Ефективність допалювачів анодних газів суднової гібридної системи "Твердооксидний паливний елемент – газова турбіна"

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorСербін Сергій Іванович
dc.contributor.authorПатлайчук Олексій Володимирович
dc.contributor.authorSerbin Serhiy I.
dc.contributor.authorPatlaichuk Oleksii V.
dc.date.accessioned2024-12-06T11:24:26Z
dc.date.available2024-12-06T11:24:26Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionСербін, 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.
dc.description.abstractСтаття 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.
dc.description.abstract1The article is devoted to a theoretical study of the possibilities of using fuel combustion devices of various types for post-burning of anode gases of the marine hybrid system «Solid oxide fuel cell – gas turbine (SOFC-GT)». The anode gases of fuel cells contain a small amount of combustible components such as hydrogen and carbon monoxide, and they need to be combusted to increase the initial gas temperature before the gas turbine, which utilizes the heat of the waste gases, and to improve the thermodynamic efficiency of the entire hybrid power system. Three-dimensional numerical modeling methods were used to analyze the aerodynamic structure of flows, the burning of combustible components of the waste gases of solid oxide fuel cells, as well as the formation of nitrogen oxides in afterburners of the traditional (diffusion) type and the proposed one – with the preliminary formation of a fuel-oxidative mixture. A mathematical model based on the solution of differential equations of convective and diffusive transfer of concentrations of chemically reactive components was used to calculate the working process in the afterburners of various types of the prospective marine hybrid system. The purpose of the work is a comparative analysis of the efficiency of diffusion-type afterburner and afterburner with the preliminary formation of a fuel-oxidative mixture in the hybrid system «Solid oxide fuel cell – gas turbine». In contrast to previous studies, the effectiveness of the afterburner of anode gases of solid oxide fuel cells based on a fuel-burning device with the preliminary formation of a fuel-air mixture has been proven. The stability of operation of the proposed afterburner with the preliminary formation of the fuel-air mixture and practically zero values of emissions of toxic components at its output has been proven. The obtained new data determined the directions for improving the efficiency of promising marine hybrid systems with fuel cells and gas turbines, which will give an impetus to the creation of environmentally friendly decarbonized energy systems.
dc.identifier.govdochttps://doi.org/10.15589/smi2024.1(18).02
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/9294
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseriesУДК; 621.45.034
dc.subjectгібридна енергетична система
dc.subjectдопалювач
dc.subjectтвердооксидний паливний елемент
dc.subjectгазова турбіна
dc.subjecthybrid energy system
dc.subjectafterburner
dc.subjectsolid oxide fuel cell
dc.subjectgas turbine
dc.titleЕфективність допалювачів анодних газів суднової гібридної системи "Твердооксидний паливний елемент – газова турбіна"
dc.title.alternativeEfficiency of anode gases afterburners for marine hybrid system "Solid oxide fuel cell – gas turbine"
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Serbin_S_I.pdf
Розмір:
530.27 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
4.38 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 1 (18) 2024