• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1668_1669
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• 2009

보일러 연료제어의 근본 목적은 보일러 입력에너지와 출력에너지 간의 평형을 유지하는 것이다. 보일러 출력에너지는 유출증기가 가지고 나가는 총 에너지에 해당하고, 입력에너지는 보일러에 공급되는 연료의 연소에 의해 발생하는 열 에너지에 해당한다. 보일러 연료의 공급과 연소제어에는 여러 가지 변수가 상존하고 있으며, 이 변수들의 영향을 잘 반영하여 필요한 연료량을 실시간으로 정확히 제어하는 것이 결코 쉬운과제가 아니다. 석탄연소발전소의 주연료는 당연히 석탄이며 석탄을 입자가 매우 적은 미분탄으로 가공해서 연소하는 '미분탄 연소방식'을 많이 사용한다. 석탄의 공급과 연소에 영향을 미치는 인자로는 도입 탄종 변화에 따른 발열량, 수분함유량, 기타 성분의 변화가 있으며, 미분기 특성 및 성능변화, 연소용 공기 공급상태 변동에 따른 연소상태변화 등을 들 수 있다. 이 논문에서는 국내 석탄화력 발전소에서 가장 많이 사용하고 있는 전형적인 보일러 연료제어 전략과 알고리듬을 분석하였으며, 여기서 습득한 이론을 바탕으로 내년에는 실제 발전소에 적용할 연료제어로직을 설계할 예정이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권5호
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• pp.489-497
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• 2006

국내 무연탄을 사용하는 미분탄 화력보일러(영동화력 2호기)를 대상으로 비교적 고효율, 저비용으로 전기를 생산하는 청정보일러인 순환유동층 보일러로의 전환 시 경제성 평가 및 민감도 분석을 수행하였다. 경제성 평가는 크게 순환 유동층 보일러로의 전환 시와 기존의 미분탄 보일러를 유지 시에 각각의 투자금액에 대한 경제성 평가와 이의 비교를수행하였으며, 더불어 전력시장의 상황 변화에 따른 경제성 민감도 분석을 수행하였다. 경제성 평가 결과, 현 상태에서는 전력산업기반기금이 지원을 받고 있는 무연탄 발전사업의 특성상 기존 보일러를 유지하는 것이 경제성 지표가 더 좋은 것으로 평가되었으나, 전력산업기반기금의 지원 형태 및 그 규모에 따라 순환유동층으로의 전환이 장기적 발전사업 및 기반기금의 효율적 집행 그리고 국가 에너지 이용률에 있어 더 좋은 경제 지표를 나타내는 것으로 평가되었다

• 대한환경공학회지
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• 제30권5호
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• pp.552-559
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• 2008

접선 연소식 미분탄 보일러의 연소특성 분석을 위한 3차원 전산해석 연구를 수행하였다. 해석 결과의 건전성 검증을 위하여 보일러 출구, 즉 절탄기 후단에서의 가스 온도, O$_2$, NO, CO 농도를 발전소의 실제 측정 결과와 비교하였다. 실제 발전소의 운전조건을 기준으로 보일러내의 가스온도, 속도 분포를 해석하였으며 주요 가스농도인 O$_2$, CO, CO$_2$, NO의 분포와 char 입자 궤적을 구하였다. 본 연구를 통하여 최종과열기 전단에서의 가스 온도가 불균일하게 분포함을 알 수 있었으며, 이는 보일러 상부 연소로에서의 잔류 선회유동의 결과인 것으로 파악되었다. 불균일한 가스온도 분포에 대한 해석결과는 접선연소식 미분탄 보일러에서 자주 발생하는 튜브 파손을 방지하는데 있어 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권10호
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• pp.1065-1073
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• 2006

영흥 화력발전소 1호기 보일러에서 발생된 미연분은 석탄 회의 재활용 및 보일러 효율 측면에서 문제를 일으키고 있었다. 본 연구에서는 미연분 및 사용 석탄의 특성과 현장의 연소조건 분석을 수행하고 보일러 운전조건을 변경하므로서 보일러에서 발생되는 미연분을 저감하고자 하였다. 미연분의 물리, 화학적 분석 결과 대부분 중공(中空)형태의 Cenosphere와 뭉쳐진(Agglomerated) 형태의 Soot로 이루어져 있었다. 영흥 화력발전소에서 사용중인 6개 탄종에 대하여 Tar 및 Soot의 발생 가능량을 CPD(Chemical Percolation Devolatilization) 모델을 이용하여 조사한 결과, Sanseo, Ensham, Elk Valley 탄의 경우 그 발생 가능량이 비교적 적었으며 Peabody, Arthur, Shenhua 탄은 높았다. 영흥 화력발전소 1호기 보일러의 각 미분탄 공급관에서의 미분탄 공급량을 측정하였는데 코너 별로 공급되는 몇몇 버너에서 미분탄이 편중되어 공급되고 있음을 알 수 있었다. 이에 따라 soot가 주성분인 미연분의 산화율을 증가시키기 위하여 과잉공기량을 증가시키고 산화제와의 혼합정도를 높이기 위하여 SOFA(Separated Over Fire Air)의 yaw 각도를 적절히 조절함으로서 미연분의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권1호
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• pp.92-98
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• 2008

