• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.108.1-108.1
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• 2010

분류층 가스화기는 석탄과 산소(공기) 및 수증기가 반응하여 $1200{\sim}1600^{\circ}C$의 고온, 20~60기압의 고압에서 작동되어 합성가스를 생성하며 합성가스에 포함된 입자 및 황화합물 등을 정제설비를 통하여 정제 후 발전 및 화학원료로 사용한다. 석탄가스화 중 석탄에 포함된 대부분의 회분은 용융슬래그 형태로 가스화기 벽면을 따라 흘러 내려 가스화기 하부의 냉각수조에서 급랭되어 배출된다. 이때 용융슬래그의 원활한 배출을 위해서는 일정범위의 점도를 유지하는 것이 필요하다. 슬래그의 점도는 가스화기 온도 및 Ash의 조성에 따라 크게 변하며 가스화기 설계 및 운전 시 매우 중요한 변수이다. 따라서 최적의 설계 및 운전을 위해서는 Ash의 점도예측이 중요하며, 분류층 가스화기내부에서 Ash 점도 예측을 위한 DooVisco 프로그램을 개발하였다. DooVisco는 가스화기 내부에서 슬래그 용융온도 및 온도별 점도, 가스화기 최소 운전온도 및 석회석 투입 효과 분석뿐만 아니라 석탄의 혼합 사용 시의 특성 예측도 가능하도록 개발되었다. DooVisco는 슬래그 주요 4성분인 SiO2, Al2O3, CaO, FeO 성분에 대한 Phase Diagram을 이용하여 1차적으로 슬래그용융온도(Liquidus Temperature)를 예측하고, 주요 4 성분 외에 Na2O, MgO, K2O, TiO2 등을 고려한 Kalmanovich Model을 이용하여 점도를 예측한다. 최종적으로 슬래그 용융온도와 점도를 활용하여 분류층 가스화기 운전가능 온도범위를 예측한다. 개발된 DooVisco를 활용하여 300MW급 실증 IGCC 플랜트에 사용가능성이 있는 석탄을 대상으로 슬래그의 용융온도 및 점도 등을 예측하였으며 최적 운전을 위한 슬form점도 조절용 Flux인 석회석 투입량 등을 평가하였다. 평가 결과 슬래그 용융온도가 $1700^{\circ}C$ 이상으로 석회석 투입이 필요하다고 판단되었다. 약 가스화기 내부 온도를 $1500^{\circ}C$ 정도에서 원활한 운전을 위해서는 석탄 대비 약 10% 내외의 석회석 투입이 필요할 것으로 평가되었다. DooVisco는 분류층 가스화기 설 계시 가스화기 최적 운전 온도 설정 및 Flux 투입필요성, 종류, 투입량 선정에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 플랜트 운전시 석탄의 탄종 적합성 등을 판단하는데 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.77.2-77.2
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• 2011

고온고압에서 운전되는 분류층 석탄가스화기에서 석탄의 회성분을 용융슬래그로 원활하게 배출하는 것은 석탄가스화기의 안정적인 운전을 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서는 분류층 석탄가스화기에서 원활한 슬래그의 배출조건을 파악하기 위해서 여러 슬래그 점도예측 모델들을 사용하여 가스화기의 운전온도 변화에 따른 슬래그의 점도변화를 해석하여 점도해석모델들의 적용성을 비교분석하였다. 본 연구에서 선정한 가스화기 설계탄의 회 성분을 토대로 슬래그의 점도를 계산한 결과 점도해석 모델별로 온도에 대한 점도 값이 매우 상이하게 예측되었다. 또한 설계탄에 대한 점도예측 모델들을 적용한 계산결과로부터 슬래그의 점도가 80 poise가 되는 온도인 $T_{80}$이 매우 높은 값으로 예측되었다. 따라서 가스화기의 운전온도에서 용융 슬래그를 원활하게 배출하기 위해서 설계탄에 Flux를 첨가하여 슬래그의 점도를 낮추어 줄 필요가 있음을 알았다. 기존의 점도예측 모델들 중에 점도 예측 값이 중간치 정도의 경향을 보이는 Hoy가 개발한 모델을 기준으로 가스화기의 적정 운전온도에서 Flux로 첨가할 석회석 양을 산출하였다. 본 슬래그 점도모델들의 적용 결과로부터 실제 가스화기의 운전이나 설계에 슬래그의 특성을 파악하여 운전조건 도출이나 해석에 활용하기 위해서는 운전예정인 탄종에 대한 점도측정 실험을 병행하여 적정한 점도 예측모델을 선정하는 것이 중요함을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.234-237
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• 2008

