• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.106.2-106.2
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• 2010

IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) plants are among the most advanced and effective systems for electric energy generation. From a control perspective, IGCC plants represent a significant challenge: complex reactions, highly integrated control to simultaneously satisfy production, controllability, operability and environmental objectives. While all these requirements seem clearly to demand a multivatiable, model predictive approach, not many applications can be easily found in the literature. This paper describes the IGCC dynamic simulation that is capable of simulating plant startup, shutdown, normal, and abnormal operation and engineering studies. This high fidelity dynamic models contain the detailed process design data to produce realistic responses to process operation and upset. And the simulation is used by engineers to evaluate the transient performance and produce graphical information indicating the response of the process under study conditions.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.43-50
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• 2009

Waste heat recovery process designs and performance analyses are conducted on the IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) power plants integrated with two different coal gasification and gas cleanup processes by Shell and GE/Texaco. Through the analysis results, the present study provides the steam integration concept between the HRSG and the chemical processes of IGCC power plant, and investigates the effect of steam integration on the power generation of IGCC power plant. The present simulation results show less steam power output and higher overall IGCC efficiency of the Shell-based power plant than the GE/Texaco.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.39-44
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• 2000

석탄가스화 복합발전(IGCC; Integrated Gasification Combined Cycle) 은 석탄을 연료로 사용하면서 NOx, SOx 등 오염물 발생량이 적고 가스터빈을 채용한 복합발전 방식으로 효율이 높은 청정에너지 발전방식이다. 특히 우리나라와 같이 전력생산 분야에서 석탄화력의 비중이 높은('99년 6월 현재 27.8%(한전통계자료)) 우리나라에서 급격히 강화되는 석탄화력발전소에 대한 오염물 배출량 제한에 대처하기 위해 기존 석탄화력의 대안으로써 석탄가스화 복합발전이 부각되고 있다. 본 연구에서 국내에 IGCC 상용설비 도입에 대비하여 참조플랜트로서 Texaco 가스화공정을 채용한 2 case의 IGCC 시스템 연구를 수행하였다.(중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.364-367
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• 2008

This present paper describes concepts of the real-time operation monitoring system as a tool for enhancing the reliability and raising the availability of the first Korea IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) power plant. This system consists of five (5) modules : (1) Data Validation Module, (2) Performance Calculation Module (3) Performance Diagnostic Module, (4) Trip Information Module, and (5) Statistics Analysis Module. Among these modules, Performance Calculation Module is explained in more detail. The objective of this module is to continuously evaluate the degradation (decrease in performance) of the IGCC plant and its equipment in order to provide plant operators additional information to help them identify problems, improve performance.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회, 한국에너지공학회 1993년도 춘계 공동학술발표회 초록집
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• pp.132-139
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• 1993

석탄가스화 공정과 복합발전 사이클을 결합한 IGCC 발전 시스템은 기존의 석탄연소 발전방식에 비해 열효율이나 공해배출 문제 등에서 월등히 우수한 특성을 가지므로 차세대 발전개념으로 크게 각광받고 있다. 이러한 이유로 선진공업국들은 70년대 석유 파동이래 IGCC 기술을 중점 개발하여 왔고, 머지않아 상업화에 도달할 전망이다. 국내적으로도 전기수요량의 급격한 증가와 엄격한 환경규제 등의 현실적 요인으로 인해 IGCC 발전에 관심이 집중되고 있으며, 이와 더불어 우리실정에 맞는 IGCC 공정기술의 개발이 시급한 실정이다.

• 전기저널
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• 통권452호
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• pp.29-34
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• 2014

2014년 5월 한 달 간 우리나라에서 석탄을 이용해 생산한 발전량은 약 1만5,748GW에 달한다. 이는 국내 총 발전량 중 38%에 해당하는 양이다. 특히 유연탄의 경우 kWh당 정산단가가 61.6원에 불과해 원자력(55.4원) 다음으로 경제성이 높은 발전원에 속한다. 그러나 석탄화력의 경우 황산화물, 질소산화물 및 먼지와 지구온난화의 주범으로 꼽히는 온실가스를 배출하고 있어 항상 논란의 대상이 된다. 2011년 기준으로 국내 $CO_2$ 배출량의 약 1/3 정도가 전력분야에서 발생했는데, 이 중 대부분은 석탄화력에서 배출됐다. 즉 환경을 생각하면 비중을 줄여 나가야 하는 것이 맞지만, 경제성 및 효율성을 고려하면 반드시 필요한 발전원이 석탄화력인 셈이다. 이에 비단 우리나라뿐만 아니라 전 세계 전력 산업계에서는 석탄화력의 효율은 높이면서, 온실가스 배출은 줄일 수 있는 기술개발에 적극 나서고 있다. 그 기술 중 가장 현실적이면서 대표적으로 떠오른 분야가 바로 석탄가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC)이다. 우리나라에서도 IGCC에 대한 관심을 지속적으로 기울여 왔고, 그 노력의 결실로 현재 태안에 국내 최초의 IGCC 실증플랜트를 건설 중에 있다. 현재 IGCC 기술개발은 어느 단계까지 와 있는지, 또 국내외 시장은 얼마나 성장될 것으로 예상되는지 자세히 정리해봤다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권3호
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• pp.415-419
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• 2016

