Sähköä ja lämpöä tuottavien kokonaisenergialaitosten käyttövarmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla

Matti Kytö, Tom Eklund, Nils-Olof Nylund

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Kokonaisenergialaitos on moottorin ja generaattorin yhdistelmä, jossa sähkön lisäksi hyödynnetään moottorin hukkalämpö. Julkaisussa käsitellään moottorikokoita maa- ja nestekaasulla (propaani) moottoridynamometrissä sekä kokeita nestekaasulla kokonaisenergialaitoksessa. Moottorina käytettiin kolmisylinterisestä dieselmoottorista muunnettua ottomoottoria. Muunnos tehtiin asentamalla ruiskutussuuttimien tilalle sytytystulpat ja ruiskutuspumpun tilalle, virranjaotin sekä alentamalla puristussuhde mäntiä sorvaamalla. Pakokaasut puhdistettiin kolmitoimikatalyytin avulla. Moottoridynamotmetrissä kaasuilla saavutettiin 34 - 35 %:n maksimihyötysuhde. Vastaava dieselmoottorin hyötysuhde on 36 - 37 %. Ahtamattomaan dieselmoottoriin verrattuna kaasuilla saavutettiin 1 - 3 kW korkeampi teho koko kierroslukualueella, nestekaasulla noin 2 kW korkeampi kuin maakaasulla. Maksimiteho oli 49,5 kW. Propaania polttoaineena käyttävän kokonaisenergialaitoksen hyötysuhde oli 78 - 82 %. Sähköä tuotettiin 10 kW:n teholla noin 16 %:n hyötysuhteella ja 30 kW:n teholla noin 26 %:n hyötysuhteella. Pienillä tehoilla apulaitteiden tarvitsema runsaan 1 kW:n teho rasittaa selvästi hyötysuhdetta. Kokonaishyötysuhteesta pakokaasuista talteen otetun lämmön osuus oli noin 20 % ja jäähdytysnesteestä hyödynnetyn lämmön osuus 34 - 44 %. Puhdistamattomien pakokaasujen päästöarvot olivat suuremmat kuin vastaavan dieselmoottorin arvot, mutta kolmitoimikatalysaattori puhdisti pakokaasut erittäin tehokkaasti. Konversioaste oli 1000 käyttötunnin jälkeen hiilimonoksidilla (CO) ja palamattomilla hiilivedyillä (HC) vähintään 97 %. Typen oksidien (NOx) konversioaste oli 20 ja 30 kW:n kuormilla yli 95 %, 10 kW:n kuormalla 75 %. Automaattinen seoksen säätö piti seoksen pienellä kuormalla hieman liian laihana. Puhdistettujen pakokaasujen päästöarvot mg/MJ polttoainetta ja g/kWh sähkötehoa olivat: NOx 21 - 350 mg/MJ ja 1 - 7 g/kWh, HC 1 - 5 mgMJ ja < 0,01 g/kWh, CO 2 - 6 mg/MJ ja < 0,1 g/kWh.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages52
ISBN (Print)951-38-3536-7
Publication statusPublished - 1989
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

NameTutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus
PublisherVTT
Volume654

Fingerprint

Natural Gas
Carbon Monoxide
Hot Temperature
Safety

Keywords

  • dual-purpose power plants
  • total energy systems
  • power generation
  • electric power
  • thermal power
  • operation
  • safety
  • natural gas

