• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.109-110
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• 2013

This paper describes gas turbine combustion characteristics of synthetic natural gas which contains a small amount hydrogen content. By conducting ambient pressure high temperature combustion test at gas turbine relevant combustor geometry, the combustion characteristics such as combustion instability, NOx and CO emission, temperatures at turbine inlet, nozzle and dump plane, and flame structure from high speed OH chemiluminescence images were investigated when changing hydrogen content from zero to 5%. From the results, qualitative and quantitative relationships are derived between key aspects of combustion performance, notably NOx/CO emission and combustion instability. Natural gas containing hydrogen up to 5% does not show significant difference in view of all combustion characteristics except combustion instability. Only up to 1% hydrogen addition could not change the pressure fluctuation and phase gas between fluctuations of pressure and heat release. From the results, it can be concluded that synthetic national gas which contains 1% of hydrogen can be guaranteed for the stable and reliable operation of natural gas firing gas turbine.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.251-253
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• 2017

Prefilming air blast 연료노즐의 다상유동 해석을 수행하였다. 연료가 미립화되는 과정을 관찰하였으며 liquid film의 두께와 속도를 계산하였다. Slot에서 분사된 연료는 prefilmer surface에서 얇은 액막을 형성한 후 연료노즐 lip에서 액적으로 분열되었다. 또한 계산된 liquid film의 두께와 속도를 경계조건으로 하여 반응유동장 해석을 수행하였다. 분사된 액적은 venturi throat를 지나면서 기화되었고 연료노즐 하류에 반응영역이 형성되어 안정적으로 보염이 이루어졌다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.436-447
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• 2019

The circulating fluidized bed boiler has an advantage that can burn a variety of fuels from low-grade fuel to coal. In this study, for the design of a circulating fluidized bed boiler using wood pellets, a circulating fluidized bed combustion test device using no external heater was manufactured and used. According to the increase of co-combustion rate with wood pellet, combustion fraction and heat flux by combustor height were measured and pollutant emission characteristics were analyzed. In terms of combustibility, the effect on primary and secondary air ratio were also studied. In addition, as a result of analysis of the effect of corrosive nanoparticles on the combustion of coal with wood pellets, it was confirmed that coal is mostly composed of Ca and S, whereas wood pellets are mostly composed of K, Cl, and Na.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.320-327
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• 2002

In concert with the growing emphasis placed on distributed power generation there will be a need, in the first decade of the 21th century, for a compact thermal energy system capable of providing the total energy needs of individual homes. A natural gas fueled co-generation micro-turbine with ultra low emission will meet this need. Market opportunities for a distributed micro turbine co-generation system are projected to increase dramatically. In this paper, It was determined that with current state of art component performance levels, metrallic materials, thermal efficiency goal of $28\%$ at sea level standard day conditions are attainable. Higher overall thermal efficiency of $78\%$ is attainable with micro-turbine combined with exhaust fired boilers.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.12-12
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• 1998

국제 공동 가스터빈 엔진 개발 프로그램인 ASE120 사업은 항공기용 터보팬 엔진을 Low Emission 산업용 엔진으로의 개조사업으로서 현대우주항공, AlliedSignal, AIDC(대만), SPHT(대만) 등이 참여하고 있다. 본 사업을 통한 주요 개조 부품인 연소기의 경우, 산업용 엔진의 특성상 장시간의 수명이 보장되어야 하고 Dry Low NOx 연소실 형태로 배기가스 규제의 요구조건을 만족하여야 하므로 일반 항공기용 연소기와 구조적으로 첨예한 변화가 발생하여 구조 및 수명해석을 통한 구조적 안전성과 요구 수명에 대한 평가가 절대적으로 요구되었다. 당 엔진의 요구수명은 30년으로 cold section part의 경우 180,000시간, hot section의 경우 90,000시간의 수명을 목표로 개발되었으며, 연소기 최적설계를 위해 구조/수명 해석결과가 개발과정 중 설계에 지속적으로 반영되어 추진되었다. 연소기의 구조해석은 해석용 tool로서 ANSYS53을 활용하였고 수명예측은 AlliedSignal사의 Material Database 및 Inconel사 재질 data를 근간으로 수행하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.24-34
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• 2003

