• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.91-97
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• 2010

동역학 행렬 제어(Dynamic Matrix Control) 기법은 각종 산업 현장에서 가장 활발하게 적용되고 있는 고급 제어 기법으로, 최근에는 공정제어의 표준 기법으로 인식되고 있다. 일반적으로 동역학 행렬 제어에서는 대상 플랜트의 거동을 묘사하기 위하여 계단 응답 모델을 이용한다. 본 논문에서는 화력발전의 관류 보일러-터빈 시스템에 동역학 행렬 제어 기법을 적용한 결과를 제시한다. 먼저 제어를 위해 두 개의 입력변수로 스프레이와 댐퍼를 선정한 후, 두 개의 주요 출력 변수에 대한 계단 응답 모델을 생성하였다. 그 후, 생성된 2 입력 - 2 출력 계단 응답 모델을 바탕으로 한, 동역학 행렬 제어의 최적화 계산을 통해 매 순간 보일러 스팀 온도를 제어하는 구조의 제어기를 설계하였다. 제시된 제어기를 두산(주)의 보일러 시뮬레이션 모델인 APESS에 적용한 결과 만족할 만한 제어 성능을 나타냄을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1673-1674
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• 2008

화력발전소 보일러의 각종 공정은 대부분 비례 적분 미분 제어기에 의해 제어되어 왔다. 이러한 비례 미분 적분 제어기의 최적튜닝은 공정에 있어 가장 중요한 부분 중 하나라고 할 수 있다. 또한 보일러 제어는 다중의 입력과 루프로 구성되어져 있어 이를 튜닝하기가 어려워 현재까지의 최적튜닝은 튜닝전문가의 숙련도에 의해 결정되어져 왔다. 본 논문에서는 고급공정제어기(Advanced Process Control, APC)를 개발하는 과정과 이를 이용해 최종적으로 보일러 제어기에서 제어하고자 하는 대상에 대한 응답특성을 간단한 튜닝을 통해 구현하는 과정에 대하여 설명하고 그 결과를 시뮬레이터를 통해 시험함으로써 검증해 보이고자 한다.

• 유기물자원화
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• 제14권3호
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• pp.85-90
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• 2006

플라즈마 용융로에 설치된 폐열 보일러를 실측치와 근접한 모의 보일러를 설계하여 CFD(전산유체역학) 프로그램을 이용하여 얻어진 보일러 내에서의 유해가스발생 및 열 유동현상에 대한 열 설계 능력 확보와 폐열보일러 효율 개선에 대한 연구를 수행하는데 목적이 있다. 보일러 내에서의 온도변화 및 연소가스의 공기 유동, 부식성 가스의 영향으로 인해 보일러 내부에서의 부식위치 및 클링커 생성여부에 관한 연구를 통해 효율적인 보일러의 구조 설계 및 에너지 재활용방안에 이용하고자 한다. 연구결과 플라즈마 용융로에 설치된 보일러 설비는 2차 연소로 출구에서 배출되는 약 $1,200^{\circ}C$의 연소가스를 약 $450^{\circ}C$까지 냉각시킬 수 있는 설계조건을 만족시켰다. 반면 유해가스 유동 결과 보일러 입구 부분의 상단부와 하단부에 부식성 가스 (SOx, HCl)의 영향으로 인하여 부식 및 클링커 생성이 보일러의 다른 위치보다 쉽게 발생될 것으로 예상된다. 이로 인해 보일러 내 외관벽의 부식으로 보일러의 수명 단축 및 효율적인 폐열을 재활용 할 수 없다고 예상된다. 이에 따른 저온 및 고온 부식 방지대책에 대한 세심한 고려가 필요하다 하겠다.

• 에너지공학
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• 제25권3호
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• pp.73-82
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• 2016

표시가스 소비량이 70 kW 이하인 가정용 가스보일러에 대하여 여러 가지 운전조건하의 에너지 소비효율 측정에 대해 고찰하였다. 실제 운전상태와 유사한 실험조건에서 행한 에너지 효율실험 결과를 국내의 효율등급표시 실험방법 결과와 비교 분석하였다. 실험에 사용된 가정용가스보일러는 일반보일러와 콘덴싱 보일러 각 1개씩이며, 각각의 보일러에 대하여 네 가지 조건으로 실험하였다. 실험종류를 구분하면 실험실 모드와 실제 가동모드로 나누고, 각각의 모드별로 최대가스소비량 상태와 소비자판매 상태로 나누어 적용하였다. 효율실험을 위해 사용하는 장비는 KS 표준과 유럽의 EN 규격 등 가스보일러 관련 규격에서 제시하는 실험장치의 기능을 다하면서, 여러 가지 측정 인자를 지속적으로 축적, 기록 및 저장할 수 있는 장치로 하였다. 측정 대상 인자들은 유량(가스, 물), 온도(실험실, 난방공급수, 난방환수, 배기가스), 압력(가스미터 내부, 가스보일러 입구, 대기압) 등이다. 위 네 가지 모드의 실험결과 에너지소비효율은 실험실 상태(보일러의 안정화 상태로 실험 시작)로 실험할 때가 실제 소비자가 사용하는 패턴으로 실험할 때 보다 일반보일러의 경우 약 10 %, 콘덴싱 보일러의 경우 약 20% 높은 소비효율로 측정되었다. 에너지소비효율등급을 부여하는 정부 고시의 효율실험방법도 본 연구에서 실시한 것과 같이 실제상황을 가정한 효율실험방법을 도입 운영할 필요가 있다.

