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

Matti Kytö, Tom Eklund, Nils-Olof Nylund

    Research output: Book/ReportReport

    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

    SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
    Number654
    ISSN0358-5077

    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 = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
    publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
    number = "654",
    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/ReportReport

    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 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

    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).