Minimisation of emissions from lean-burn gas engines in power production

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.