• 제목/요약/키워드: Gas Engine Power Generation

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저발열량 가스의 혼소엔진 적용에 관한 연구 (A Study on Applicability to Dual-Fuel Engine of Low Caloric Gas)

  • 박철웅;이선엽;김창기;원상연;이장희
    • 한국가스학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.15-20
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    • 2010
  • 최근 들어 유럽 및 미국을 중심으로 각광받고 있는 가스화 열병합 설비는 석탄이나 바이오매스, 폐기물로부터 지역의 전기 및 냉난방 에너지를 공급하는 중소형 규모의 에너지 시스템으로서 시장적 측면이나 기술적 측면에서 그 활용 가능성이 매우 밝은 것으로 예견되고 있다. 가스화로부터 얻어지는 합성가스는 일반적으로 가스엔진, 스털링 엔진, 마이크로 가스터빈 및 중소형 가스터빈 등이 원동기 연료로 사용될 수 있다. 그러나 가스화를 통한 합성가스는 일반적으로 LPG, CNG와 같은 고발열량 가스연료에 비해 발열량이 낮고, 반응성 및 화염속도도 매우 큰 차이를 보인다. 본 연구는 저발열량의 합성가스연료를 이용한 고효율 전소엔진 개발의 전 단계로서 60kW급 디젤혼소엔진을 개발하였다. 저발열량의 합성가스를 모사하기 위해 CNG에 질소를 희석한 연료를 사용하였으며, 디젤 연료 분사를 제어하기 위한 인젝터 드라이버 및 ECU를 적용하였다.

가스엔진 구동 건물에너지 통합 공급시스템 개발을 위한 기술동향 사례연구 (Integrated Building Energy Supply System : An Overview of Technical Trends for Gas Engine Driven Combined Heat and Power System)

  • 박병용;정용대;신현철;조진균
    • 설비공학논문집
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    • 제29권11호
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    • pp.612-620
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    • 2017
  • Power consumption in Southeast Asia is steadily increasing due to industrialization and the effects of hot and humid climates. However, there are not enough energy generation facilities and infrastructures to meet the growing demand because it is difficult to secure the construction and operation costs of the transmission and distribution systems. This study aims to develop a gas engine driven heat pump system that supplies heating, cooling and electric power to buildings. This system, besides its normal function to produce heat, has the capacity to generate electricity on a household level. This paper investigates similar cases overseas before developing the system. Through the investigation of commercialized similar systems, the level of technology and market trend of development system were identified. Features and specifications of commercial and industrial systems will be used for system development.

300 kW급 소형 열병합발전기용 배열회수 시스템의 실증운전 성능분석에 관한 연구 (Observation Studies on Field Operation of a Exhausted Heat Recovery System for a 300 kW Class Small Gas Engine Cogeneration System)

  • 김민성;백영진;박성룡;나호상
    • 설비공학논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.248-257
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    • 2010
  • An exhausted heat recovery system for a small gas engine cogeneration plant was investigated. The system was designed and built in a 300 kW class cogeneration demonstrative system. The basic performance was tested depending on load variation, and installed to a field site as a bottoming heat and power supply system. The exhaust gas heat exchangers (EGHXs) in shell-and-tube type and shell-and-plate type were tested. The entire efficiency of the cogeneration system was estimated between 85 to 90% under the 100% load condition, of which trend appears higher in summer due to the less thermal loss than in winter. Power generation efficiency and thermal efficiency was measured in a range of 31~33% and 54~57%, respectively.

