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).