• 에너지공학
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• 제14권2호
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• pp.147-152
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• 2005

본 논문에서는 화력발전소 보일러 연료소비량을 측정에 의하지 않고 계산으로 구하는 방법을 세부 항목 별로 유도하고 그 결과를 검증하였다. 보일러 경계를 출입하는 Energy in Energy out의 정량적 관계를 분석하여 Energy in에 해당하는 투입열량과 Energy out에 해당하는 흡수열량 및 손실열량으로부터 에너지 출입의 유기적인 관계식을 수립하여 연료소비량 계산식을 유도, 정립하고 실제 운전중인 석탄 및 중 유연소 발전소에 적응하여 계산식의 정확성을 검증하였다.

• 플랜트 저널
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• 제13권2호
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• pp.46-51
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• 2017

본 연구에서는 정격출력 870MW, 대향류 석탄보일러의 최상부층 버너운전에 따른 보일러 연소상태 변화와 보일러 효율을 측정하였다. 시험방법은 하부와 중간층 버너가 운전중인 상태에서 최상부층 전방버너, 전,후방 버너 동시 운전, 후방 버너 운전으로 구분하여 최상부층 버너 운전에 따른 보일러 효율을 측정하였으며 시험 결과 최상부층 전 후방 버너 동시운전 > 최상부층 전방 버너 > 최상부층 후방 버너 운전의 순으로 보일러 효율이 높게 나타났다. 최상부층 전방과 후방 버너를 동시에 운전할 경우 보일러 노 내 열흡수율 증가 및 대류전열면 좌우 증기온도 편차가 감소되었다. 보일러 열흡수율 개선에 따라 보일러 배기가스손실 감소 및 석탄공급량이 후방버너 운전 대비 8t/h 감소하였으며, 이는 연료비 절감은 물론 온실가스 배출량 감축에도 크게 기여할 것으로 판단된다.

• 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

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.253-259
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• 2013

이 논문에서는 overfire air (OFA) (과잉 연소공기)-형 접선주입 석탄가열 보일러의 기하학적인 형상 및 운전조건의 변화가 보일러의 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 연소현상과 NOx 발생 특성 등을 수치적으로 규명하고자 하였다. 이를 위하여 전산유체역학 기법을 이용하여 보일러 내부의 난류 열/유동, 화학 반응, 그리고 복사열전달 등의 영향을 고려하였다. 연구 결과, 보일러 내 NOx의 형성은 연소과정, 내부온도, 그리고 화학종의 농도 등에 대단히 의존적이며, 최대 NOx 저감 및 보일러의 효율에 대한 최적의 조건은 OFA에서 공급되는 공기의 양과 분사각도 그리고 보일러 외부의 기하학적인 형상을 변화시킴으로서 얻어질 수 있었다. 또한 이 연구의 운전조건 범위 내에서, OFA에서 공급되는 공기양의 변화가 분사각의 변화보다 NOx 배출량 저감 관점에서 보다 효율적임을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.319-325
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• 2018

최근 집중호우, 잦은 강설 등 이상기후에 따라 아스팔트 콘크리트 포장의 포트홀 발생이 급증하고 있다. 포트홀은 교통사고와 직결되는 파손형태로 인명피해, 차량 및 도로시설물 파손 등의 피해가 증가하는 추세이다. 이에 따라 포트홀 발생을 저감하기 위해 아스팔트 콘크리트 혼합물에 박리방지제를 의무적으로 사용하도록 권장하고 있는 실정이다. 국내에서는 비교적 사용이 편리하고 경제적인 소석회를 박리방지제로 주로 사용하고 있다. 본 연구에서는 순환 유동층 보일러 가동시 발생하는 보일러 부산 애쉬를 박리방지제로 활용하는 연구를 수행하였다. 연구결과 보일러 부산 애쉬를 아스팔트 콘크리트 혼합물 중량의 1~3% 혼합한 결과 TSR 기준을 모두 만족하였다. 품질변동을 감안하여 골재, 혼합물 등 다양한 조건의 보일러 부산 애쉬를 검토하였으며 실험결과 TSR 평균 0.87, 동적수침 후 피복률 60% 이상으로 안정적으로 품질기준을 만족하는 것으로 나타났다. 이에 따라 보일러 부산 애쉬는 안정적으로 박리방지제 성능을 발현하여 아스팔트 콘크리트 포장의 포트홀 발생 저감에 매우 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제26권4호
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• pp.18-26
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• 2022

한국 정부는 열사용기자재(산업용 보일러)의 폭발, 화재에 대한 위험과 안전한 사용 및 관리를 고려하여 에너지이용합리화법에 따라 열사용 기자재(산업용 보일러) 검사를 수행하고 있다. 이 연구는 열사용기자재(산업용 보일러)에 대한 검사 결과 데이터를 통해 안전 및 성능 취약점을 도출하는데 목적이 있다. 이 연구는 2016년 1월부터 2020년 12월까지의 열사용기자재(산업용 보일러) 불합격 검사결과인 1,249건을 조사하였다. 연구방법은 불합격률 분산 수치가 높은 보일러 타입별 불합격 사유와 검사 방법별 불합격 사유를 통계적으로 분석하는 것이다. 안전 및 성능 취약점 카테고리는 18가지로 축약되었으며, 각 카데코리별 주요 불합격 원인은 검사원들의 의견을 추가 분석하여 제안하였다. 이 연구가 열사용기자재(산업용 보일러)의 안전 및 성능 취약점을 다루는데 기초 자료가 될 것으로 기대한다.