• 에너지공학
• /
• 제21권2호
• /
• pp.179-186
• /
• 2012

온실가스의 증가로 인한 기후변화가 큰 이슈로 대두되고 있는 시점에서 순산소발전 실증사업은 화석에너지를 이용한 발전 부문의 이산화탄소 저감을 위한 한 가지 방안으로 주목을 받고 있다. 순산소발전 실증사업으로 인해 발생하는 전력공급 편익, 온실가스 저감 편익, 환경오염 물질 배출저감 편익, 국내외 시장 진출로 인한 부가가치 창출편익을 추정한다. 이러한 배경 하에서 내부수익률, 편익/비용 비율, 순현재가치의 기준을 이용하여 순산소발전 실증사업의 경제적 타당성을 분석하고자 한다. 순산소발전 실증사업의 경제적 타당성을 분석한 결과, 순산소발전 실증사업의 순현재가치, 편익/비용 비율, 내부수익률은 각각 681,620백만원, 1.69, 21.4%로 분석되었다. 이 분석결과들은 각각 0, 1.0, 5.5%를 초과하므로, 3가지 경제성 판단 지표 모두 본 사업이 경제적 타당성을 확보함을 의미한다. 이러한 분석 결과는 화력발전부문의 온실가스 저감을 위한 정책결정에 있어서 유용하게 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권11호
• /
• pp.957-964
• /
• 2010

본 연구에서는 친환경 연소로서 순산소 연소의 내제한 문제점에 대하여 논의하고 있다. 그 중 DDT의 발전에 의해 발생되는 강한 압력 충격파에 의한 구조물의 손상에 대한 내용을 다루고 있다. 이를 위하여 DDT에 대해 인식시키기 위하여 기본적인 개념과 더불어 이를 발전시키는 요인들에 대해서 논의해 보았다. 그리고 순산소 연소의 DDT 발생에 의한 압력파 생성과 더불어 이에 따른 구조물 손상을 설명하기 위하여 순산소 연소를 사용하는 친환경 용융로(미분탄과 순산소 연소를 사용한 용융로) 내부의 풍구 손상을 AUTODYN hydrocode를 이용하여 모델링하였다. 이를 통하여 순산소 연소에 내제된 위험성에 대하여 살펴보았다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권1호
• /
• pp.35-43
• /
• 2010

본 연구에서는 물을 재순환하는 이상적인 순산소 발전시스템의 작동조검 변화에 따른 성능해석을 수행하였다. 순산소 발전시스템에서의 터빈은 작동유체의 연소기 출구온도에 따라 증기터빈 또는 가스터빈을 사용할 수 있다. 본 연구의 순산소 사이클에서는 터빈입구온도를 가스터빈 수준으로 가정하였으며, 터빈출구의 과열도 증대를 위해 재열시스템을 채택하였다. 또한 터빈출력 증대를 위해 터빈출구 압력을 진공상태로 가정하였으며, 이에 따라 가스터빈 출구에서 추가의 팽창과정이 요구된다. 터빈입구온도, 압력비, 응축기압력과 같은 중요 작동 조건의 변화에 따른 시스템 성능이 해석되었으며, 시스템 구성 변화에 따른 효율 변화도 검토하였다. 결론에서는 성능을 최적화시키면서 고순도의 이산화탄소 회수가 가능한 순산소 발전시스템의 최적 작동조건을 제안하였다.

• 전기저널
• /
• 통권425호
• /
• pp.44-49
• /
• 2012

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
• /
• pp.1848-1849
• /
• 2011

Oxy-PC 발전시스템은 화석 연료를 연소하는 과정에서 발생하는 다량의 이산화탄소를 회수처리 하기위해 고려되고 있는 방법 중 하나이며, 신규 발전 시스템은 물론이며 기존 발전시스템에도 개조 과정을 거쳐 적용이 용이한 장점이 있다. 하지만 현재 국내에 해당 시스템의 적용 사례는 없을 뿐만 아니라 설계 기술의 확보도 부족한 실정이다. 따라서 순산소 연소 시 발생하는 복합적인 문제를 사전에 예측하고 시스템 구현 과정에서 발생되는 시행착오를 최소화하기 위해서는 순산소 연소 공정모델을 반영한 Dynamic Engineering Simulator 개발이 요구된다. 본 논문에서는 Oxy-PC 발전 시스템의 특징을 기존 공기 연소 발전 시스템과 비교하여 설명하고 Oxy-PC 발전 플랜트용 Dynamic Engineering Simulator 개발 절차에 대해 기술한다.

