• Resources Recycling
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• v.33 no.4
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• pp.3-14
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• 2024

The preheating and calcination processes in cement manufacturing, which are crucial for producing the cement intermediate product clinker, require a substantial quantity of fossil fuels to generate high-temperature thermal energy. However, owing to the ever-increasing severity of environmental pollution, considerable efforts are being made to reduce carbon emissions from fossil fuels in the cement industry. Several preliminary studies have focused on increasing the usage of alternative fuels like refuse-derived fuel (RDF). Alternative fuels offer several advantages, such as reduced carbon emissions, mitigated generation of nitrogen oxides, and incineration in preheaters and kilns instead of landfilling. However, owing to the diverse compositions of alternative fuels, estimating their calorific value is challenging. This makes it difficult to regulate the preheater stability, thereby limiting the usage of alternative fuels. Therefore, in this study, a model based on deep neural networks is developed to accurately predict the preheater temperature and propose optimal fuel input quantities using explainable artificial intelligence. Utilizing the proposed model in actual preheating process sites resulted in a 5% reduction in fossil fuel usage, 5%p increase in the substitution rate with alternative fuels, and 35% reduction in preheater temperature fluctuations.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1997.10a
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• pp.105-113
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• 1997

보일러 연도 배기가스 현열을 회수하여 연료가스인 BFG를 예열하기 위한 분리형 열파이프 시스템을 개발하였다. BFG 예열 시스템의 열설계를 위한 전열모델을 수립하고 설계를 위한 프로그램을 작성하였으며 3,700KW급의 실규모 설비를 제작하여 현장적용 시험을 수행하였다. 개발시스템에 대한 실조업 성능평가를 행하여 보일러 운전에 미치는 영향, 시스템 자체의 성능 및 작동특성, 운전과 유지보수성에 대한 종합적인 검토를 수행하였으며 본 시스템의 적용을 통하여 보일러의 열효율이 평균 4% 향상되는 것으로 나타났다. 실조업 평가를 통하여 본 개발 시스템이 BFG의 예열을 위한 최적의 시스템인 것으로 판단되었다.

• The KSFM Journal of Fluid Machinery
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• v.15 no.3
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• pp.57-63
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• 2012

Effects of coolant pre-cooling and fuel pre-heating on the performance of a combined cycle using a F-class gas turbine were investigated. Coolant pre-cooling results in an increase of power output but a decrease in efficiency. Performance variation due to the fuel pre-heating depends on the location of the heat source for the pre-heating in the bottoming cycle (heat recovery steam generator). It was demonstrated that a careful selection of the heat source location would enhance efficiency with a minimal power penalty. The effect of combining the coolant pre-cooling and fuel pre-heating was also investigated. It was found that a favorable combination would yield power augmentation, while efficiency remains close to the reference value.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.29 no.6 s.237
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• pp.722-729
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• 2005

Design analysis of the solid oxide fuel cell and gas turbine combined power system is performed considering different methods for preheating cell inlet air. The purpose of air preheating is to keep the temperature difference between cell inlet and outlet within a practical design range thus to reduce thermal stress inside the cell. Three different methods considered are (1) adopting a burner in front of the cell, (2) adopting a preheater (heat transfer from the main combustor) in front of the cell and (3) using recirculation of the cathode exit gas. For each configuration, analyses are carried out for two values of allowable maximum cell temperature difference. Performance characteristics of all cases are compared and design limitations are discussed. Relaxation of the cell temperature difference (larger difference) is proved to ensure higher efficiency. Recirculation of the cathode exit gas exhibits better performance than other methods and this advantage becomes more prominent as the constraint of the cell temperature difference becomes more severe (smaller temperature difference).

