• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.25-28
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• 2014

기후 변화에 대응하고 환경오염 물질 배출을 줄이기 위한 목적으로 화석 연료의 사용 감소와 이를 대체 할 수 있는 재생에너지 원 개발에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 화석 연료를 대체하는 재생 에너지원으로 선택되는 연료는 1차적 목적에 사용된 후 발생되는 공정 부산물 또는 사용 후 버려지는 폐자원들이다. 이러한 자원으로 폐 바이오매스 자원을 비롯하여 폐플라스틱, 하수 슬러지, 가축 분뇨, 저 등급 오일 등 종류가 다양하다. 이들 자원은 성상이 다양하고 발열량이 제각각 이며 생산량이 불특정한 단점을 가지고 있다. 이 중 저 등급 오일류는 고체상의 폐자원에 비하여 에너지 밀도가 높고 수송과 보관에 유리한 점이 있어 재생에너지원으로서 활용도가 높다.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권5호
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• pp.9-16
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• 2022

Syngas, also known as synthesis gas, synthetic gas, or producer gas, is a combustible gas mixture generated when organic material (biomass) is heated in a gasifier with a limited airflow at a high temperature and elevated pressure. The present research was aimed at modifying the existing LPG engine generator for fully operated syngas. During this study, the designed gasifier-powered woodchip biomass was used for syngas production to generate power. A 6.0 kW LPG engine generator was modified and tested for operation on syngas. In the experiments, syngas and LPG fuels were tested as test fuels. For syngas production, 3 kg of dry woodchips were fed and burnt into the designed downdraft gasifier. The gasifier was connected to a blower coupled with a slider to help the air supply and control the ignition. The convection cooling system was connected to the syngas flow pipe for cooling the hot produce gas and filtering the impurities. For engine modification, a customized T-shaped flexible air/fuel mixture control device was designed for adjusting the correct stoichiometric air-fuel ratio ranging between 1:1.1 and 1.3 to match the combustion needs of the engine. The composition of produced syngas was analyzed using a gas analyzer and its composition was; 13~15 %, 10.2~13 %, 4.1~4.5 %, and 11.9~14.6 % for CO, H₂, CH₄, and CO₂ respectively with a heating value range of 4.12~5.01 MJ/Nm³. The maximum peak power output generated from syngas and LPG was recorded using a clamp-on power meter and found to be 3,689 watts and 5,001 watts, respectively. The results found from the experiment show that the LPG engine generator operated on syngas can be adopted with a de-ration rate of 73.78 % compared to its regular operating fuel.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.331-335
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• 2009

A novel multi-staged waste pyrolysis & gasification system of pilot scale (~1 ton/day) is designed and constructed in Korea Institute of Industrial Technology. The pyrolysis & gasification system is composed of pyrolysis & gasification system, syngas reformer, syngas cleaning system, gas engine power generation system and co-combustion system. For each unit process, experimental approaches have been conducted to find optimal design and operating conditions. As a result, We can produce syngas with a calorific value of ~4000 kcal/$Nm^3$ and cold gas efficiency of the system is more than 55 % in case of waste plastic and oxygen as a gasifying agent.

• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.7-12
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• 2015

현재까지 수소는 주로 천연가스의 연료 개질에 의해 발생된 합성가스를 이용해 생산된다. 합성가스 내의 수소 수율을 높이기 위해선 추가적인 공정이 필요하다. 하지만, 수소의 수율 향상을 위한 공정에는 별도의 에너지원과 경제적 비용이 수반된다. 그러므로 보다 효율적으로 합성가스를 활용하기 위해 그 자체로 혼합물로 이용하는 방법에 관한 관련 연구들이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 30kW급 발전용 스파크 점화 가스엔진에서 메탄/합성가스 혼합물이 엔진의 주요 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 메탄/합성가스 혼합물에 의해서 최대 실린더 내부 압력과 그 때의 크랭크 각도와 같은 엔진 내 연소 현상은 개선되는 것으로 나타났다. 이를 통해 메탄-합성가스 혼합물의 연료 전환 효율은 메탄-수소 혼합물의 약 98% 수준으로 향상시킬 수 있고 질소산화물 배출량은 메탄-수소 혼합물의 약 12%만큼 감소시킬 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.79-87
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• 2015

In a gas engine, the exhaust and the engine cooling water are generated. The engine cooling water temperature is $100^{\circ}C$ and the exhaust temperature is $500^{\circ}C$. The amount of heat of engine cooling water is 43 kW and the amount of heat of exhaust is 21 kW. Eight different hybrid organic Rankine cycle (ORC) system configurations which considering different amount and temperature of waste heat are proposed for two gas engine tri-generation system and are thermodynamically analyzed. Simple system which concentrating two different waste heat on relatively low temperature engine cooling water shows highest thermal efficiency of 7.84% with pressure ratio of 3.67 and shaft power of 5.17 kW.

