Lean-burn-kaasumoottoreiden päästöjen minimointi voimantuotannossa

Translated title of the contribution: Minimisation of emissions from lean-burn gas engines in power production

Tom Eklund, Matti Kytö, Nils-Olof Nylund

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Tavoitteena oli kehittää takaisinkytketty seoksensäätöjärjestelmä yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotantolaitoksen (CGP) laihaseoskaasumoottoria varten. Työssä käytettiin Sisu Dieselin valmistamaa ja Valtion teknillisessä tutkimuskeskuksessa laihaseoskäyttöiseksi kehitettyä, 7,4-litraista, kipinäsytytteistä, avoimella palo-tilalla varustettua Valmet 634 GA -kaasumoottoria. Seossuhteen takaisinkytkentäsignaaliksi valittiin kaupallinen, pakoputkeen asennettava, nopea, pakokaasujen happipitoisuutta lineaarisesti mittaava anturi. Koe-ajot osoittivat, että takaisinkytkentään valittu laihaseosanturi soveltuu laihaseoskaasumoottorin seoksensäätöohjaukseen. Kehitetty seoksensäätöjärjestelmän ohjaus perustuu ohjelmoitaviin EPROM-muistipiireihin, joihin voidaan ohjelmoida erityyppisiä säätöstrategioita. Seoksensäädön lisäksi järjestelmään voidaan integroida vakiopyörintänopeussäätimen ja sytytysennakon säädön ohjaukset. Pienet pakokaasupäästöt, etenkin typenoksidipäästöt, ovat seoksensäätöohjatun laihaseoskaasumoottorin tärkein tavoite. Laihaseostekniikka vähentää myös hiilimonoksidipäästöjä, mutta hiilivetypäästöt (metaani) jopa kasvavat siirryttäessä typenoksidipäästöjen kannalta riittävän laihaan seokseen. Tästä syystä tutkittiin myös erityisesti maakaasulle kehitettyjen hapettavien laihaseoskatalysaattorien vaikutusta pakokaasupäästöihin. Mitatut katalysaattorit poistivat pakokaasuista lähes täydellisesti hiilivedyn ja hiilimonoksidin, mutta typenoksidipäästöt pysyivät odotetusti ennallaan. Tutkimuksen tavoitteet saavutettiin pääosin. Järjestelmän toimivuutta pitkäaikaiskäytössä ei voitu varmistaa työssä. Muita tämän mitan kokonaisenergialaitoksiin ja takaisinkytkentään soveltuvia antureita ei toistaiseksi ole saatavissa. Kirjallisuuden mukaan Japanissa on kehitteillä nopea typenoksideja mittaava anturi.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages60
    ISBN (Print)951-38-5088-9
    Publication statusPublished - 1997
    MoE publication typeNot Eligible

    Publication series

    SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
    Number1813
    ISSN1235-0605

    Fingerprint

    gas engines
    Dalbergia sissoo

    Keywords

    • gas engines
    • emissions
    • control systems
    • detectors
    • reduction
    • oxygen
    • exhaust gases
    • nitrogen oxides
    • energy production
    • environmental protection

