Можливості використання аміаку в гібридних енергетичних системах з твердооксидними паливними елементами
Вантажиться...
Дата
2024
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Гельветика
Анотація
Стаття присвячена розробці декарбонізованої енергетичної системи, що працює на аміаку та складається з твердооксидних паливних елементів та газової турбіни. Метою роботи є теоретичні дослідження ефективності гібридної системи для виробництва електричної та теплової енергії, що працює на аміаку і складається з твердооксидних паливних елементів і газової турбіни.
Методика. Для підвищення ККД гібридної системи з твердоксидними паливними елементами і газовою турбіною, що працює на аміаку, запропоновано
ускладнення теплової схеми системи впорскуванням водяної пари в камеру згоряння газотурбінного двигуна. За рахунок подачі перегрітої пари в камеру згоряння отримано покращення ефективних показників установки. Проведено термогазодинамічні розрахунки теплової схеми, вибрано раціональні параметри газотурбінного блоку, який використовується для утилізації відхідних газів паливних елементів та збільшення ефективного ККД установки, працюючої на аміаку.
Наукова новизна. Вперше запропоновано схему перспективної електростанції, що працює на аміаку та використовує стеки твердооксидних паливних елементів, а також контактний газотурбінний агрегат з перерозширенням. Отримано раціональні параметри газотурбінної частини гібридної енергетичної системи, а саме міри підвищення тиску в компресорі та ексгаустері, які дозволяють збільшити його питому потужність. Отримані результати визначили напрямки покращення перспективних енергетичних систем з паливними елементами та газовими турбінами, що працюють на аміаку, розширили уявлення про процеси, які обумовлюють процеси перетворення енергії в подібних системах.
Практична значимість. Доведено перспективність використання газотурбінного циклу з впорскуванням водяної пари в камеру згоряння для утилізації теплоти відхідних газів паливних елементів, які працюють на аміаку, а також підвищення ефективності енергосистеми. Показано, що використання контактного газотурбінного агрегату з турбіною перерозширення дозволяє досягти загальної ефективності комплексу 60,62 % при робочій температурі паливних елементів
1190 K та їх ККД 43,76 %. Це дасть змогу створити високоефективні декарбонізовані енергетичні системи суднового та стаціонарного призначення.
Опис
Сербін, С. І. Можливості використання аміаку в гібридних енергетичних системах з твердооксидними паливними елементами = Possibilities of using ammonia in hybrid energy systems with solid oxide fuel cells / С. І. Сербін, О. А. Бурунсуз // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2024. – № 2 (495). – С. 32–39.
Ключові слова
гібридна енергетична система, аміак, твердооксидний паливний елемент, газова турбіна, електростанція, hybrid energy system, ammonia, solid oxide fuel cell, gas turbine, power plant