As the need for clean coal technology has grown, so has the global research and development efforts into integrated gasification combined cycle (IGCC) plants. An IGCC plant couples a gas turbine to a gasification block. Various technical and economic problems exist in designing such a system. One such problem is the difficulty in realizing economies of scale because the single-train flow capacity of commercial IGCC synthetic gas turbine plants is limited; the capacity does not exceed a net power rating of 300 MW. To address this problem, this study modeled and simulated a synthetic gas turbine with the goal of evaluating the feasibility of a 500 MW or larger IGCC plant. First, a gas turbine with the best output and efficiency was chosen for use with natural gas. The turbine was modeled using GateCycle (a simulation tool), and the integrity of the model validated by comparing the result to the design value. Next, off-design modeling was carried out for a gas turbine with synthetic gas based on its on-design model, and the result was compared with the study result of the gas turbine manufacturer. The simulation confirmed that it is possible to create a large capacity IGCC plant by undertaking the remodeling of a gas turbine designed to use natural gas into one suitable for synthetic gas.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.433-436
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• 2007

가스화기술은 화석연료에 의한 기존의 화력발전기술을 대체할 수 있는 차세대 발전기술로 여겨지고 있어 전 세계적으로 기술개발은 물론 상용 플랜트를 앞 다투어 도입 건설 중에 있다. 현재 국내에서도 2014년까지 실증플랜트 완공에 매진을 가하고 있는 실정이다. 가스화기술은 온실가스인 이산화탄소를 동시에 감축하면서 전력뿐만 아니라 수소, DME, 화학원료와 같은 2차 고급 에너지원을 생산할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이 연구에서는 ASPEN plus를 이용하여 다양한 원료 공급에 따른 300 MW급 IGCC 플랜트에 대한 운전 특성을 알아보고자 하였다. 가스화기에 공급되는 원료는 석탄(역청탄), 중질유(납사, 벙커C유) 등으로 구분해 고려하였으며, 가스화 플랜트 해석모델에 대한 성능을 평가하기 위하여 해외에서 운전 중인 상용 IGCC 플랜트에 대한 운전자료와 상대오차로 비교 산출해 검증하였다. 그 다음으로 가스화(gasification)공정, 산가스 제거(acid gas removal)공정, 복합발전 공정(combined cycle)등과 같은 IGCC 플랜트를 구성하고 있는 각각의 단위공정에 대한 운전 특성에 대한 해석결과를 확인하였다. 해석 결과를 바탕으로 가스화기의 냉가스 효율(cold gas efficiency)과 탄소 전환율(carbon conversion), 산가스 제거공정에 대한 이산화탄소 포획 성능과 복합발전에 따른 플랜트 발전량 및 발전 효율(plant net efficiency)을 예측하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권9호
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• pp.704-711
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• 2008

Integrated gasification combined cycle (IGCC) is an environment friendly method of using coal. Several commercial IGCC plants have been built worldwide during the past decade, and a domestic development project has also been launched recently. Operation and performance characteristics of a gas turbine in the IGCC plant deviates from those of original gas turbines due to several factors such as increased amount of fuel supply and integration with other components. In this study, performance of a gas turbine in the IGCC plant is analyzed considering its integration with the air separation unit (ASU). Influence of the degree of integration (split of air supplies to ASU from the auxiliary compressor and the gas turbine compressor) on the system performance is investigated. In addition, effect of modulating nitrogen return flow from the gasifier to the gas turbine on the operating characteristics of the gas turbine is examined.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.130.1-130.1
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• 2010

미국과 유럽에서는 이미 10여 년 전부터 250MW급 이상의 대용량 석탄IGCC 플랜트를 상업운전 하고 있으며, 일본과 중국을 비롯한 아시아에서도 대용량 플랜트를 시운전하고 있거나 건설 중에 있다. 한국에서는 제4차 전력수급계획에 의거 태안화력 부지 내에 300MW급 IGCC 플랜트 건설을 추진 중이며, 두산중공업은 '10년 상반기에 IGCC 가스화 플랜트에 대한 FEED 설계 (Front-Eng Engineering Design)를 완료하였다. 그 과정 중 설계조건에 의한 기본 엔지니어링 사항과 석탄 가스화 플랜트에 대한 성능예측 결과를 본 연구에서 소개한다. 가스화 플랜트의 엔지니어링은 가스화 블록과 가스정제 블록으로 구분하여 수행하였다. Process Data를 이용하여 PFD Development, P&ID Generation, Equipment Specification 개발, HAZOP 수행, Architecture Engineering 등의 순으로 FEED 설계를 진행하였다. BOD (Basis of Design)를 기준으로 운전조건별 Heat & Mass Balance와 Process Flow를 재검토하고 각 기기별 운전개념을 반영하여 P&ID를 개발하였다. 그리고 배관, 전기 및 제어에 대한 각종 Diagram 개발과 HSE (Health, Safety and Environment) 관련 설계를 수행하였다. IGCC 1호기의 엔지니어링 수행과 함께 Next 호기 자체설계 역량 확보를 위해 두산중공업은 'DIGITs'로 명명된 개념기본설계 Tool을 개발하고 있다. DIGITs는 공정모델링, 단위기기 개념설계, 공정구성 (Process Configuration) 및 종합 Database Package 형태로 구성된다. DIGITs에 의한 계산 결과 공정사 Process Data 기준시 가스화 블록 출구에서 Syngas HHV와 Syngas 현열은 각각 약 $636MW_{th}$와 약 $18MW_{th}$로, Plant 설계조건 $630MW_{th}$를 만족하는 것으로 예측되었다. 향후 DIGITs는 가스정제 블록 및 주변 BOP 설비 등과 연계한 종합 개념기본설계 Tool로써 개발 진행 중이다.