Ermittlung der Partikelemissionen von Großgasmotoren unter Berücksichtigung verschiedener Betriebsparameter

Abstract

Als einer der führenden Anbieter von Gasmotoren ist es Teil der Unternehmensphilosophie von GE Jenbacher höchste Effizienz und die Einhaltung aktueller und vor allem zukünftiger Emissionsnormen zu vereinen.<br />Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Bestimmung der von Großgasmotoren emittierten Partikelmengen sowie die Ermittlung von Einflussfaktoren bzw., trotz deutlicher Unterschreitung vorgeschriebener Grenzwerte, die Beurteilung des Reduktionspotenzials.<br />Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit den Grundlagen der Aerosolphysik und den Mechanismen der Partikelentstehung. Ein Überblick der Messverfahren zur Charakterisierung partikelförmiger Emissionen wird gegeben und Messmethoden zur Bestimmung von Partikelmassen und -größenverteilungen werden erläutert. Weiters wird die Bedeutung der Probenahmetechnik beschrieben.<br />Der zweite Teil umfasst die Adaptation der Messtechnik sowie die Durchführung und Auswertung von Versuchsreihen an 2 verschiedenen Gasmotortypen. Der Einfluss der wichtigsten Betriebsparameter, Motorkomponenten und Betriebsstoffe auf die Bildung von partikelförmigen Emissionen wird aufgezeigt und statistisch ausgewertet. Gleichzeitig werden die Möglichkeiten und Potenziale zur Minderung der emittierten Partikelmengen dargestellt.<br />

As one of the leading manufacturers of gas engines it is part of the business philosophy of GE Jenbacher to unite highest efficiency and the compliance with current and above all future emission standards.<br />The objective of this work is the determination of the particle quantities emitted by large gas engines as well as the determination of factors of influence and, even though well below mandatory limits, the evaluation of the reduction potential.<br />The first part of the work deals with the fundamentals of aerosol physics and the mechanisms of the particle formation. An overview of the measuring procedures for the characterisation of particulate emissions is given and measuring methods for determination of particle masses and size distributions are described. Furthermore the meaning of the sampling technology is described.<br />The second part covers the adaptation of the measurement instrumentation as well as execution and evaluation of test series on 2 different gas engine types. The influence of the most important operating parameters, engine components and the operating supply items on the formation of particulate emissions is shown and evaluated statistically.<br />Possibilities and potentials for the reduction of the emitted particle quantities are presented.