• 한국연소학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.30-45
• /
• 2012

An existing unit of power plant is considered to refurbish it for possible application of carbon capture and storage(CCS). Conceptual design of the plant includes basic considerations on the national and international situation of energy use, environmental concerns, required budget, and time schedule as well as the engineering concept of the plant. While major equipment of the recently upgraded power plant is going to be reused, a new boiler for air-oxy fired dual mode operation is to be designed. Cryogenic air separation unit is considered for optimized capacity, and combustion system accommodates flue gas recirculation with multiple cleaning and humidity removal units. The flue gas is purified for carbon dioxide separation and treatment. This paper presents the background of the project, participants, and industrial background. Proposed concept of the plant operation is discussed for the possible considerations on the engineering designs.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제56권5호
• /
• pp.647-654
• /
• 2018

지구 온난화 문제 해결과 온실가스 감축을 위하여 화력발전소를 중심으로 순산소 연소를 통한 $CO_2$ 포집 기술이 개발되었으나, 산소 생산 비용이 높아 경제성이 떨어지는 문제를 가지고 있다. 순산소 연소에 필요한 대량의 산소(>2,000 tpd)를 생산하는 방법은 초저온 공기분리장치(ASU: Air Separation Unit)가 가장 적합한 것으로 알려져 있으나, 대부분 고순도(>99.5%) 산소 생산에 최적화되어 건설되었다. 이런 초저온 공기분리장치에서 순산소 연소에서 사용이 가능한 낮은 순도(90~97%)의 산소를 생산하고 공정을 최적화할 경우, 공정 효율이 높아져 산소 생산 비용 절감이 가능하다. 본 연구에서는 순산소 연소 발전시스템에 산소를 공급할 수 있는 초대형(>2,000 tpd $O_2$) ASU 개발을 위하여 공정 분석 및 비교 평가를 수행하였다. 상용 프로그램인 AspenHysys를 이용하여 산소 순도에 따른 회수율 및 전력소모량을 계산하고 공정의 효율을 평가하였다. 그 결과 ASU를 통해 순산소 연소에 공급되는 산소는 약 95%가 최적이며, 생산 공정 최적화 시 약 12~18%의 전력소모량 절감이 가능한 것을 확인 할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제59권1호
• /
• pp.60-67
• /
• 2021

본 연구에서는 CO2 포집을 포함하는 500 MWe 급 전기를 생산하는 순산소 석탄화력발전소에 대한 공정흐름도를 제시하였고, 기술경제성 평가를 수행하였다. 이 석탄화력발전소는 순환 유동층 보일러(CFB), 초초 임계 증기 사이클 증기 터빈, 보일러에서 배출되는 배기가스내 수분과 오염물질을 제거하는 배기가스 정제 장치(FGC), 산소 분리 초저온 공정(ASU), 이산화탄소를 분리하는 극저온 공정(CPU)을 포함한다. 건식 배기가스 재순환(FGR)은 CFB연소기내 온도 제어와 고농도 CO2 배출을 위하여 사용되었다. 이 순산소 석탄화력발전소의 열효율을 증가시키기 위하여 FGR 흐름에 대한 열교환, ASU에서 배출되는 질소 흐름에 대한 열교환, 그리고 CPU 내 기체 압축기의 열 회수를 고려하였다. FGR열교환기의 온도차(ΔT)의 감소는 배기가스의 더 많은 폐열 회수를 의미하며, 전기 및 엑서지 효율을 증가시켰다. FGR열교환기의 ΔT가 10 ℃ 에서 FGR과 FGC 주변의 연간 비용이 최소가 되었다. 이때, 전기 효율은 39%, 총투자비는 1371 M$, 총생산비용은 90 M$, 그리고 투자수익률은 7%/y, 그리고 투자회수기간은 12년으로 예측되었다. 본 연구를 통하여 순산소 석탄화력발전소의 열효율 향상을 위한 열교환망이 제시되었고, FGR 열교환기의 최적 운전 조건이 도출되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
• /
• pp.3169-3174
• /
• 2008

Future power plants will be required to adopt some type of carbon capture and storage (CCS) technologies to reduce their CO2 emissions. One of distinguished CCS techniques expected to resolve the green house effect is to apply the oxy-fuel combustion technique to power plant, and a lot of research/demonstration programs have been going on in the world. In this paper, CO2-capturing power plants based on gas turbine and oxy-fuel combustion are investigated over several types of configurations. As a prior step, simulation model for 500 MW-class combined cycle power plant was set and was used as a reference case. The efficiencies of several power plants was compared and the advantages and disadvanteges was investigated.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
• /
• 대한설비공학회 2006년도 동계학술발표대회 논문집
• /
• pp.81-81
• /
• 2006