• 한국분무공학회지
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• 제28권2호
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• pp.55-61
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• 2023

Natural gas is a high-octane fuel that is effective in controlling knocking combustion. In addition, as a low-carbon fuel with a high hydrogen-carbon ratio, it emits less carbon dioxide and almost no particulate matter compared to conventional fossil fuels. Stoichiometric combustion engines equipped with a three-way catalyst are useful in various fields such as transportation and power generation because of their excellent exhaust emission reduction performance. However, stoichiometric combustion engines have a disadvantage of lower thermal efficiency compared to lean combustion engines. In this study, a combination of high compression ratio and Atkinson cycle was implemented in a 11 liter, 6-cylinder, spark-ignition engine to improve the thermal efficiency of the stoichiometric engine. As a result, pumping and friction losses were reduced and the operating range was extended with optimized Atkinson camshaft. Based on the exhaust gas limit temperature of 730℃, the maximum load and thermal efficiency were improved to BMEP 0.66 MPa and BTE 35.7% respectively.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제4권1호
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• pp.1-8
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• 2003

Wastes such as shredder dust of disposed vehicles can be decomposed into low calorific flammable gases by Pyrolysis gasification. A stationary electric Power generation using an internal combustion engine fuelled with the waste-pyrolysis gas is an effective way to ease both waste management and energy saving issues. The waste-pyrolysis gas mainly consists of H$_2$, CO, $CO_2$ and $N_2$. The composition and heating value of the gas generated depend on the conversion process and the property of the initial waste. This research analyzed the characteristics of the combustion and the exhaust emissions in a premixed charge spark ignition engine fuelled with several kinds of model gases, which were selected to simulate the pyrolysis-gases of automobile shredder dusts. The influences of the heating value and composition of the fuel were analyzed parametrically. Furthermore, optical analyses of the combustion flame were made to study the influence of the fuel's inert gas on the flame propagation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권8호
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• pp.996-1008
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• 1997

This paper describes a methodology and results for the analysis of a small steam injected gas turbine cogeneration system. A performance analysis program for the gas turbine engine is utilized with modifications required for the model of steam injection and the heat recovery steam generator (HRSG). The object of simulation is a simple cycle gas turbine engine under development which adopts a centrifugal compressor. The analysis is based on the off-design operation of the gas turbine and the compressor performance map is utilized. Analyses are carried out with the injection ratio as the main parameter. The effect of steam injection on the power and efficiency of gas turbine and cogeneration capacity is investigated. Also presented is the variation in the main operating parameters inside the HRSG. Remarkable reduction in NOx generation by steam injection is confirmed. In addition, it is observed that for the 100% power operation the temperature of the cooled first nozzle blade decreases by 100.deg. C at full steam injection, which seems to have a favorable effect on the engine life time.

• 한국가스학회지
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• 제21권5호
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• pp.9-15
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• 2017

천연가스 연료는 매장량과 경제성 측면에서 미래 가치가 매우 높기 때문에 여러 가지 이용 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 내연기관을 이용한 발전 분야에서도 그 중요성이 점점 증가하고 있는 실정이다. 천연가스 연료를 이용하는 MW급 발전용 대형 왕복엔진의 경우 연료공급시스템의 고도화 개발이 필요한데 그 중에서도 천연가스 분사기의 개발은 실질적인 천연가스 연료 이용을 위한 핵심이다. 본 연구에서는 천연가스 분사기를 상부에 위치한 솔레노이드의 전자기력에 의해 구동되고 하부의 밸브 바디부 전기자와 이동판이 상하로 움직이는 구조의 분사밸브 형태로 고안 및 설계하였으며 이 시작품의 동특성을 엔진 흡기 모사 조건에서 실험하였다. 지난 연구에서는 전기자의 변위와 지름 및 솔레노이드 코어 지름을 변경해 가면서 실험을 수행하였으며, 그 후속으로 솔레노이드 코어의 금속 재질 변경과 메인 하우징의 입구 크기 및 공급 압력에 따른 분사밸브의 동특성을 살펴보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.331-334
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• 2010

두산중공업(주)에서 개발 중인 발전용 가스터빈 DGT-5 엔진의 작동 특성을 평가하였다. 다양한 연료 스케쥴과 여러 가지 조합의 bleed valve 개폐 제어에 대한 영향을 분석하기 위한 시험을 통해 시동 특성을 개선하였고, 시동부터 부하운전 전체 작동 영역에서 압축기에서의 불안정 현상 없이 엔진이 안정적으로 작동됨을 확인하였다. 순간적인 부하 변동과 load rejection에 대한 엔진의 동적 거동 분석을 통해 실제 계통 병입 조건에서 급격한 부하변동 시 엔진이 안정적으로 제어될 수 있음을 확인하였다.