    Cite this

    Eklund, T., Kytö, M., & Nylund, N-O. (1997). Lean-burn-kaasumoottoreiden päästöjen minimointi voimantuotannossa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1813
    Eklund, Tom ; Kytö, Matti ; Nylund, Nils-Olof. / Lean-burn-kaasumoottoreiden päästöjen minimointi voimantuotannossa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1997. 60 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1813).
    @book{a338c1bebc8c4b0dad9806fb932c191f,
    title = "Lean-burn-kaasumoottoreiden p{\"a}{\"a}st{\"o}jen minimointi voimantuotannossa",
    abstract = "Tavoitteena oli kehitt{\"a}{\"a} takaisinkytketty seoksens{\"a}{\"a}t{\"o}j{\"a}rjestelm{\"a} yhdistetyn l{\"a}mm{\"o}n- ja s{\"a}hk{\"o}ntuotantolaitoksen (CGP) laihaseoskaasumoottoria varten. Ty{\"o}ss{\"a} k{\"a}ytettiin Sisu Dieselin valmistamaa ja Valtion teknillisess{\"a} tutkimuskeskuksessa laihaseosk{\"a}ytt{\"o}iseksi kehitetty{\"a}, 7,4-litraista, kipin{\"a}sytytteist{\"a}, avoimella palo-tilalla varustettua Valmet 634 GA -kaasumoottoria. Seossuhteen takaisinkytkent{\"a}signaaliksi valittiin kaupallinen, pakoputkeen asennettava, nopea, pakokaasujen happipitoisuutta lineaarisesti mittaava anturi. Koe-ajot osoittivat, ett{\"a} takaisinkytkent{\"a}{\"a}n valittu laihaseosanturi soveltuu laihaseoskaasumoottorin seoksens{\"a}{\"a}t{\"o}ohjaukseen. Kehitetty seoksens{\"a}{\"a}t{\"o}j{\"a}rjestelm{\"a}n ohjaus perustuu ohjelmoitaviin EPROM-muistipiireihin, joihin voidaan ohjelmoida erityyppisi{\"a} s{\"a}{\"a}t{\"o}strategioita. Seoksens{\"a}{\"a}d{\"o}n lis{\"a}ksi j{\"a}rjestelm{\"a}{\"a}n voidaan integroida vakiopy{\"o}rint{\"a}nopeuss{\"a}{\"a}timen ja sytytysennakon s{\"a}{\"a}d{\"o}n ohjaukset. Pienet pakokaasup{\"a}{\"a}st{\"o}t, etenkin typenoksidip{\"a}{\"a}st{\"o}t, ovat seoksens{\"a}{\"a}t{\"o}ohjatun laihaseoskaasumoottorin t{\"a}rkein tavoite. Laihaseostekniikka v{\"a}hent{\"a}{\"a} my{\"o}s hiilimonoksidip{\"a}{\"a}st{\"o}j{\"a}, mutta hiilivetyp{\"a}{\"a}st{\"o}t (metaani) jopa kasvavat siirrytt{\"a}ess{\"a} typenoksidip{\"a}{\"a}st{\"o}jen kannalta riitt{\"a}v{\"a}n laihaan seokseen. T{\"a}st{\"a} syyst{\"a} tutkittiin my{\"o}s erityisesti maakaasulle kehitettyjen hapettavien laihaseoskatalysaattorien vaikutusta pakokaasup{\"a}{\"a}st{\"o}ihin. Mitatut katalysaattorit poistivat pakokaasuista l{\"a}hes t{\"a}ydellisesti hiilivedyn ja hiilimonoksidin, mutta typenoksidip{\"a}{\"a}st{\"o}t pysyiv{\"a}t odotetusti ennallaan. Tutkimuksen tavoitteet saavutettiin p{\"a}{\"a}osin. J{\"a}rjestelm{\"a}n toimivuutta pitk{\"a}aikaisk{\"a}yt{\"o}ss{\"a} ei voitu varmistaa ty{\"o}ss{\"a}. Muita t{\"a}m{\"a}n mitan kokonaisenergialaitoksiin ja takaisinkytkent{\"a}{\"a}n soveltuvia antureita ei toistaiseksi ole saatavissa. Kirjallisuuden mukaan Japanissa on kehitteill{\"a} nopea typenoksideja mittaava anturi.",
    keywords = "gas engines, emissions, control systems, detectors, reduction, oxygen, exhaust gases, nitrogen oxides, energy production, environmental protection",
    author = "Tom Eklund and Matti Kyt{\"o} and Nils-Olof Nylund",
    year = "1997",
    language = "Finnish",
    isbn = "951-38-5088-9",
    series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
    publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
    number = "1813",
    address = "Finland",

    }

    Eklund, T, Kytö, M & Nylund, N-O 1997, Lean-burn-kaasumoottoreiden päästöjen minimointi voimantuotannossa. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1813, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

    Lean-burn-kaasumoottoreiden päästöjen minimointi voimantuotannossa. / Eklund, Tom; Kytö, Matti; Nylund, Nils-Olof.

    Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1997. 60 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1813).

