ガスエンジン エネルギーバランス

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ガスエンジン

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/03/24 05:46 UTC 版)

エネルギーバランス

熱効率

天然ガスで稼働するガスエンジンの熱効率は通常35〜45％（ LHVベース）である。2018年の時点で、最高のエンジンは最大50％（LHVベース）の熱効率を達成できる。これらのガスエンジンは通常中速エンジンである。BergenEngines燃料エネルギーは出力シャフトで発生し、残りは廃熱として表示される。大型エンジンは小型エンジンよりも効率的である。バイオガスで稼働するガスエンジンは、通常、効率がわずかに低く（1～2％）、合成ガスはさらに効率を低下させる。GEイエンバッハの最近のJ624エンジンは、世界初の高効率メタン燃料24気筒ガスエンジンである。

エンジン効率を検討するときは、これがガスの低位発熱量（LHV）に基づくのか、高位発熱量（HHV）に基づくのかを検討する必要がある。エンジンメーカーは通常、ガスの低位発熱量に基づいて効率を見積もる。つまり、エネルギーがガスに含まれる水分を蒸発させるために取られた後の効率である。ガス分配ネットワークは通常、ガスのより高い発熱量に基づいて充電される。すなわち、総エネルギー量。LHVに基づいて見積もられたエンジン効率は44％と言われるかもしれませんが、同じエンジンは天然ガスのHHVに基づいて39.6％の効率を持っているかもしれません。効率の比較が同じように行われるようにすることも重要である。たとえば、一部のメーカーは機械的に駆動されるポンプを使用しているが、他のメーカーは電気駆動のポンプを使用してエンジンの冷却水を駆動している。電気の使用は無視できる場合があり、直接駆動エンジンと比較して見かけの効率が誤って高くなる。

熱電併給

エンジン廃熱は、施設等の暖房に使用できる。エンジンでは、廃熱の約半分が（エンジンジャケット、オイルクーラー、およびアフタークーラー回路から）温水として発生する。これは最大110°Cに達する可能性がある。残りは、排気ガス熱交換器を使用して加圧された温水または蒸気を生成できる高温熱として発生する。

エンジン冷却

他のすべての内燃機関と同様、ガスエンジンの過熱は、摩耗、ひび割れ、または反りによって故障を引き起こす可能性があるため、不具合を裂ける程度まで温度を下げる冷却が必要である。最も一般的な冷却方式は、空冷と水冷である。最近の水冷は不凍液を使用している。一部の空冷または水冷エンジンには、オイルクーラーが追加されている。

ガス消費量の計算

この式は、全負荷時の標準状態でのガスエンジンのガス流量要件を示している。

$Q={\frac {P}{\eta }}\cdot {\frac {1}{LHV_{gas}}}$

• $Q$通常の状態でのガスの流れである
• ${P}$エンジン出力は
• ${\eta }$は機械効率
• LHVはガスの低位発熱量