Abstract
In this, three types of natural gas were employed to investigate the effect of low-calorific natural gas on the performance of and emissions from a heavy-duty CNG engine. The performance and emission characteristics were analyzed by conducting a full-load test, WHSC mode test, and WHTC mode test. The results showed that the torque of low-calorific natural gas with $9,800kcal/Nm^3$ of higher heating value decreased by 4.4 compared to that of the current natural gas with $10,400kcal/Nm^3$ of heating value. With low-calorific fuels, CO, $CO_2$, and $NO_x$ emissions decreased. However, THC emissions increased. According to the WHSC and WHTC mode test results, the thermal efficiency increased and the emission characteristics showed a similar trend to the full-load test results. Low-calorific natural gases cause a decrease in torque at full-load operation conditions and an increase in hydrocarbon emissions.
본 연구에서는 저발열량 천연가스가 현재 상용되고 있는 대형 천연가스 엔진에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 3종류의 연료를 적용하였다. 전부하 운전조건과 WHSC 및 WHTC 모드 테스트를 수행하여 엔진성능 및 배기특성을 분석하였다. 실험결과 전부하 실험에서 토크성능이 $9,800kcal/Nm^3$의 발열량을 갖는 저발열량 가스의 경우 현행 천연가스($10,400kcal/Nm^3$)를 사용한 결과에 비해 4.4% 감소하였다. 저발열량 연료를 사용하였을 때 일산화탄소, 이산화탄소 및 질소산화물의 배출량은 감소하였지만, 탄화수소의 배출량은 증가하였다. WHSC 및 WHTC 실험결과 저발열량 연료에서 열효율이 증가하였으며 배기특성은 전부하 실험결과와 유사한 경향을 보였다. 저발열량 천연가스를 사용할 경우 제원상의 출력을 만족하기 어렵고, 탄화수소의 배출이 증가하는 문제점을 확인하였다.