    Research output: Book/ReportReport

    TY - BOOK

    T1 - Lean-burn-kaasumoottoreiden päästöjen minimointi voimantuotannossa

    AU - Eklund, Tom

    AU - Kytö, Matti

    AU - Nylund, Nils-Olof

    PY - 1997

    Y1 - 1997

    N2 - Tavoitteena oli kehittää takaisinkytketty seoksensäätöjärjestelmä yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotantolaitoksen (CGP) laihaseoskaasumoottoria varten. Työssä käytettiin Sisu Dieselin valmistamaa ja Valtion teknillisessä tutkimuskeskuksessa laihaseoskäyttöiseksi kehitettyä, 7,4-litraista, kipinäsytytteistä, avoimella palo-tilalla varustettua Valmet 634 GA -kaasumoottoria. Seossuhteen takaisinkytkentäsignaaliksi valittiin kaupallinen, pakoputkeen asennettava, nopea, pakokaasujen happipitoisuutta lineaarisesti mittaava anturi. Koe-ajot osoittivat, että takaisinkytkentään valittu laihaseosanturi soveltuu laihaseoskaasumoottorin seoksensäätöohjaukseen. Kehitetty seoksensäätöjärjestelmän ohjaus perustuu ohjelmoitaviin EPROM-muistipiireihin, joihin voidaan ohjelmoida erityyppisiä säätöstrategioita. Seoksensäädön lisäksi järjestelmään voidaan integroida vakiopyörintänopeussäätimen ja sytytysennakon säädön ohjaukset. Pienet pakokaasupäästöt, etenkin typenoksidipäästöt, ovat seoksensäätöohjatun laihaseoskaasumoottorin tärkein tavoite. Laihaseostekniikka vähentää myös hiilimonoksidipäästöjä, mutta hiilivetypäästöt (metaani) jopa kasvavat siirryttäessä typenoksidipäästöjen kannalta riittävän laihaan seokseen. Tästä syystä tutkittiin myös erityisesti maakaasulle kehitettyjen hapettavien laihaseoskatalysaattorien vaikutusta pakokaasupäästöihin. Mitatut katalysaattorit poistivat pakokaasuista lähes täydellisesti hiilivedyn ja hiilimonoksidin, mutta typenoksidipäästöt pysyivät odotetusti ennallaan. Tutkimuksen tavoitteet saavutettiin pääosin. Järjestelmän toimivuutta pitkäaikaiskäytössä ei voitu varmistaa työssä. Muita tämän mitan kokonaisenergialaitoksiin ja takaisinkytkentään soveltuvia antureita ei toistaiseksi ole saatavissa. Kirjallisuuden mukaan Japanissa on kehitteillä nopea typenoksideja mittaava anturi.

    AB - Tavoitteena oli kehittää takaisinkytketty seoksensäätöjärjestelmä yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotantolaitoksen (CGP) laihaseoskaasumoottoria varten. Työssä käytettiin Sisu Dieselin valmistamaa ja Valtion teknillisessä tutkimuskeskuksessa laihaseoskäyttöiseksi kehitettyä, 7,4-litraista, kipinäsytytteistä, avoimella palo-tilalla varustettua Valmet 634 GA -kaasumoottoria. Seossuhteen takaisinkytkentäsignaaliksi valittiin kaupallinen, pakoputkeen asennettava, nopea, pakokaasujen happipitoisuutta lineaarisesti mittaava anturi. Koe-ajot osoittivat, että takaisinkytkentään valittu laihaseosanturi soveltuu laihaseoskaasumoottorin seoksensäätöohjaukseen. Kehitetty seoksensäätöjärjestelmän ohjaus perustuu ohjelmoitaviin EPROM-muistipiireihin, joihin voidaan ohjelmoida erityyppisiä säätöstrategioita. Seoksensäädön lisäksi järjestelmään voidaan integroida vakiopyörintänopeussäätimen ja sytytysennakon säädön ohjaukset. Pienet pakokaasupäästöt, etenkin typenoksidipäästöt, ovat seoksensäätöohjatun laihaseoskaasumoottorin tärkein tavoite. Laihaseostekniikka vähentää myös hiilimonoksidipäästöjä, mutta hiilivetypäästöt (metaani) jopa kasvavat siirryttäessä typenoksidipäästöjen kannalta riittävän laihaan seokseen. Tästä syystä tutkittiin myös erityisesti maakaasulle kehitettyjen hapettavien laihaseoskatalysaattorien vaikutusta pakokaasupäästöihin. Mitatut katalysaattorit poistivat pakokaasuista lähes täydellisesti hiilivedyn ja hiilimonoksidin, mutta typenoksidipäästöt pysyivät odotetusti ennallaan. Tutkimuksen tavoitteet saavutettiin pääosin. Järjestelmän toimivuutta pitkäaikaiskäytössä ei voitu varmistaa työssä. Muita tämän mitan kokonaisenergialaitoksiin ja takaisinkytkentään soveltuvia antureita ei toistaiseksi ole saatavissa. Kirjallisuuden mukaan Japanissa on kehitteillä nopea typenoksideja mittaava anturi.

    KW - gas engines

    KW - emissions

    KW - control systems

    KW - detectors

    KW - reduction

    KW - oxygen

    KW - exhaust gases

    KW - nitrogen oxides

    KW - energy production

    KW - environmental protection

    M3 - Report

    SN - 951-38-5088-9

    T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

    BT - Lean-burn-kaasumoottoreiden päästöjen minimointi voimantuotannossa

    PB - VTT Technical Research Centre of Finland

    CY - Espoo

    ER -

    Eklund T, Kytö M, Nylund N-O. Lean-burn-kaasumoottoreiden päästöjen minimointi voimantuotannossa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1997. 60 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1813).