电连接的转换器和蓄电池，所述转换器与所述电堆的输出电极电连接，所述转换器用于将所述电堆输出的电流进行直流—直流转换和/或直流—交流转换，进而可以获取需要的电流形式，且储存电能。
1.一种天然气重整发电系统，其特征在于：包括燃料供应装置(1)、空气供应装置(2)、天然气燃烧重整装置(3)、电堆(5)和电能转换装置(6)，所述天然气燃烧重整装置(3)包含有彼此连通的燃烧器(32)和天然气重整器(34)，所述燃烧器(32)用于燃烧天然气，产生并输出烟气，所述天然气重整器(34)用于重整天然气，以向所述电堆(5)输氢，所述电堆(5)用于向所述电能转换装置(6)输电，所述电能转换装置(6)用于换电和储电，所述电堆(5)的阳极尾气出口与所述燃烧器(32)之间、所述电堆(5)的阴极尾气出口与所述燃烧器(32)之间、所述天然气重整器(34)与所述燃料供应装置(1)之间和所述天然气重整器(34)与所述空气供应装置(2)之间均通过尾气传输通道(7)连通，所述天然气重整器(34)与所述电堆(5)的阳极进气口之间、所述电堆(5)的阴极进气口与所述空气供应装置(2)之间和所述燃料供应装置(1)与所述天然气重整器(34)之间均通过气流输送通道(8)连通。
2.根据权利要求1所述的天然气重整发电系统，其特征在于：所述燃烧器(32)与所述天然气重整器(34)之间接有用于调整所述燃烧器(32)中运行温度的调温装置(4)，所述调温装置(4)包括彼此连通的调温风机(41)和调温腔(42)，所述调温腔(42)与所述燃烧器(32)连通，所述天然气重整器(34)与所述调温腔(42)连通。
3.根据权利要求2所述的天然气重整发电系统，其特征在于：所述天然气燃烧重整装置(3)包含有用于向所述燃烧器(32)输送天然气的第一燃料管道(31)。
4.根据权利要求3所述的天然气重整发电系统，其特征在于：所述天然气燃烧重整装置(3)还包含有用于检测所述燃烧器(32)中氧气含量的氧传感器(33)。
5.根据权利要求4所述的天然气重整发电系统，其特征在于：所述燃料供应装置(1)包括水箱(11)、水泵(12)、第二燃料管道(13)和汽化及过热器(14)，所述水泵(12)用于将所述水箱(11)中的水抽入所述汽化及过热器(14)中，所述第二燃料管道(13)用于向所述汽化及过热器(14)输送天然气，所述汽化及过热器(14)通过所述气流输送通道(8)实现向所述天然气重整器(34)输送天然气和水汽，所述天然气重整器(34)与所述汽化及过热器(14)通过连通彼此的所述尾气传输通道(7)进行烟气传递。
6.根据权利要求5所述的天然气重整发电系统，其特征在于：所述空气供应装置(2)包括彼此连通的供气风机(21)和空气预热器(22)，所述空气预热器(22)通过所述气流输送通道(8)向所述电堆(5)的阴极进气口输送空气，所述天然气重整器(34)与所述空气预热器(22)通过连通彼此的所述尾气传输通道(7)进行烟气传递。
7.根据据权利要求6所述的天然气重整发电系统，其特征在于：所述汽化及过热器(14)上和所述空气预热器(22)上均设置有烟气出口。
8.根据权利要求7所述的天然气重整发电系统，其特征在于：所述电能转换装置(6)包括相互电连接的转换器(61)和蓄电池(62)，所述转换器(61)与所述电堆(5)的输出电极电连接，所述转换器(61)用于将所述电堆(5)输出的电流进行直流—直流转换和/或直流—交流转换。