報告書番号

M10024

タイトル（和文）

新種液体燃料のガスタービンへの適用性評価 －ジャトロファニートおよびジャトロファメチルエステルの燃焼特性－

タイトル（英文）

Applicability Survey of Liquid Fuels for Gas Turbines - Fundamental Combustion Characteristics of Jatropha neat and its methyl ester -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では、ガスタービン代替燃料の候補の一つとして挙げられるジャトロファ油について、そのニート（JPO）とメチルエステル（JME）の噴霧特性および基礎的な燃焼特性を明らかにするため、燃料噴霧試験および大気圧燃焼試験を実施した。JPOおよびJMEと軽油の混合燃料についても、混合割合を変えて燃焼試験を実施した。その結果、排ガス中NOx濃度については、JPOおよびJMEの混合割合に関わらず、大きな差異は見られなかった。JPOに関しては、燃焼器出口温度が低く、かつ、燃焼負荷が低い条件において、JPO混合割合の増加と共に排ガス中CO濃度が増加した。JMEについては、JME混合割合に関わらず、排ガス中CO濃度に大きな差異は見られなかった。輝炎からの放射と排ガス中のすす濃度は、JPOおよびJMEの混合割合の増加と共に、大きく低下し、燃焼器壁面温度の低減が期待できることが分かった。JPOは動粘度が高いため、燃料温度を上げて動粘度を下げ、噴霧粒径を制御することが考えられるが、ノズル内のコーキングが懸念されることが分かった。それに対し、軽油等の動粘度の低い燃料との混合は、コーキングを防止しながら動粘度を低く抑えて噴霧粒径を制御することができ、有効な対策であると考えられる。JMEについては、特に問題点が見られず、専焼も可能であると考えられる。

概要 （英文）

Jatropha oil is one of possible alternative biomass fuels to liquid fossil fuels for gas turbine combustor. In this research, the fuel atomizing property and fundamental combustion characteristics of Jatropha neat (JPO) and Jatropha methyl ester (JME) are investigated by conducting fuel spray tests and combustion tests in an atmospheric pressure condition. Combustion tests using blended fuels of JPO or JME with diesel fuel in various blending ratio are also performed. As a result, it was found that there is no considerable difference in the NOx concentration in exhaust gas regardless of fuel blending ratio of JPO or JME. In the low combustor exit gas and low combustion load condition, the increase in CO concentration in exhaust gas with blending ratio of JPO was found. On the other hand, there was no drastic change in CO concentration for the blended fuel of JME with diesel fuel. It is also found that flame radiation energy and soot concentration in exhaust gas decrease drastically with the increase of fuel blending ratio of JPO or JME. From this result, decrease in combustor wall temperature is expected when JPO or JME is blended to fossil fuel. Although the coking problem in the fuel nozzle is concerned from the results of 4 hour combustion test using 100% of JPO with temperature of 120 degree C, this problem can be avoided by blending JPO to fossil fuel with low kinematic viscosity such as diesel fuel. As for JME, it is considered that there is no problem for using JME as an alternative fuels for gas turbine combustor.

報告者

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