For gaseous fuel combustion with inherent $CO_2$ capture and low NOx emission, chemical-looping combustion may yield great advantages for the savings of energy to $CO_2$ separation and suppressing the effect on environment, In chemical-looping combustor, fuel is oxidized by metal oxide medium in a reduction reactor. Reduced particles are transported to oxidation reactor and oxidized by air and recycled to reduction reactor. The fuel and the air are never mixed, and the gases from reduction reactor, $CO_2$ and $H_2O$, leave the system as separate stream. The $H_2O$ can be easily separated by condensation and pure $CO_2$ is obtained without any loss of energy for separation. In this study, five oxygen carrier particles such as NiO/bentonite, NiO/YSZ, $(NiO+Fe_2O_3)VYSZ$, $NiO/NiAl_2O_4$, and $Co_{\chi}O_y/CoAl_2O_4$ were examined &om the viewpoints of reaction kinetics, oxygen transfer capacity, and carbon deposition characteristics. Among five oxygen particles, NiO/YSZ particle is superior in reaction rate, oxygen carrier capacity, and carbon deposition to other particles. However, at high temperature ($>900^{\circ}C$), NiO/bentonite particle also shows enough reactivity and oxygen carrier capacity to be applied in a practical system.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.251-257
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• 2012

본 연구에서는 이중원추형 버너가 장착된 고압연소기를 이용하여 입구공기온도, 공기비 그리고 연소실 압력조건에 따른 NOx 배출 특성을 실험적으로 조사하였다. 배기가스 온도와 NOx 배출량은 동일한 연소실 끝단지점에서 측정되었다. NOx 배출량은 공기비가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 입구공기 온도와 연소실의 압력이 높아질수록 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 입구공기 온도의 증가는 희박 영역에서 가연한계를 증가시켜 높은 단열화염 온도를 가짐에도 불고하고 저감된 NOx 배출 수준을 얻을 수 있었다. 연소실 압력이 증가할수록 Thermal NOx의 영향을 받는 영역에서의 NOx 배출은 큰 폭의 상승을 보였으나, 공기비가 1.8이상인 영역에서는 적은 연료량으로 인하여 적은 상승폭을 나타내었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2940-2945
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• 2008

The scale of 2.4 MW MCFC was taken to construct a high-efficiency and economical power generation system without CO2 emission into the atmosphere for utilizing its exhaust gas. The conventional steam turbine power generation system (STGS) was evaluated and the net generated power (NGP) was estimated to be only 133 kW and the STGS is not economically feasible. A CO2-caputuring repowering system was proposed, where low temperature steam (LTS) produced at HRSG by using exhaust gas from MCFC is utilized as a main working fluid of a gas turbine, and the temperature of LTS was raised by combusting fuel in a combustor by using pure oxygen, not the air. It has been shown that NGP of the proposed system is 264 kW, and CO2 reduction amount is 608 t-CO2/y, compared to 306 t-CO2/y of STGS. The CO2 reduction cost was estimated to be negligible small, even when the costs of oxygen production and CO2 liquefaction facilities etc. were taken into account.

• 청정기술
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• 제14권2호
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• pp.117-122
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• 2008

중발열량 석탄 합성가스의 연소 및 NOx 발생 특성에 대한 이론적 해석을 수행하였다. 석탄 합성가스는 CO, $H_2,\;CO_2,\;N_2$가 주성분이고, 미량의 $CH_4$ 및 $NH_3$를 함유하는 것으로 가정하였다. 열화학적 해석을 통해 합성가스 연소 시의 화염 온도, 배기가스의 주요 및 부차적 화학종들의 조성, 열 및 연료 NOx 발생량을 계산하였다. 또한 합성가스 중의 $CH_4$ 및 $NH_3$ 성분이 연소 및 NOx 발생에 미치는 영향을 검토하였다. 본 석탄 합성가스들의 계산결과들을 토대로 가스터빈 연소기의 NOx 저감 설계에 필요한 기본 방향과 기준을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권4호
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• pp.249-256
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• 2017

예혼합연소의 경우 연소시스템의 크기가 작고, 낮은 CO 및 NOx 배출 등의 많은 장점을 가지고 있어 고효율 저공해 가정용 응축보일러에 많이 적용되고 있다. 본 연구에서는 Metal Fiber와 Throttle Body를 적용하여 예혼합 연소시스템을 구성하여 연소특성을 분석하였다. 실험결과 Metal Fiber, Throttle Body 및 Baffle Plate의 조합을 통하여 열용량 6,250-25,000 kcal/h 조건에서 매우 안정적인 청염을 형성하였다. 배기가스의 경우 질소산화물은 당량비 0.724에서 0.795 조건에서 11 ppm 이하로 배출되었고 일산화탄소의 경우 동일 당량비 조건에서 50 ppm 이하로 배출되었다. 가정용 응축보일러의 중요 지표인 열효율의 경우 당량비 0.750 조건에서 96.3% 이상으로 측정되어 고효율 저공해 예혼합 연소시스템의 가능성을 확인하였다.