분류층 가스화기에서 가스화기 운전 온도는 슬래그의 원활한 배출과 가스화기 성능 등에 영향을 미친다. 가스화기 운전온도는 또한, 석탄 및 산소 소비량에도 영향을 미쳐 궁극적으로는 가스화 플랜트의 주요 설비 용량을 결정하는 주요 요인중의 하나이다. 가스화기 운전 온도가 일정수준 이상으로 증가할 경우 냉가스 효율이 저하되고 가스화 성능에 약 영향을 미친다. 본 논문에서는 Coal 및 Flux 공급장치, 슬래그 배출장치 당의 구성을 설명하고 Flux 투입량에 따른 슬래그 Tcv, 가스화기 성능 등을 예측하였다. 또한, 300MW IGCC 실증 가스화플랜트 엔지니어링을 위한 예비단계로 석회석 투입에 따른 Flux 공급장치를 포함한 Feeding 설비 용량, 슬래그처리설비 용량, 가스화기 내부 및 출구 적정온도를 예측하였다.

• 한국가스학회지
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• 제23권5호
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• pp.52-58
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• 2019

본 연구에서는 국내 도시가스 인수량에 대한 예측 모델을 개발하였다. 국내의 도시가스 회사는 KOGAS에 차년도 수요를 예측하여 보고해야 하므로 도시가스 인수량 예측은 도시가스 회사에 중요한 사안이다. 도시가스 사용량에 영향을 미치는 요인은 용도구분에 따라 다소 상이하나, 인수량 데이터는 용도별 구분이 어렵기 때문에 특정 용도에 관계없이 영향을 주는 요인으로 외기온도를 고려하여 모델개발을 실시하였다.실험 및 검증은 JB주식회사의 2008년부터 2018년까지 총 11년 치 도시가스 인수량 데이터를 사용하였으며, 전통적인 시계열 분석 중 하나인 ARIMA(Auto-Regressive Integrated Moving Average)와 딥러닝 기법인 LSTM(Long Short-Term Memory)을 이용하여 각각 예측 모델을 구축하고 두 방법의 단점을 최소화하기 위하여 다양한 앙상블(Ensemble) 기법을 사용하였다. 본 연구에서 제안한 일별 예측의 오차율 절댓값 평균은 Ensemble LSTM 기준 0.48%, 월별 예측의 오차율 절댓값 평균은 2.46%, 1년 예측의 오차율 절댓값 평균은 5.24%임을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.117-123
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• 2015

최근 산업체에서는 성분을 알 수 없거나, 데이터베이스를 보유하지 않는 가스들의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 가스들의 사용양이 증가함에 따라 확산범위와 속도를 예측 할 수 있는 소프트웨어들이 사용의 중요성이 증가하고 있는데, 이들 소프트웨어들은 기존에 보유하고 있는 가스들의 자료에 의존하여 확산거리 및 속도를 예측하기 때문에 새로운 가스들이 확산거리(속도)를 예측하기는 매우 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 가스의 확산 및 폭발을 예측할 수 있는 FLACS S/W 및 등가가스를 이용하여 불특정한 가스들의 확산을 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2017년 정기학술대회
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• pp.360-361
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• 2017

도시가스 배관의 안전을 위해 다양한 시스템이 가동되고 있지만 대부분 현장점검에 의존하는 한계점을 가지고 있다. 본 연구에서는 국내 도시가스 공급업체들 중 하나인 중부도시가스사의 실시간 배관운영 데이터를 분석해 배관의 위험을 예측한다. 배관의 압력, 출력전압, 출력전류, 방식전위, 전위값 데이터와 기타 도시가스 관련요인 데이터를 통합해 상관분석을 진행한다. 그리고 특정 공급권역의 실시간 배관 압력 데이터를 분석해 압력 수치를 예측한다. Random forest regression과 support vector regression(SVR) 알고리즘을 사용해 모델을 구성한 결과 배관 데이터의 시계열 정보를 추가한 데이터 셋과 random forest regression을 사용한 모델에서 가장 우수한 예측 성능을 보인다.

