Θερμογόνος Δύναμη

Η χαμηλότερη θερμογόνος δύναμη (LHV) ή η υψηλότερη θερμογόνος δύναμη (HHV) ενός αερίου είναι ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή ενός κινητήρα αερίου ή μιας μονάδας συμπαραγωγής. Η απόδοση των κινητήρων αερίου υπολογίζεται συνήθως με βάση την LHV του αερίου.

Όταν καίγεται ένα υδρογονανθρακικό καύσιμο, ένα από τα προϊόντα της καύσης είναι το νερό. Η ποσότητα του νερού που παράγεται εξαρτάται από την ποσότητα υδρογόνου που περιέχει το καύσιμο. Λόγω των υψηλών θερμοκρασιών καύσης, το νερό αυτό παίρνει τη μορφή ατμού, ο οποίος αποθηκεύει ένα μικρό μέρος της ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την καύση ως λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης. Με απλά λόγια, ως θερμική ενέργεια που αποθηκεύεται στην εξατμισμένη «κατάσταση» του νερού.

Η συνολική ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την καύση μιας μονάδας καυσίμου, η HHV ή HCV, περιλαμβάνει τη λανθάνουσα θερμότητα που αποθηκεύεται στο εξατμισμένο νερό. Σε ορισμένες εφαρμογές είναι δυνατό να συμπυκνωθεί αυτός ο ατμός ξανά στην υγρή του κατάσταση και να «ανακτηθεί» ένα μέρος αυτής της ενέργειας. Ωστόσο, οι θερμοκρασίες των καυσαερίων του κινητήρα είναι υψηλότερες από εκείνες στις οποίες ο υδρατμός θα συμπυκνωνόταν και, ως εκ τούτου, ο ατμός «διαφεύγει» μαζί με τα καυσαέρια, μεταφέροντας μαζί του την αποθηκευμένη ενέργεια.

Η ποσότητα θερμότητας που διατίθεται από ένα καύσιμο μετά την αφαίρεση της λανθάνουσας θερμότητας εξάτμισης, της LHV ή LCV, από την HHV, είναι αυτή που διατίθεται όταν το καύσιμο καίγεται σε έναν κινητήρα. Η ενέργεια που εισάγεται σε έναν κινητήρα αερίου πρέπει να ορίζεται με βάση την LHV του καυσίμου.

Οι προμηθευτές καυσίμων συνήθως αναφέρουν την HHV και αυτή η μέτρηση θα χρησιμοποιείται όταν εφαρμόζονται χρεώσεις ανά kWh για το καύσιμο. Στην περίπτωση του φυσικού αερίου, η αναλογία HHV προς LHV είναι περίπου 1,108:1. Επομένως, κατά την εκτέλεση μιας ανάλυσης κόστους-οφέλους για μια εφαρμογή CHP, πρέπει να χρησιμοποιείται ο αριθμός HHV.

Ο LHV ενός καυσίμου καθορίζει τον απαιτούμενο ρυθμό ροής καυσίμου κατά την είσοδο στον κινητήρα, επειδή η συνολική ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την παραγωγή μιας συγκεκριμένης ισχύος εξόδου από τον κινητήρα είναι καθορισμένη και σταθερή. Επομένως, ο ρυθμός ροής του αερίου πρέπει να είναι τέτοιος ώστε να παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια.

Το καύσιμο LHV συνήθως αναφέρεται σε μονάδες^kWh/Nm3 και, επομένως, εάν είναι γνωστή η ενέργεια που εισάγεται στον κινητήρα, η ροή αερίου σε^m3/hr μπορεί εύκολα να υπολογιστεί.