CENTRIA Ylivieskan yksikön tutkimustehtävänä on ollut tutkia laboratoriokaasutuslaitteistollaan kaasutustekniikan mahdollisuuksia pienimuotoisessa CHP tuotannossa Tutkimuskohteet: Kaasutusprosessin ominaisuuksiin perehtyminen Mittauspisteiden ja määrittäminen Kaasun laadun tutkiminen Gasmet-analysaattorilla Lämpötilamittaukset Kaasutettavan materiaalin määrittely (Metla Kannus) Kaasutustekniikasta laadittuihin julkaisuihin perehtyminen 1
Tutkimuslaboratorio EK-kaasutin on sijoitettu Sievissä sijaitsevaan teollisuushalliin. Kaasutusyksikön (CHP-kontin) tuottama sähkö syötetään teollisuushallin sähköverkkoon ja lämpö hyödynnetään patteriverkon paluuveteen. Laitteisto on manuaalikäyttöinen. Moottoreina olemme käyttäneet Mopar V8 5,6 litraa (kiinteästi konttiin asennettu) ja kontin ulkopuolella ollutta Scanian 6 sylinteristä 7,8 litran moottoria. Mopar V6 5,4l Suurin osa julkaistuista mittauksista on tehty Scanialla. Molempien moottoreiden kierrosnopeus on 1500 rpm. Scania suora 6, 7,8 litraa 2
Polttoaine Polttoaineena olemme käyttäneet pääasiassa kokopuuhaketta, jonka kosteus on vaihdellut 30-40% ja lämpöarvo 9,05-12,51 MJ/kg (2,51-3,475 kwh/kg). Myös sellu- ja elintarvikejätettä on testattu. Alla kaksi esimerkkiä käytetyn puun ominaisuuksista. Sample 1 Sample 2 Humidity % 44,61 29,87 Ash content in dry matter % 1,09 0,81 Caloric heating value, MJ / kg MJ/kg 19,71 20,27 Effective heating value dry matter MJ/kg 18,31 18,88 Effective heating value income humidity MJ/kg 9,05 12,51 3
POLTINKÄYTTÖ Yhdessä poltinkokeessa tunnin aikana kului 57 litraa/ 16 kiloa haketta (tiheys noin 280 kg/m 3 ) Kaasua imettiin reaktorista puhaltimella 16 l/s Reaktori tuotti kaasua yhdestä puukilosta 3,61 m 3. Kaasun palaminen polttimossa oli erittäin vakaata. Liekkiä ei näe päivänvalossa. Pölypäästöt ovat olemattomia. Ilman ja kaasun seossuhde on 1 osa kaasua ja 1.24 ilmaa, eli yli-ilmakerroin on 1.1. (Biomassan poltossa n. 1.3) 4
PUUKAASU MOOTTORIKÄYTÖSSÄ Scanian koko 7,8-litraa. Alla olevassa taulukossa on esitetty puukaasukäyttöisen moottorin litrateho eri kierroksilla. Moottorin kierrosnopeus rpm Teho kw/ 1000 cm 3 iskutilavuus 1000 4,4 1200 5,25 1500 6,5 1800 7,35 Lähde: VTT. Kotimaisten polttoaineiden kaasutus. Osa 5 Kierrosnopeuden ollessa 1500 rpm, odotettavissa oleva akseliteho on Scanian moottorille: 7,8x6,5 = 50,7 kw. Tämä on saavutettu. 5
Polttoaineen (hakkeen) kulutus CONSUMPTION-PRODUCTION 90,0 Consumption of wood kg/h 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 kg/h 0,0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Electrical Energy kwh Taulukko on laadittu tehokuormituksilla 9 kw, 18 kw ja 27 kw. 6
Synteesikaasun koostumus (Lähde: Synteesikaasun ja puhtaan polttokaasun valmistus VTT PUBLICATIONS 682) 7
CENTRIAn tuotekaasuanalyysi (Gasmet) 8
CENTRIAn puukaasumoottorin pakokaasuanalyysi (Gasmet) 9
GASEK:n teollisuushalli Reisjärvi Lämminvesivaraaja 15m 3 Moottori+aggregaatti 50 kw Lämmityskattila+kaasupoltin 10
Kaukolämpölaitos Reisjärvi Moottorin lämpö siirretään lämmönvaihtimen avulla kaukolämpöveteen. Tuotettu sähkö riittää kaukolämpölaitoksen omakäyttösähköksi. 11
Kehitys kehittyy! 12
Tekniikan kehittäminen vaatii rahaa, osaamista, osaajia, tutkimusta ja yhteistyötä! CENTRIAn tutkimusyksikön automaatio GasEK:n logiikkaohjaus Lestijärven puukaasumoottori 13
Meneillään oleva tutkimuskohde: Solo Stirling Puukaasuliekki Solo Stirling (Jyväskylän YO) 14
KIITOS MIELENKIINNOSTA! 15