• 유변학
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• 제11권2호
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• pp.153-158
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• 1999

가스사출시 두개이상의 가스흐름가능방향이 존재 할 때 가스는 선택적인 방향으로 흐르게는데 여기에서는 이 가스흐름 방향을 예측하는 방법을 제시하였다. 지금까지는 가스흐름방향은 가스의 하류에 있는 수지의 저항값, 즉 압력손실필요량을 비교하여 예측되어 왔는데 이방법은 대부분의 경우에 정확한 예측력을 가지고 있었다. 그러나 수지의 저항값 또는 압력손실필요량을 비교하는 방법이 실제에는 경우에따라 맞지 아니하였다. 이 연구에서는 수지속도비교가 압력손실필요량비교 보다 한단계위의 판단기준(criterion)이 되는 것을 설명하고 그예를 들어 증명 하고 있다. 압력손실필요량비교 대신 수지속도비교방법을 쓰면 예외없이 모든 경우 정확하게 가스흐름방향을 예측을 할수 있다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2001년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.181-184
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• 2001

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.76.1-76.1
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• 2011

석탄 가스화기 내에서 슬래그의 축적에 의한 막힘 현상 등으로 발생 가능한 조업중단을 예방하기 위해 탄의 종류에 따른 슬래그의 유동을 정확히 예측하는 것은 중요하다. 슬래그의 유동은 원료인 석탄의 회 성분 조성 그리고 가스화기 온도의 영향을 크게 받는다. 회가 용융된 형태인 슬래그의 융점 특성을 파악하여 슬래그 거동을 예측하기 위해서는 회를 조성하고 있는 주성분의 비율 뿐 아니라 소량의 성분들도 고려하여야 한다. 또한, 가스화기 조업 조건 중 수증기 분압이 슬래그 점도에 미치는 변화를 파악하여 공정 조건 확립 및 슬래그 계통 제어 로직에 반영 할 수 있다. 따라서, 대표적 열화학 평형계산 프로그램인 Factsage를 이용하여 슬래그 성분의 액상선 온도를 예측해보았다. 슬래그는 회 성분의 조성에 따라 결정 슬래그와 유리 슬래그로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 결정 슬래그로는 Alaska Usibelli 탄을, 유리 슬래그로는 Kideco 탄의 조성을 사용하여, 가스화기 조업 조건 중 수증기의 분압에 따라 석탄 슬래그의 형성 및 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성에 대한 상관관계를 예측해 보았다. 또한, 슬래그 유동에 영향을 줄 수 있는 요인으로써, 석탄의 품질을 결정하는 인자인 Base/Acid Ratio, Iron in Ash, Calcium in Ash, Silica-to-Alumina Ratio, Inron-to-Calcium Ratio를 달리 변화시켜가며 슬래그 점도 변화에 직접적인 영향을 미치는 결정 형성을 예측하였다. 이 예측결과는 향후 실험 데이터와 비교하여, 슬래그 처리 부분의 모니터링에 기초 자료로 활용될 뿐 아니라, 슬래그점도 측정 시스템의 운전 파라미터를 도출하는데 이용 가능할 것이다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.78-85
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• 1994

ASPEN(Advanced System Process ENgineering) 코드를 이용하여 오리멀젼(orimulsion)을 이용한 가스화기의 성능을 예측하고, 발전 연료로서의 적합성 등을 살펴보았다. 오리멀젼은 역청(bitumen)에 물을 섞은 연료로 중유와 석탄의 중간 정도의 성질을 가지고 있다. 본 연구에서는 오리멀젼 가스화기의 운전 특성을 파악하고 주입되는 산화제 양을 변화시켜 산화제의 가스화기 운전온도에 미치는 영향과 생성되는 주요 합성가스 성분에 미치는 영향 등을 예측하고 새로운 연료로서의 타당성 여부를 검토하였다.