Cite this

Kytö, M., Eklund, T., & Nylund, N-O. (1989). Sähköä ja lämpöä tuottavien kokonaisenergialaitosten käyttövarmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 654
Kytö, Matti ; Eklund, Tom ; Nylund, Nils-Olof. / Sähköä ja lämpöä tuottavien kokonaisenergialaitosten käyttövarmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 654).
@book{28fc8993e13448e3aa0eef061919b348,
title = "S{\"a}hk{\"o}{\"a} ja l{\"a}mp{\"o}{\"a} tuottavien kokonaisenergialaitosten k{\"a}ytt{\"o}varmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla",
abstract = "Kokonaisenergialaitos on moottorin ja generaattorin yhdistelm{\"a}, jossa s{\"a}hk{\"o}n lis{\"a}ksi hy{\"o}dynnet{\"a}{\"a}n moottorin hukkal{\"a}mp{\"o}. Julkaisussa k{\"a}sitell{\"a}{\"a}n moottorikokoita maa- ja nestekaasulla (propaani) moottoridynamometriss{\"a} sek{\"a} kokeita nestekaasulla kokonaisenergialaitoksessa. Moottorina k{\"a}ytettiin kolmisylinterisest{\"a} dieselmoottorista muunnettua ottomoottoria. Muunnos tehtiin asentamalla ruiskutussuuttimien tilalle sytytystulpat ja ruiskutuspumpun tilalle, virranjaotin sek{\"a} alentamalla puristussuhde m{\"a}nti{\"a} sorvaamalla. Pakokaasut puhdistettiin kolmitoimikatalyytin avulla. Moottoridynamotmetriss{\"a} kaasuilla saavutettiin 34 - 35 {\%}:n maksimihy{\"o}tysuhde. Vastaava dieselmoottorin hy{\"o}tysuhde on 36 - 37 {\%}. Ahtamattomaan dieselmoottoriin verrattuna kaasuilla saavutettiin 1 - 3 kW korkeampi teho koko kierroslukualueella, nestekaasulla noin 2 kW korkeampi kuin maakaasulla. Maksimiteho oli 49,5 kW. Propaania polttoaineena k{\"a}ytt{\"a}v{\"a}n kokonaisenergialaitoksen hy{\"o}tysuhde oli 78 - 82 {\%}. S{\"a}hk{\"o}{\"a} tuotettiin 10 kW:n teholla noin 16 {\%}:n hy{\"o}tysuhteella ja 30 kW:n teholla noin 26 {\%}:n hy{\"o}tysuhteella. Pienill{\"a} tehoilla apulaitteiden tarvitsema runsaan 1 kW:n teho rasittaa selv{\"a}sti hy{\"o}tysuhdetta. Kokonaishy{\"o}tysuhteesta pakokaasuista talteen otetun l{\"a}mm{\"o}n osuus oli noin 20 {\%} ja j{\"a}{\"a}hdytysnesteest{\"a} hy{\"o}dynnetyn l{\"a}mm{\"o}n osuus 34 - 44 {\%}. Puhdistamattomien pakokaasujen p{\"a}{\"a}st{\"o}arvot olivat suuremmat kuin vastaavan dieselmoottorin arvot, mutta kolmitoimikatalysaattori puhdisti pakokaasut eritt{\"a}in tehokkaasti. Konversioaste oli 1000 k{\"a}ytt{\"o}tunnin j{\"a}lkeen hiilimonoksidilla (CO) ja palamattomilla hiilivedyill{\"a} (HC) v{\"a}hint{\"a}{\"a}n 97 {\%}. Typen oksidien (NOx) konversioaste oli 20 ja 30 kW:n kuormilla yli 95 {\%}, 10 kW:n kuormalla 75 {\%}. Automaattinen seoksen s{\"a}{\"a}t{\"o} piti seoksen pienell{\"a} kuormalla hieman liian laihana. Puhdistettujen pakokaasujen p{\"a}{\"a}st{\"o}arvot mg/MJ polttoainetta ja g/kWh s{\"a}hk{\"o}tehoa olivat: NOx 21 - 350 mg/MJ ja 1 - 7 g/kWh, HC 1 - 5 mgMJ ja < 0,01 g/kWh, CO 2 - 6 mg/MJ ja < 0,1 g/kWh.",
keywords = "dual-purpose power plants, total energy systems, power generation, electric power, thermal power, operation, safety, natural gas",
author = "Matti Kyt{\"o} and Tom Eklund and Nils-Olof Nylund",
year = "1989",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3536-7",
series = "Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
address = "Finland",

}

Kytö, M, Eklund, T & Nylund, N-O 1989, Sähköä ja lämpöä tuottavien kokonaisenergialaitosten käyttövarmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 654, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Sähköä ja lämpöä tuottavien kokonaisenergialaitosten käyttövarmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla. / Kytö, Matti; Eklund, Tom; Nylund, Nils-Olof.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 654).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Sähköä ja lämpöä tuottavien kokonaisenergialaitosten käyttövarmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla

