Journal of the Korean Institute of Gas (한국가스학회지)

The Korean Institute of GAS (한국가스학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Study on the Performance of an SI Gas Engine by Fuel Composition and Spark Plug Variation

연료 조성 및 스파크 플러그 위치 변경으로 인한 가스 엔진의 성능에 관한 연구

  • Received : 2014.11.24
  • Accepted : 2014.12.23
  • Published : 2014.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Renewable gas fuels such as biogas and landfill gas have carbon-neutral nature which can reduce carbon dioxide. However, it is necessary to make stable combustion when this fuel is used in power generating SI(spark ignition) gas engines due to its low heating value and non-uniformity. In this study, it was shown that addition of hydrogen can increase combustion stability of gas engine which is running with high inert gas composition. Thermal efficiency and emission characteristics of this engine was also investigated. In addition, a new spark plug with a long electrode was tested and compared with a base spark plug as a way to improve engine efficiency and reduce exhaust emissions.

연료의 사용으로 인한 이산화탄소의 발생량을 줄일 수 있는 방법으로 바이오가스 또는 매립가스와 같은 신재생 가스 연료를 사용하는 방법이 도움이 될 수 있다. 그러나 다량의 불활성가스가 포함되어 있기 때문에 저발열량 및 연료 조성의 불균일함은 신재생 가스 연료를 발전용 엔진에 적용하는 경우, 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 신재생가스연료에 불활성가스가 엔진 연소가 불안정한 정도로 많이 포함된 경우에 수소 연료를 첨가함으로써 연소 안정성을 개선할 수 있음을 확인하고, 엔진의 열효율 및 배기 특성과 같은 성능 변화에 대하여 살펴보았다. 또한 같은 조건에서 엔진 효율 및 배기 성능을 향상시키기 위한 방안으로 길이가 긴 전극을 갖는 스파크 플러그를 적용하여 효과가 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Manitas, K., "Progress in Biomass Gasification: An Overview", ECOTEC, 2002
  2. Paisley, M.A., Anson, D., 1999, "Biomass Gasfication for Gas Turbine based Power Generation," J. of Gas Turbine&Power, Vol. 120, pp. 284-288.
  3. Park, S., Park, C., Kim, Y., Lee, S., and Kim, C., "Effects of Biogas Composition Variations on Engine Performance", KIGAS, 15(5), 25-30, (2010)
  4. Porpatham, E., Ramesh, A., and Nagalingam, B., "Investigation on the Effect of Concentration of Methane in Biogas When Used As a Fuel for a Spark Ignition Engine", Fuel, 1651-1659, (2008)
  5. Mueller, G. P., "Landfill Gas Application Development of the Caterpillar G3600 Spark-Ignited Gas Engine", Trans. ASME J. Engineering for Gas Turbines and Power, 117(4), 820-825, (1995) https://doi.org/10.1115/1.2815470
  6. Lee, S., Park, S, Park, C., Kim, C., Lee, J., and Woo, S., "Effects of Inert Gas Composition Variations in Biogas on the Performance of a SI Engine", KIGAS, 16(5), 14-20 (2012) https://doi.org/10.7842/kigas.2012.16.5.14
  7. Park, C., Lee, S., Kim, G., Won, S., and Lee, J., "A Study on Applicability to Dual-Fuel Engine of Low Caloric Gas", KIGAS, 14(1), 15-20, (2010)
  8. Lee, S., "Effects of Spark Plug Changes on Performance of an SI Engine Fueled by Gaseous Fuel", KIGAS, 17(6), 27-32, (2013) https://doi.org/10.7842/kigas.2013.17.6.27
  9. Park, S., Park, C., Lee, S., and Kim, G., "A Study on the Combustion Characteristics of a Generator Engine Running on a Mixture of Syngas and Hydrogen", KSME, 35(7), 693-699, (2011) https://doi.org/10.3795/KSME-B.2011.35.7.693