Abstract
A CFD (Computational fluid Dynamics) research is conducted for the investigation of the fuel alteration of MBTU (medium-Btu) gas in IGCC gas turbine combustor. The computational analysis method of the gas turbine combustor is constructed by incorporating MBTU gas reaction and fuel NOx models into commercial CFD code. With the use of the present analysis method, comparisons are made on the flow velocity, the chemical species and the temperature distributions, and on the flame shape and behavior of gas turbine combustor firing natural gas and MBTU gases (coal gas, heavy residue oil gas). Furthermore, the NOx formation characteristics and the turbine matching condition of the combustor are analyzed. Based on the computed analysis results, the present study provides the directions for the redesign and the design modification of IGCC gas turbine combustor firing MBTU gas as alternative fuel.
IGCC용 가스터빈 연소기의 중발열량 가스 연료 대체성 및 호환성 검토를 위한 전산유체역학적 연구를 수행하였다. 연소기 전산해석 방법은 기존의 상용 CFD코드의 해석체계에 중발열량 가스연료의 화학반응 모델 및 fuel NOx 모델등을 추가적으로 결합하여 구성하였다. 본 해석방법을 이용하여, 천연가스와 IGCC 용 대체가스(석탄가스, 중잔사유 가스) 연소시의 연소기 내부 유동속도, 화학종, 온도 분포들과 화염 형상 및 거동을 비교하였고, 더 나아가 NOx 생성특성과 터빈과의 matching 조건도 분석하였다. 이러한 전산해석결과들을 바탕으로, 본 연구는 중발열량 가스를 대체연료로 사용하는 IGCC용 가스터빈 연소기의 설계 개선 및 재설계 방향을 제시하였다.