文章设计了以氨为燃料的船用SOFC-GT混合动力系统,建立了混合动力系统的模型。对氨流量和氨分解器入口温度对氨分解转化率的影响进行了分析,并在燃料电池温度梯度、压气机喘振安全区和透平入口温度等限制条件下,研究了氨流量和氨分解器入口温度对混合动力系统性能的影响。研究结果表明:混合动力系统的输出功率可达到350.5 kW,发电效率可达到62.40%;当氨分解器入口温度高于1 050 K时,氨分解转化率接近100%;其他运行条件不变时,氨分解转化率随氨流量的提升呈降低趋势,当氨分解器入口温度较高时,氨流量对氨分解转化率下降的影响逐渐减小;当氨流量逐渐接近1.80 mol/s时,燃料电池、燃气轮机以及系统的性能均随着氨流量的提升而逐渐升高,但氨流量不宜过高,当氨流量达到1.80 mol/s时,透平入口温度已超出安全运行范围;在其他运行条件为设计工况时,随着氨分解器入口温度逐渐升至1 129 K,系统整体性能随之提升。
0 引言
1 以氨为燃料的船用SOFC-GT混合动力系统
1.1 以氨为燃料的SOFC-GT混合动力系统结构
1.2 氨分解器模型
1.3 SOFC模型
1.4 燃气轮机数学模型
1.5 混合动力系统安全运行限制条件
1.6 目标船型运行参数
2 结果与分析
2.1 设计工况系统性能分析
2.2 变工况运行性能规律
2.2.1 氨分解器变工况性能
2.2.2 氨流量对系统性能的影响
2.2.3 氨分解反应器入口温度对系统性能的影响
2.2.4 运行参数对系统性能影响的对比分析
3 结论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会