The flame image observation and analysis has been investigated for combustion monitoring and management of the pulverized coal firing for thermal power plant, especially for lower nitrogen oxide generation and safer operation. We aimed at obtaining the relationship between burner flame image information and emissions of nitrogen oxide and unburned carbon in furnace utilizing the flame image processing methods, by which we quantitatively determine the conditions of combustion on the individual homers. Its feasibility test was undertaken with Samchonpo thermal power plant #4 unit which has 24 burners, through which the system was observed to be effective for evaluating the combustion conditions and continuous monitoring to prevent future loss of ignition.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.311-316
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• 2004

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.61-67
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• 2008

본 논문은 발전소 보일러 및 제철소 고로의 미분탄 연소방식에 적용이 가능한 유량계 개발에 관한 연구로, 정전 용량을 이용한 미분탄 유량계를 개발하였다. 먼저 관에 흐르는 미분탄의 밀도 측정이 가능한 센서 및 회로를 설계하였고, 측정된 데이터를 분석하고 밀도를 계산하는 알고리즘을 구현하였다. 압송시스템에 설치된 로드셀의 출력 데이터와 측정된 데이터를 비교하여 개발된 유량계의 신뢰성을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.156-162
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• 2010

국내 미분탄 보일러의 로내 공기량 공급에 따른 연소특성 분석을 위한 3차원 전산해석 연구를 수행하였다. 보일러 연소해석 해석 결과의 건전성 검증을 위하여 보일러 출구, 즉 절탄기 후단에서의 가스 온도,$O_2$, NO, SOx 농도를 발전소의 실제 운전데이터와 비교하였다. 검증된 해석 결과를 기준조건으로 SOFA(Separated Over Fire Air)와 CCOFA(Closed Coupled Over Fire Air)에서의 연소 공기량을 변화시킨 경우 보일러내 NOx와 가스 온도 분포를 중심으로 각각의 경우를 비교하였다. 본 연구를 통하여 CCOFA보다는 SOFA 공기량의 변화에 따라 NOx 농도의 민감도가 더 큰 것을 알 수 있었으며 대류 전열부의 전열관군에서의 온도 분포가 다르게 나타나고 있어 가스온도 편차 방지를 위한 연소조정이 필요함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권4호
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• pp.548-555
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• 2017

본 연구는 560 MWe급 접선연소식 미분탄 보일러에서 공기단계연소에 의한 연소 및 NOx 배출 특성과 슬래깅성에 대하여 분석한 것이다. 이를 위해 고급 석탄 연소 모델이 적용된 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 이용하여 전체 연소공기의 당량비(SR)는 1.2로 고정하고, 버너 영역의 SR을 0.94에서 0.995까지 변화시켰다. 공기 배분의 변화에 따라 버너 영역 및 열교환기의 온도 및 전열량 분포가 변하지만 보일러의 전체 효율은 거의 동일하게 나타났다. 버너 영역의 SR이 0.94로 낮아지면 Fuel NO의 생성이 억제되어 절탄기 출구 NOx 배출량은 20% 감소하나, 미연분과 슬래깅성에는 큰 영향이 나타나지 않았다. 따라서, 이 보일러에서 NOx 배출 저감을 위해 공기배분을 조절하여 버너 영역의 SR를 낮추고 상부연소공기(OFA)의 값을 높여 운전하는 것이 타당함을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.9-17
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• 2009

본 논문은 발전소 보일러 및 제철소 고로의 미분탄 연소방식에 적용이 가능한 유량계 개발에 관한 연구로서 분체의 밀도와 속도로 미분탄의 유량을 측정하는 시스템을 개발하였다. 관에 흐르는 미분탄의 밀도는 관의 표면에 전극을 설치하여 기준극과 측정극사이의 커패시터를 이용하여 측정한다. 속도는 일정 거리에 두 개의 전극을 설치하고 이 전극으로부터 두 개의 파형을 교차 상관관계 알고리즘을 이용하여 계산하였다. 분체의 유량을 측정된 밀도와 속도에 의하여 계산한다. 이 시스템에 설치된 로드셀에 의한 데이터와 개발한 유량 측정 시스템의 데이터를 비교하여 신뢰성을 확인하였다.