• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1668_1669
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• 2009

보일러 연료제어의 근본 목적은 보일러 입력에너지와 출력에너지 간의 평형을 유지하는 것이다. 보일러 출력에너지는 유출증기가 가지고 나가는 총 에너지에 해당하고, 입력에너지는 보일러에 공급되는 연료의 연소에 의해 발생하는 열 에너지에 해당한다. 보일러 연료의 공급과 연소제어에는 여러 가지 변수가 상존하고 있으며, 이 변수들의 영향을 잘 반영하여 필요한 연료량을 실시간으로 정확히 제어하는 것이 결코 쉬운과제가 아니다. 석탄연소발전소의 주연료는 당연히 석탄이며 석탄을 입자가 매우 적은 미분탄으로 가공해서 연소하는 '미분탄 연소방식'을 많이 사용한다. 석탄의 공급과 연소에 영향을 미치는 인자로는 도입 탄종 변화에 따른 발열량, 수분함유량, 기타 성분의 변화가 있으며, 미분기 특성 및 성능변화, 연소용 공기 공급상태 변동에 따른 연소상태변화 등을 들 수 있다. 이 논문에서는 국내 석탄화력 발전소에서 가장 많이 사용하고 있는 전형적인 보일러 연료제어 전략과 알고리듬을 분석하였으며, 여기서 습득한 이론을 바탕으로 내년에는 실제 발전소에 적용할 연료제어로직을 설계할 예정이다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2014.11a
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• pp.47-49
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• 2014

발전소에서 설계 규격을 벗어나는 저등급 석탄을 사용하기 시작하면서, 보일러에서의 연소특성을 예측하기 어려운 다양한 성질의 석탄이 들어오게 되어 각종 연소 문제가 증가하고 있다. 이 중 약 점결 특성을 가지는 저등급 석탄의 사용은 대형 클링커로 인한 보일러 하부의 튜브 손상 사고, 재열증기온도 상승으로 인한 출력감발 등의 문제를 발생시켰다. 또한 현재 개발 중인 무회분석탄 역시 점결 특성을 가지고 있는 것으로 알려져 있어 보일러 내부의 다양한 문제를 일으킬 것으로 예상되고 있다. 발전소에서는 강점결탄 수입 규제를 위해 CSN(Crucible Swelling Number)를 이용하여 제철용으로 사용되는 강점결 석탄의 도입을 규제해왔으나, 발전소 운영에 악 영향을 미치는 약 점결탄에 대한 규제 및 대응으로는 그 효과가 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 석탄의 점결 특성 중 팽창 특성을 분석할 수 있는 Microdilatometer와 TGA를 이용한 연소반응성 분석을 통해 석탄의 점결 특성이 연소반응성에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2006.10a
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• pp.275-275
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• 2006

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1996.10b
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• pp.85-90
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• 1996

석탄 직접연소의 신기술인 Cyclone 연소기술은 환경오염저감 기술증의 하나로서, 고온 연소로 인해 회분이 연소실 내부에서 용융, 제거된 후 고온의 청정연소가스만 보일러로 유입된다. 또한 연소기의 fuel-rich 연소조건하에서 생성된 고온의 불완전연소가스는 보일러 입구에서 충분한 재연소공기를 공급함으로서 완전연소시킬 수 있으므로 적은 시설투자 비용으로 기존 오일이나 가스용 보일러를 석탄용으로 전환이 용이할 뿐만 아니라 이러한 다단 연소방식을 채택하여 NOx 제어도 가능하다는 이점이 있다. Cyclone 연소기술의 개발은 석탄의 청정연소 뿐만 아니라 그 기술을 토대로 석탄가스화, MHD 발전, 가연성 폐기물 소각등에도 활용할 수 있다. 따라서 국내 기술자립을 위해 실험용 Cyclone 연소기를 설계, 제작 및 연소실험을 수행한 결과, Peco-semi탄을 연료로 공급량 약 30 kg/hr, 공기비 약 1.0 일 때 탄소전환율은 약 95% 이며 회분제거율은 약 70%임을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1998.05a
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• pp.31-36
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• 1998

가압유동층 복합발전(Pressurized Fluidized Bed Combustion Combined Cycle 또는 PFBC-CC)은 고효율 및 공해물질 배출이 적은 석탄이용 차세대 발전기술이다. 석탄을 연소하면서 발생되는 열은 스팀으로 회수하여 스팀터빈을 구동하고, 고온, 고압의 연소가스로 가스터빈을 구동하여 복합 발전함으로서 효율을 42- 45%까지 얻을 수 있으며, 유동층연소의 장점인 연소중 탈황과 낮은 질소산화물 배출특성으로 환경친화적이며 경제성이 우수한 청정석탄 이용기술이다. (중략)

