成果報告書詳細
管理番号20130000000184
タイトル平成24年度成果報告書 省エネルギー革新技術開発事業 実証研究(電力需給緊急対策) 大型ガスエンジンへのEGR技術適用と排熱利用の研究開発
公開日2013/5/2
報告書年度2012 - 2012
委託先名JFEエンジニアリング株式会社
プロジェクト番号P09015
部署名省エネルギー部
和文要約ガスエンジン発電設備
京都議定書発行後の天然ガス利用促進政策により高効率ガスエンジンの開発が進められてきた。また、東日本大震災に伴う原子力発電所事故を受け、原発政策が見直される中、電力の安定供給確保と省エネルギー化に向けた分散型電源の技術開発が急務となっている。
本研究開発では、大型ガスエンジン実証設備を製作し、EGR(排ガス再循環)技術を適用することにより高効率・低NOx 化を図る技術を確立することを目的とする。また、デシカント空調の除湿剤再生にエンジン排熱を利用することで省エネを図る技術を確立することを目的としている。
平成23 年度は、従来試験に使用した3 気筒試験機より実機レベルにスケールアップした12 気筒エンジン(7200kW)を開発、製作しJFE エンジニアリング(株)鶴見事業所専用の発電所として実証試験設備を設置した。
平成24 年度においては、本実証設備の試運転を実施し基本性能の確認を行った後、パラメター変更試験、負荷性能試験を実施した。その結果、現状(EGR無し)での熱効率43.5%をEGR導入により46.0%へと2.5%向上することができた。また、同一の効率において排ガス中NOx 濃度を300ppm から200ppm 以下へと低減でき、排気総排出量20%低減も達成できた。
排熱利用によるデシカント空調システムについては、平成23 年度に処理風量100m3/h ベンチ試験装置から処理風量4,000m3/h にスケールアップしたデシカント空調実証試験設備(対象延床面積850m2)を設計、製作し、実施場所である弊社重工ビルに設置した。
平成24 年度は、本実証設備の試運転を実施し基本性能を確認後、冷房負荷の高い夏季に実証試験を行い、目標性能とした空調消費電力10%削減を達成した。
ガスエンジン及び排熱利用システムについてこれら試験より、運転データを収集、評価より運転範囲、性能を把握し、最適な運転設定プログラムを構築した。そして構成機器の性能検証から目標性能達成を確認し、機器の仕様標準化を実施した。
英文要約Title: The Research and Development of Large Scale Gas Engine with EGR system and Heat Recovery system
(FY2012) Final Report:
After the ‘Kyoto Protocol’ in 1997, promotion of natural gas utilization policy was laid out, many different variety of high-efficiency Gas engine have been developed.Also, after the Great East Japan Earthquake, nuclear energy plant have been promptly taken down, and improving a nuclear power plant policy, there urgently needs for development of dispersion type power source intended to stable supply of electricity and saving of energy.The purpose of this study is to establish the technology of high efficiency and low NOx large scale gas engine with EGR (Exhaust Gas Recirculation system).
Moreover, the technology of energy saving by using engine rejection heat for dehumidification agent reproduction of desiccant air-conditioning was aimed.For this purpose, demonstration gas engine power plant with heat recovery system were manufactured and installed at JFE Tsurumi Works and carried out some research and development activity.
Regarding gas engine, in PY 2011, 7200kW output 12 cylinder gas engine was newly developed and manufactured based on 3 cylinder test engine technology and test results. In PY 2012, firstly basic performance test was carried out to verify base potential without EGR system, and 43.5% thermal efficiency and NOx 300ppm was confirmed.
Based on the basic performance test , with EGR application, the parameter change test such as ignition timing, the excess air ratio, EGR ratio changing and the load performance test were carried out. As the result target value of 46% power generation efficiency and NOx 200ppm (O2=0%) were achieved. In addition 20% of exhaust gas flow reduction was confirmed.
Regarding desiccant air-conditioning, in PY 2011 testing equipment (architectural area of 850 m2)scaled up to quantity of 4,000 m3/h was designed, manufactured and installed at Heavy Industry Building of JFE Tsurumi.
In PY 2012, after basic performance test, target value of 10% air conditioning power reduction was verified in the summer higher cooling load condition.
Both gas engine and desiccant air conditioning system, performing the performance test of this system, evaluate the results, tune-up the parameters, conclude the best configurations. Also,verifying the main devices of the gas engine power plant, standardize the specifications.
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