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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
以NH3为燃料的船用SOFC-GT混合动力系统特性分析
  • 作者

    郑天石吕小静翁一武马翼

  • 单位

    上海交通大学中英国际低碳学院上海交通大学机械与动力工程学院

  • 摘要

        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。

  • 关键词

    氨燃料固体氧化物燃料电池燃气轮机船用SOFC-GT氨分解器

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然基金委青年基金项目(51806137);
  • 文章目录

                   
                        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

  • DOI
  • 引用格式
    [1]郑天石,吕小静,翁一武,等.以NH3为燃料的船用SOFC-GT混合动力系统特性分析[J].可再生能源,2024,42(11):1449-1457.
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