발전용 천연가스-디젤 혼소 엔진의 흡기밸브 개폐시기에 따른 연소 및 배출 특성에 대한 수치 해석적 연구 (Numerical study on effect of intake valve timing on characteristics of combustion and emission of Natural gas-Diesel engine)

  • 정재환;송순호;허광범
    • 에너지공학
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    • 제25권2호
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    • pp.29-36
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    • 2016
  • 도시지역에서는 발전용 디젤엔진의 운영비를 절약하기 위해 천연가스와 디젤을 섞어서 쓰려는 노력을 하고 있다. 본 연구에서는 디젤 연료의 일부를 천연가스로 대체 하였을 때 엔진특성과 천연가스로 대체되는 양에 따라 최적의 밸브 타이밍을 찾아보았다. 1-D 엔진 해석프로그램을 사용하여 19.7리터 발전용 디젤 엔진을 대상으로 모델링하여 연구를 진행하였다. 연구 결과 엔진연료에서 천연가스 비율이 증가할수록 연료소비율(Brake Specific Fuel Consumption, BSFC)는 증가하였고 질소산화물(Brake Specific NOx)는 감소하였다. 추가적으로 흡기밸브 타이밍을 조절할 경우 BSFC가 최대 1%감소하였고 BSNOx의 경우 최대 36%감소하는 효과가 있었다.

디젤 및 가스터빈 엔진을 사용하는 전투함의 복합추진체계 기술 동향 분석 (Combined Propulsion System Analysis for Naval Combatant Vessels using Diesel and Gas Turbine Engine)

  • 이형민
    • 동력기계공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.16-21
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    • 2011
  • The large scale decisive battle will be gradually reduced on the sea in the future and surface combatant ship installed advanced weapon units as well as propulsion system will be continuously increased. The high level of military technology leads to appear state-of-the-art weapon system using high power energy. As a results, fossil fuel powered main prime mover as diesel engine and gas turbine which are composed of mechanical propulsion system should be decreased from combatant ship in the near future. The new building naval combatant ship with the latest technology has electric based propulsion method of the hybrid type combined with mechanical and electrical drive. U.S. and Royal Navy, especially, select the integrated fully electric based propulsion system for the next generation combat ship and play an important roll for developing them. In this context, this paper was focused on the deduction of implications through analyzing the combatant ship propulsion system using diesel and gas turbine engine which are promoted on the worldwide.

50kW 마이크로 가스터빈 개발 (Development of a 50kW Micro Gas Turbine Engine)

  • 김수용;박무룡;최범석;안국영;최상규
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.314-319
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    • 2002
  • Performance analysis and test of a 50kW micro gas turbine is carried out. The present study was initiated in 1996 by KIMM researchers to develope a 50kW class turbogenerator gas turbine engine for hybrid vehicle propulsion system. but with its low emission and compactness, it seemed that it can also be applied as a source of distributed power generation. In this study, general description of the KIMM's efforts to acquire performance test skills of the self-made 50kW micro gas turbine engine. At present, non-load performance test up to 615000 rpm was accomplished and is expected to make through 80,000 rpm by the end of year. Several revisions in design and manufacture were made during the course of experiments. The resulting outputs is thought to be valuable for the further refinement of the system for eventual commercialization of the product.

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합성가스 연료의 수소 함량 변화가 SI 엔진의 연소특성에 주는 영향 (Performance and Emission Comparisons of a SI Engine Fueled by Syngas with Varying Hydrogen Content)

  • 박승현;이선엽;박철웅;이장희
    • 한국가스학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.63-68
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    • 2011
  • 합성가스는 Biomass, 석탄, 폐기물 등의 가스화 공정을 통해 얻을 수 있는 대표적인 대체연료로 저발열량에도 불구하고 수소가 포함되어 있기 때문에 이를 엔진에 적용하여 에너지를 생산하고자 하는 노력이 계속되어 왔다. 하지만 연료 조성 측면에서 합성가스는 가스화 원료의 종류에 따라 합성가스 내의 수소 함유량이 달라지는데, 이러한 함량 변화는 수소의 좋은 연소특성으로 인해 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이번 연구에서는 다양한 수소 분율을 갖는 합성가스를 동일 발열량 및 유량 조건에서 모사하고 이를 이용하여 연료 내 수소 비율(vol %)이 연소특성에 주는 영향을 파악하였다. 실험 결과로 각 수소 함량에 따른 최적 점화시기를 결정하였으며, 수소 비율의 변화가 연소특성, 엔진 출력, 효율, 배기 성능에 미치는 영향을 제시하였다.

