Ефективність допалювачів анодних газів суднової гібридної системи "Твердооксидний паливний елемент – газова турбіна"
Вантажиться...
Дата
2024
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Стаття присвячена теоретичному дослідженню можливостей використання паливоспалюючих пристроїв різних типів для допалювання анодних газів суднової гібридної системи “Твердооксидний паливний елемент – газова турбіна (SOFC-GT)”. В складі анодних газів паливних елементів є невелика кількість горючих компонентів, таких як водень і оксид вуглецю, і їх необхідно допалити для підвищення початкової температури газів перед газовою турбіною, що утилізує теплоту відхідних газів, з метою покращення термодинамічної ефективності всієї гібридної енергетичної системи. Методами тривимірного числового моделювання проведено аналіз аеродинамічної структури потоків, вигоряння горючих компонентів відхідних газів твердооксидних паливних елементів, а також утворення оксидів азоту в допалювачах традиційного (дифузійного) типу і запропонованого – з попереднім утворенням паливо-окисної суміші. Для розрахунків робочого процесу в допалювачах різних типів перспективної суднової гібридної системи використано математичну модель, засновану на розв’язуванні диференційних рівнянь конвективного і дифузійного переносу концентрацій хімічно реагуючих компонентів. Метою роботи є порівняльний аналіз ефективності роботи допалювачів дифузійного типу та з попереднім утворенням паливо-окисної суміші в складі гібридної системи “Твердооксидний паливний елемент – газова турбіна”. На відміну від попередніх досліджень доведено ефективність допалювача анодних газів твердооксидних паливних елементів на основі паливоспалюючого пристрою з попереднім утворенням паливо-окисної суміші. Показано стійкість роботи запропонованого допалювача з попереднім утворенням паливо-окисної суміші у фронтовому пристрої жарової труби з практично нульовими викидами токсичних компонентів. Отримані нові дані визначили напрямки підвищення ефективності перспективних суднових гібридних систем з паливними елементами та газовими турбінами, що дасть імпульс для створення екологічно чистих декарбонізованих енергетичних систем.
Опис
Сербін, С. І. Ефективність допалювачів анодних газів суднової гібридної системи "Твердооксидний паливний елемент – газова турбіна" = Efficiency of anode gases afterburners for marine hybrid system "Solid oxide fuel cell – gas turbine" / С. І. Сербін, О. В. Патлайчук // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2024. – № 1 (18). – С. 11–17.
Ключові слова
гібридна енергетична система, допалювач, твердооксидний паливний елемент, газова турбіна, hybrid energy system, afterburner, solid oxide fuel cell, gas turbine