Advanced flame quality indicator for emission control

저공해 연소를 위한 화염진단장치의 특성

It is very important to improve the combustion efficiency and reduce pollutant emission in order to save energy and environment. Especially, thermal NOx has been reduced through monitoring burner flame, because the thermal NOx is strongly related to flame characteristics. In this work, a flame-monitoring system was fabricated with photodiode, optical fiber, interference filter and data acquisition system, and it was applied to a lab-scale methane combustion system and a testing facility. Flame intensity and mean frequency increased with increasing turbulent intensity and fuel loading. The sensor signal from flame fluctuations differed from that without flame, which showed the availability af the flame scanner to find the presence of flame. NOx emissions increased with flame intensity.

대부분을 수입에 의존하고 있는 연료의 연소효율 증대, thermal NOx의 배출 저감은 화염특성 감지 및 분석을 통해서도 가능하다. 연소시스템에서 화영의 flicker에 대한 정보를 퓨리어 변환을 통해 frequency domain data 로 변환시켜 해석한 결과, 일반적으로 연소 영역의 난류강도가 커질수록 frequency와 강도는 커졌으며, 화염의 강도는 연료 공급 유량이 커질수록 항께 커졌다. 선회도가 $0{\sim}1.16$ 범위에서 커질 때, 화염의 강도는 작아졌다. 시험 연소로의 관찰구를 통하여 얻은 신호는 화염유무에 따라 그 차이가 매우 커서 화염의 존재 유무를 쉽게 알 수 있었다. 발생되는 NOx의 양은 화염강도와 밀접한 관계가 있음을 보여주었다.