• Journal of Energy Engineering
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• v.1 no.1
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• pp.135-151
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• 1992

석탄은 중요한 대체 에너지원 중의 하나이다. 그러나 석탄의 이용은 심각한 환경오염문제를 유발한다. 석탄의 연소와 관련된 환경 오염의 주 원인중의 하나는 석탄의 황 함유로부터 기인한다. 석탄의 연소과정에서 발생되는 아황산 가스는 대기오염과 산성비로 인한 토양오염의 주범중의 하나이다. (중략)

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1832-1833
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• 2011

석탄연소 화력발전소 보일러의 최적 제어는 부하요구에 대하여 보일러 출력을 신속히 제어하고, 보일러 출력에 대하여 보일러 입력에너지인 석탄 유량을 조절하여 에너지 균형을 맞추는 것이다. 이는 안정된 부하뿐 아니라 부하변동시에도 균형을 유지하면서 제어해야 한다. 석탄 연소 보일러 에너지 입력이 되는 석탄유량 측정 및 보정은 유류나 가스연료보다 까다롭고, 석탄 연료의 발열량이 시간에 대하여 변하는 문제가 있으므로, 신속하고 안정된 제어 성능을 위해 계측된 석탄 유량을 설계기준치로 환산, 보정하여 제어해야 한다. 이에 대한 기술은 일찍이 보일러 출력인 증기 보유열량을 측정하여 실제 계측한 석탄 유량을 연속적으로 보정하는 기법을 사용하고 있다. 이에 대한 석탄 열량 보정 제어로직을 검토하여 최적 튜닝방안에 대하여 고찰하고자 한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2000.05a
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• pp.45-56
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• 2000

미분탄 연소시 발생하는 질소산화물(NOx)은 석탄의 형태 및 등급에 따라 다르게 나타난다. 석탄에 함유되어 있는 질소 성분은 준역청탄인 경우 촤보다 휘발분에 많이 분포되어 있으며, 역청탄인 경우 촤에 많이 분포되어 있음을 확인하였다. 석탄에 함유되어 있는 질소의 분포에 따라 연속과정에 의해 최대로 발생할수 있는 질소산화물의 양과 질소산화물로 전환되는 정도를 예측할 수 있었다. NOx 방출은 석탄중에 함유되어 있는 질소성분의 양에 영향을 받으며, 고온 노출 시 방출되는 휘발성분의 양의 증가 그리고 공기비를 감소함으로서 질소산화물의 저감율을 증가시킬 수 있었다. 특히 질소산화물의 환원은 연료가 풍부한 조건에서 연소초기 고온으로 연소하는 경우 효과적이었다. 또한 2단 연소에 의한 방법으로 1단에서는 저공기비로 유지하고 2단에서 추가적인 공기를 공급함으로서 최종 공기비는 1.2인 조건에서 효과적으로 NOx를 저감할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.05a
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• pp.133-140
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• 1995

Cyclone 원리를 이용한 Slagging 연소기술은 접선방향으로 고속공급되는 연소용 공기에 의해 석탄입자가 연소실 벽면에 체류하면서 벽면연소가 이루어지며, 3중 선회 유동장의 형성으로 연료의 체재시간이 길며, 고온연소시킴으로서 석탄중의 회분을 연소기내에서 용융제거하는 석탄 직접연소의 신기술이다. 실험용으로 제작된 75 kW급 Slagging 연소기에서 Alaska subbituminous 탄으로 성능실험을 수행한 결과 탄소전환율이 95% 이상이며 회분의 용융제거 효율은 약 70%인 것으로 판명되었으며, 연료의 적용범위를 확대하기 위해 Roto탄, Ulan탄 및 Roto탄에 국내 무연탄인 장성탄을 20% 혼합한 혼합탄에 대한 연소실험과 Alaska탄 입자크기의 영향도 알아보았다. Slagging 연소기의 개발을 위해 소형 연소기 실험결과와 유동장 해석, Cold model test를 거쳐 현재 1MW급 연소기가 설계, 제작되어 실험하는 단계에 있다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.26 no.4
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• pp.118-126
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• 2017

This study was performed to investigate the characteristics of combustion and emissions in pulverized coal fired boiler for using high moisture coal and dry coal through computational fluid dynamics(CFD). We validated this boiler model with performance data of the boiler. The results of flow characteristics showed that climbing speed of gases was increased as blending ratio of high moisture coal was increased. It can decrease a residence time of fuel in the furnace. And it influence coal combustion. The coal burnout and NOx generation in burner level were decreased as increasing blending ratio of high moisture coal. The gas temperature and NOx formation were increased after OFA level due to coal burnout delay.