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.11a
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• pp.254-256
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• 2010

본 논문에서는 대용량 연료전지 시스템용 용융탄산염 연료전지 (Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC)의 동특성 해석을 한다. MCFC 시스템 정상 운전 시 출력변화에 따른 전력변화율, 장시간 운전 시 출력의 변화, 운전 중단 시 예열 온도 측면에 관한 해석을 수행하고, 해석한 결과는 MATLAB Simulink를 통해 타당성을 검증한다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1996.10b
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• pp.77-80
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• 1996

우리나라에서 피크부하용으로 사용하는 복합발전이 하계시에서 외기온도가 상승함에 따라 실제로는 정격출력을 내지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 연료(LNG)의 냉열을 이용하여 가스터빈의 연소용공기를 냉각시킬 경우, 복합발전 시스템의 성능변화를 분석하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 LNG의 냉열을 이용하여 연소용공기를 원하는 온도까지 냉각시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 연소기로 연료를 투입하기전에 설계온도까지 예열시키는 열교환기를 통해 배기가스에 함유된 현열을 더욱 많이 회수하면서, 가스터빈 투입연료의 온도를 상승시킬 수 있어, 시스템효율이 더욱 상승함을 알 수 있었다. 결론적으로 외기온도가 변하는 경우에, 본 시스템의 도입을 위해서는 경제성분석과 더불어 열교환기 시스템의 최적합성이 추후 진행되어야 할 것이며, 이를 통해 최적의 발전시스템을 구성할 수 있으리라 생각된다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.11a
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• pp.116-121
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• 1994

에너지 자원의 고갈과 환경오염 문제가 심각히 대두되고 있는 현재 액체연료에 비하여 청정 에너지인 가스의 연료화에 대한 연구는 과거 어느때보다도 그 중요성이 높이 인식되고 있다. 이에 본 연구에서 제시하는 연소기는 다공성 물질을 이용하는 연소장치로서 연소 경로를 바꾸어줌으로써 공기를 예열하는 효과를 극대화시킴과 대류열및 복사열을 방출하는 것이 큰 특징이다. 본 연구의 결과에 의하면 당량비의 감소에 따른 화염온도는 이론단열화염온도보다 높게 나타나서 당량비의 감소에 비례하여 더욱 좋은 효과를 얻을수 있었으며, 또한 왕복주기시간의 감소함에 따라 화염온도는 약간씩 증가하는 경향을 보여주었다. 이것들은 초희박 연소의 가능성을 보여준 것으로 저발열량의 연료 의 연소로 인한 에너지 절약 또는 유기화합물 즉, 페놀류나 알데히드류와 같은 공해물질들을 제거하는 연소메카니즘에 기여한 할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2016.05a
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• pp.96-97
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• 2016

레저 및 어업용 4cycle 선외기(Outboard engine)의 엔진냉각은 해수에 의한 직접냉각방식을 이용하고 있다. 이 연구에서는 청수에 의한 간접냉각방식(CCS, Crossed cooling system)의 도입 가눙성을 고찰하고자 하였다. 이 방식을 적용할 경우, 특히 핵심부품인 실리더블록의 부식을 막을 수 있어 엔진수명이 2배 이상 증가하고, 예열시간단축으로 인한 연료절감 및 유지관리편의성 등 엔진성능을 높여주는 효과를 기대할 수 있다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 2001.11a
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• pp.42-50
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• 2001

An experimental study has been carried on high-preheated temperature air combustion. Because the flames with high-preheated temperature air combustion were much more stable and homogeneous(both temporally and spatially) as compared to the room-temperature combustion air. The global flame feature showed range of flame colors (yellow, blue, blurish-green) over the range of conditions. Low level of NOx along with low level of CO have been obtained under high-preheated air combustion conditions. The thermal and chemical behavior of high-preheated air combustion flames depends on preheated temperature and oxygen concentration air.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.617-620
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• 2003

열분해를 이용한 폐기물의 처리가 여러 유해물질을 저감시킬 수 있다는 기대감으로 국내에서도 열분해를 이용한 폐기물 처리 관련 연구가 많이 진행되고 있다. 아울러 폐기물을 열분해 한 후에 산소를 공급하여 가스화와 동시에 잔재를 용융시키는 열분해 가스화 용융이나 예열공기와 혼합하여 고온으로 연소시키면서 잔재를 용융하는 열분해 연소 용융 등의 방식이 개발되면서 다이옥신과 소각재의 발생을 차단하는, 환경적으로는 제로 에미션(zero-emission)에 근접하는 기술에 대한 관심도 높아지고 있다.(중략)