중앙난방방식을 지역난방.소형열병합난방방식으로 전환시의 경제성 비교 분석 (Analysis for the Economic efficiency of District Heating and Gas Engine Co-generation System comparing with Central Heating System)

  • 김규생;이상혁;홍경표;원영재
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2007년도 동계학술발표대회 논문집
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    • pp.459-465
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    • 2007
  • This study was conducted to calculate the LCC of a apartment complex with a type of heating system, district heating and cogeneration system. For the purpose of analyzing LCC according to size of apartment complex, 500, 1,500 and 4,000 houses of model apartment selected. This research performs design of heating system and the life cycle cost analysis including an initial cost, energy cost, maintenance and operation cost, replacement cost and renovation cost during the project period(15years). According to the calculated results, 1) Initial cost of cogeneration system with 500, 1500 and 4000 houses is higher than district heating system each of 20%, 13%, 12%. 2) In case of cogeneration system, the payback period by electric generation is 5.21, 4.92 and 4.47 years and saving cost was calculated 29 billion won, 94 billion won and 262 billion won after payback period. 3) Cogeneration system LCC was 1.12, 1.07 and 1.06 times larger than district system with the size of apartment complex. According to the case of this study district heating system is more efficient than cogeneration system in terms of the reduction of LCC. 4) Gas Engine Co-generation System is more efficient than other systems because it can collect progressive part from electric charge progressive stage system. However, the efficiency is decreasing because of raising of fuel bills(LNG) and lowering of power rate for house use. Especially the engine is foreign-made so the cost of maintenance and repair is high and the technical expert is short. 5) District heating is also affected by fuel bills so we should improve energy efficiency through recovering of waste heat(incineration heat, etc.). Also, we should supply district cooling on the pattern of heat using of let the temperature high in winter and low in summer.

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Trigeneration 제습공조시스템과 일반공조시스템의 성능 비교 실험 및 수치해석 (An Experimental and Numerical Analysis on Performance Comparison of a Trigeneration Desiccant System and Conventional Air-conditioning System)

  • 김형태;채정민;조영아;박소진;송근수
    • 한국가스학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.32-37
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    • 2018
  • 최근 정부의 미래에너지변환 정책에 따라 천연가스를 활용한 분산발전 시장은 점차 확대될 것으로 예상된다. 분산발전은 전력 수요지 주위의 소규모 발전원을 활용하는 발전방식으로 송배전 인프라 구축 비용과 운용비용, 전력손실을 줄일수 있는 장점이 있다. 천연가스를 이용한 분산발전의 대표적인 예로 Trigeneration System이 있다. 본 연구에서는 Trigeneration System에서 발생되는 냉열 및 엔진 배열을 이용하여 공조대상 실내의 습공기를 제습/냉방/난방 하는 제습공조시스템의 성능 분석에 대한 기초 연구를 수행하였다. 연구결과 제습공조시스템 입출구 온도차가 커질수록 시스템 효율은 높아지고 일반공조시스템 대비 에너지 소비량이 감소하는 것을 알 수 있었다.

천연가스 스파크점화 엔진 발전기에서의 에너지 손실 분석 (Analysis of Energy Losses in a Natural Gas Spark Ignition Engine for Power Generation)

  • 박현욱;이준순;오승묵;김창업;이용규;강건용
    • 한국분무공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.170-177
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    • 2020
  • Stoichiometric combustion in spark ignition (SI) engines has an advantage of meeting future stringent emission regulations. However, the drawback of the combustion is a lower thermal efficiency than that of lean burn. In this study, energy losses in a natural gas stoichiometric SI engine generator were analyzed to establish a strategy for improving the generating efficiency (GE). The energy losses were investigated based on dynamometer and load bank experiments. As the intake manifold pressure increased in the dynamometer experiment, the brake thermal efficiency (BTE) increased mainly due to the reduction in the pumping and mechanical losses. In the load bank experiment, the generating power and GE increased with the increased intake manifold pressure. The generating power and GE were lower than the brake power and BTE due to the cooling fan power and the losses in the generator.