コジェネエンジンの高出力・高効率化技術

ガスエンジンの高出力・高効率化技術

EGR(排ガス再循環)技術

  • EGRとは不活性ガスである排ガスの一部を給気に戻しシリンダ内に投入しNOxを低減させる技術です。ガスエンジンにおけるNOxはThermal NOxでありその発生量は燃焼最高温度で凍結されます。EGRによるNOx低減は不活性ガスにより燃焼を緩慢にし、燃焼温度を下げNOx生成を抑制するものです。
  • ガスエンジンの性能においてノッキングリミットが出力、効率に大きな影響を与えます。EGRを用いることにより燃焼状態を緩慢にする作用からノックリミットを向上させ、高出力化が得られ、また調整条件の制約が広がることからより高効率化が図れます。
  • 上記より同一NOxでありながら、より効率の高いエンジンを実現できました。

EGRシステム
EGRシステム

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火花点火式希薄燃焼技術(大口径機)

  • シリンダ径が300mmを越える大型エンジンでは、従来、安定燃焼を確保するためにA重油などのパイロット噴射による油着火方式が主流でした。しかし、この方式の場合油燃料の貯蔵、補給が常時必要となりユーティリティの一本化がユーザ側より要望されておりました。
  • E3Gでは副燃焼室、点火系の最適化により適正な火炎伝播が得られ、パイロット油着火と同等の安定燃焼を実現しました。これは火花点火方式では現在世界最大口径です。
  • プラグの長寿命化を図るためにプラグ周辺の冷却強化を行い従来機と比較し大幅な温度低減を実現し、またEGR採用により要求電圧の軽減に成功しました。これによりメンテナンスインターバルの大幅な延長を可能としました。

副室式火花点火方式
副室式火花点火方式

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ミラーサイクル技術

  • 熱効率を向上させるためにはサイクル論では圧縮比をあげることが一手法となりますがノッキングリミットを下げる要因となり、また燃焼最高圧力の上昇を伴うため圧縮比アップには限界があります。
  • ミラーサイクルは圧縮比を従来サイクルと同等に膨張比を上げ効率を改善する手法です。
  • E3Gでは給気弁閉を遅閉じとし、高過給を用いることにより効率アップを実現しました。

従来サイクルとミラーサイクル
従来サイクルとミラーサイクル

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E3Gガスエンジンの主要目

エンジンは12,16シリンダの2機種をシリーズ化し、それぞれ7200kW、9600kWのコージェネシステムとしてラインアップを揃えております。

エンジン諸元
  シリンダ口径
mm
400
ストローク
mm
500
回転速度
min-1
600
シリンダ当り出力
kW/cyl
625
正味平均有効圧力
Mpa
1.99
点火方式
-
火花点火
副燃焼室
-
有り
ミラーサイクル
-
遅閉カム
EGR
-
有り
始動方式
-
エアモータ

システム名称
-
E3G7200
E3G9600
気筒数
-
12
16
発電出力
kW
7200
9600
燃料消費量
Nm3/h
1386
9600
8K高圧蒸気回収量
ton/h
3.3
4.4
温水熱回収量
MJ/h
3660
4880
発電効率
%
46.0
46.0
総合効率
%
70.0
70.0

燃料ガス:都市ガス13A(低位発熱量407MJ/Nm3ベース)
NOx値:200ppm以下(02=0%換算)
裕度:燃料消費量+5%、回収熱量±10%