II. ユニバーサル炭素・酸素バランス法
ユニバーサル炭素・酸素バランス法においては、湿り排気ガス質量流量(GEXHW)は下記1. の連立方程式の解として算出する。
なお、以下の計算を行うに当たっては、CWは無視しても差し支えない。
1. 連立方程式(注1)(注2)
(注1)以下の各計算式中[ ]を付した量は計測値、その他は未知数。
(注2)ユニバーサル炭素バランス法の場合は20元、同炭素バランス法の場合は21元連立方程式となる。
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(1)炭素/酸素の投入量と排出量のバランス
次のa)又はb)の何れかの計算式を採用する。
a)ユニバーサル炭素バランス法
b)ユニバーサル酸素バランス法
(2)投入質量と排出質量のバランス
(3)排気ガスと排気ガス成分の体積流量バランス
(注)コードテキストによれば、(2-44)式分母の第2項はNUE×1.608×100となっているがこれは誤りで、上記が正しい。
2. ユニバーサル炭素/酸素バランス法の計算に使用する計測値(17項目)
GFUEL |
燃料質量流量(kg/h) |
ALF |
燃料の水素含有率(%, m/m) |
BET |
燃料の炭素含有率(%, m/m) |
GAM |
燃料の硫黄含有率(%, m/m) |
EPS |
燃料の酸素含有率(%, m/m) |
DEL |
燃料の窒素含有率(%, m/m) |
NUE |
吸気の含水率(%, m/m) |
ETA |
吸気のN2含有率(%, m/m) |
Ha |
吸気の絶対湿度(g/kg) |
TAU |
吸気のO2含有率(%, m/m) |
CO2AIR |
吸気のCO2濃度(%, v/v) |
CO2D |
乾き排ガス中CO2濃度(%, v/v) |
NO2D |
乾き排ガス中NO2濃度(ppm) |
COD |
乾き排ガス中CO濃度(ppm) |
NOD |
乾き排ガス中NO濃度(ppm) |
HCW |
湿り排ガス中HC濃度(ppmC1) |
CW |
湿り排ガス中すす濃度(mg/m3) |
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3. ユニバーサル炭素/酸素バランス法の計算における未知数(20+1元)
GAIRW |
湿り吸気流量(kg/h) |
TAU2 |
完全燃焼によって消費される酸素の湿り吸気に湿る割合(%, m/m) |
GEXHW |
湿り排ガス質量流量(kg/h) |
VEXHW |
湿り排ガス体積流量(m3/h) |
VEXHD |
乾き排ガス体積流量(m3/h) |
VCO2 |
排ガス中CO2流量(m3/h) |
VCO |
排ガス中CO流量(m3/h) |
VNO2 |
排ガス中NO2流量(m3/h) |
VNO |
排ガス中NO流量(m3/h) |
VSO2 |
排ガス中SO2流量(m3/h) |
VH2O |
排ガス中H2O流量(m3/h) |
VO2 |
排ガス中O2流量(m3/h) |
VHC |
排ガス中VHC流量(m3/h) |
VN2 |
排ガス中N2流量(m3/h) |
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CO2W |
湿り排ガス中CO2濃度(%, v/v) |
COW |
湿り排ガス中CO濃度(ppm) |
NO2W |
湿り排ガス中NO2濃度(ppm) |
NOW |
湿り排ガス中NO2濃度(ppm) |
O2W(注) |
湿り排ガス中NO2濃度(%, v/v) |
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EXHDENS |
湿り排ガスの密度(kg/m3) |
KWEXH |
乾き/湿り補正係数 |
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(注)O2Wはユニバーサル酸素バランス法による場合の未知数。 |
4. 物性値
(1)原子量
記号 |
原子の種類 |
原子量(kg/kmol) |
記号 |
原子の種類 |
原子量(kg/kmol) |
AWC |
炭素 |
12.011 |
AWO |
酸素 |
15.9994 |
AWH |
水素 |
1.00794 |
AWS |
硫黄 |
32.060 |
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(2)分子量(kg/kmol)
記号 |
分子の種類 |
分子量(kg/kmol) |
記号 |
分子の種類 |
分子量(kg/kmol) |
MWH2O |
水蒸気 |
18.0152 |
MWO2 |
酸素 |
31.9988 |
MWN2 |
窒素 |
28.0134 |
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(3)気体の標準体積(m3/kmol)
記号 |
気体の種類 |
標準体積(m3/kmol) |
記号 |
気体の種類 |
標準体積(m3/kmol) |
MVCO |
一酸化炭素 |
22.400 |
MVCO2 |
二酸化炭素 |
22.262 |
MVHC |
炭化水素 |
22.4(注)概数 |
MVH2O |
水蒸気 |
22.401 |
MVO2 |
酸素 |
22.393 |
MVN2 |
窒素 |
22.402 |
MVSO2 |
亜硫酸ガス |
21.891 |
MVNO |
一酸化窒素 |
22.389 |
MVNO2 |
二酸化窒素 |
22.4(注)概数 |
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