AU - Kytö, Matti

AU - Eklund, Tom

AU - Nylund, Nils-Olof

PY - 1989

Y1 - 1989

N2 - Kokonaisenergialaitos on moottorin ja generaattorin yhdistelmä, jossa sähkön lisäksi hyödynnetään moottorin hukkalämpö. Julkaisussa käsitellään moottorikokoita maa- ja nestekaasulla (propaani) moottoridynamometrissä sekä kokeita nestekaasulla kokonaisenergialaitoksessa. Moottorina käytettiin kolmisylinterisestä dieselmoottorista muunnettua ottomoottoria. Muunnos tehtiin asentamalla ruiskutussuuttimien tilalle sytytystulpat ja ruiskutuspumpun tilalle, virranjaotin sekä alentamalla puristussuhde mäntiä sorvaamalla. Pakokaasut puhdistettiin kolmitoimikatalyytin avulla. Moottoridynamotmetrissä kaasuilla saavutettiin 34 - 35 %:n maksimihyötysuhde. Vastaava dieselmoottorin hyötysuhde on 36 - 37 %. Ahtamattomaan dieselmoottoriin verrattuna kaasuilla saavutettiin 1 - 3 kW korkeampi teho koko kierroslukualueella, nestekaasulla noin 2 kW korkeampi kuin maakaasulla. Maksimiteho oli 49,5 kW. Propaania polttoaineena käyttävän kokonaisenergialaitoksen hyötysuhde oli 78 - 82 %. Sähköä tuotettiin 10 kW:n teholla noin 16 %:n hyötysuhteella ja 30 kW:n teholla noin 26 %:n hyötysuhteella. Pienillä tehoilla apulaitteiden tarvitsema runsaan 1 kW:n teho rasittaa selvästi hyötysuhdetta. Kokonaishyötysuhteesta pakokaasuista talteen otetun lämmön osuus oli noin 20 % ja jäähdytysnesteestä hyödynnetyn lämmön osuus 34 - 44 %. Puhdistamattomien pakokaasujen päästöarvot olivat suuremmat kuin vastaavan dieselmoottorin arvot, mutta kolmitoimikatalysaattori puhdisti pakokaasut erittäin tehokkaasti. Konversioaste oli 1000 käyttötunnin jälkeen hiilimonoksidilla (CO) ja palamattomilla hiilivedyillä (HC) vähintään 97 %. Typen oksidien (NOx) konversioaste oli 20 ja 30 kW:n kuormilla yli 95 %, 10 kW:n kuormalla 75 %. Automaattinen seoksen säätö piti seoksen pienellä kuormalla hieman liian laihana. Puhdistettujen pakokaasujen päästöarvot mg/MJ polttoainetta ja g/kWh sähkötehoa olivat: NOx 21 - 350 mg/MJ ja 1 - 7 g/kWh, HC 1 - 5 mgMJ ja < 0,01 g/kWh, CO 2 - 6 mg/MJ ja < 0,1 g/kWh.

AB - Kokonaisenergialaitos on moottorin ja generaattorin yhdistelmä, jossa sähkön lisäksi hyödynnetään moottorin hukkalämpö. Julkaisussa käsitellään moottorikokoita maa- ja nestekaasulla (propaani) moottoridynamometrissä sekä kokeita nestekaasulla kokonaisenergialaitoksessa. Moottorina käytettiin kolmisylinterisestä dieselmoottorista muunnettua ottomoottoria. Muunnos tehtiin asentamalla ruiskutussuuttimien tilalle sytytystulpat ja ruiskutuspumpun tilalle, virranjaotin sekä alentamalla puristussuhde mäntiä sorvaamalla. Pakokaasut puhdistettiin kolmitoimikatalyytin avulla. Moottoridynamotmetrissä kaasuilla saavutettiin 34 - 35 %:n maksimihyötysuhde. Vastaava dieselmoottorin hyötysuhde on 36 - 37 %. Ahtamattomaan dieselmoottoriin verrattuna kaasuilla saavutettiin 1 - 3 kW korkeampi teho koko kierroslukualueella, nestekaasulla noin 2 kW korkeampi kuin maakaasulla. Maksimiteho oli 49,5 kW. Propaania polttoaineena käyttävän kokonaisenergialaitoksen hyötysuhde oli 78 - 82 %. Sähköä tuotettiin 10 kW:n teholla noin 16 %:n hyötysuhteella ja 30 kW:n teholla noin 26 %:n hyötysuhteella. Pienillä tehoilla apulaitteiden tarvitsema runsaan 1 kW:n teho rasittaa selvästi hyötysuhdetta. Kokonaishyötysuhteesta pakokaasuista talteen otetun lämmön osuus oli noin 20 % ja jäähdytysnesteestä hyödynnetyn lämmön osuus 34 - 44 %. Puhdistamattomien pakokaasujen päästöarvot olivat suuremmat kuin vastaavan dieselmoottorin arvot, mutta kolmitoimikatalysaattori puhdisti pakokaasut erittäin tehokkaasti. Konversioaste oli 1000 käyttötunnin jälkeen hiilimonoksidilla (CO) ja palamattomilla hiilivedyillä (HC) vähintään 97 %. Typen oksidien (NOx) konversioaste oli 20 ja 30 kW:n kuormilla yli 95 %, 10 kW:n kuormalla 75 %. Automaattinen seoksen säätö piti seoksen pienellä kuormalla hieman liian laihana. Puhdistettujen pakokaasujen päästöarvot mg/MJ polttoainetta ja g/kWh sähkötehoa olivat: NOx 21 - 350 mg/MJ ja 1 - 7 g/kWh, HC 1 - 5 mgMJ ja < 0,01 g/kWh, CO 2 - 6 mg/MJ ja < 0,1 g/kWh.

KW - dual-purpose power plants

KW - total energy systems

KW - power generation

KW - electric power

KW - thermal power

KW - operation

KW - safety

KW - natural gas

M3 - Report

SN - 951-38-3536-7

T3 - Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus

BT - Sähköä ja lämpöä tuottavien kokonaisenergialaitosten käyttövarmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kytö M, Eklund T, Nylund N-O. Sähköä ja lämpöä tuottavien kokonaisenergialaitosten käyttövarmuuden parantaminen. Osa 2. Kokeet neste- ja maakaasulla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 52 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 654).