Environmental Effects of Gas Conversion : Engines of Power Plants

Abstract

This thesis was made for Wärtsilä Finland’s Project Management team. The purpose of this study was to research how much it is possible to reduce emissions by gas conversion when the heavy fuel oil is replaced by the natural gas. The gas conversion means that the engine is converted to use either only gaseous fuel, or both gaseous and liquid fuels.

The combustion process produces different kinds of emissions. The carbon dioxide, sulphur dioxide, nitrogen oxides, particles and carbon monoxide are focused on in this study. Especially carbon dioxide contributes to the climate change and the sulphur dioxide and nitrogen oxides cause acidification. The emission calculation was made using the PerfPro calculation tool. The PerfPro calculation tool gives emission data for different types of engines.

The results were gathered into the column charts and the amounts of reductions have been given as percentages, because the exact emission levels are confidential. It is possible to make clear conclusions that the gas conversion causes positive effects on the emission levels. The natural gas is a pure fuel and the results are quite obvious. Only the amounts of carbon monoxide increased in some cases when using natural gas as a fuel. The higher carbon monoxide emissions are probably due to the combustion process.

Tämä opinnäytetyö tehtiin Wärtsilän Project Management -osastolle. Tämän työn tarkoitus oli tutkia, kuinka paljon on mahdollista vähentää päästöjä kaasukonversiolla, kun polttoaine vaihtuu raskaasta polttoöljystä maakaasuun. Kaasukonversio tarkoittaa sitä, että moottori muutetaan joko pelkästään kaasulla tai sekä kaasulla että nestemäisellä polttoaineella toimivaksi.

Polttoprosessi tuottaa aina erilaisia pakokaasupäästöjä. Tässä työssä keskityttiin hiilidioksidi-, rikkidioksidi-, typen oksidi-, partikkeli- ja hiilimonoksidipäästöihin. Etenkin hiilidioksidi voimistaa ilmastonmuutosta ja rikkidioksidi- ja typpioksidipäästöt aiheuttavat happamoitumista. Päästölaskelmat on tehty PerfPro -laskentatyökalun avulla. Perfpro -laskentatyökalu antaa päästötietoja eri moottoreille.

Saadut tulokset on koottu pylväsdiagrammeihin ja päästömäärän vähenemä on ilmoitettu prosenttilukuna, koska tarkat päästötiedot ovat luottamuksellisia. On mahdollista tehdä selkeitä johtopäätöksiä siitä, että kaasukonversio vaikuttaa positiivisesti päästöjen määriin. Maakaasu on puhdas polttoaine ja tulokset ovatkin suhteellisen ilmiselviä. Ainoastaan hiilimonoksidin määrä nousee joissakin tapauksissa, kun käytetään polttoaineena maakaasua. Korkeammat hiilimonoksidipäästöt johtuvat luultavasti polttoprosessista.