• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.323-330
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• 2019

500 MW 표준 석탄화력발전소는 국내에서 가장 큰 용량의 규격화된 발전소로써 20년 넘게 국내 전력생산에 중추적인 역할을 수행하고 있다. 장기간 사용으로 인한 경년 열화와 더불어 최근 석탄화력발전소의 대기오염 문제가 대두되면서 석탄화력발전소 가동률 제한 정책에 따른 잦은 기동·정지에 의해 발전 설비의 고장 확률이 증가하고 있다. 그 중 증기 배관은 보일러에서 만들어진 고온·고압의 증기를 전력생산을 위해 터빈으로 이송시키는 중요한 역할을 하는 설비로 최근 국내 대용량 발전소 증기 배관의 고장 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 500 MW 표준 석탄화력발전소 주증기배관 연결 용접부에 반복적으로 발생된 손상에 대해 손상 해석을 수행하였다. 동일 규격의 타 발전소에서 발생될 수 있는 고장의 사전 예방을 위해 균열부 금속 조직 분석과 배관 응력 해석을 통해 배관 지지 구조에 의한 고 응력에 의해 발생된 원인을 규명하고 고 응력부 응력 저감을 위한 지지 구조 개선 방안을 제시하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권4호
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• pp.455-460
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• 2020

In order to identify the characteristics of fine particle emissions from thermal power plants, this study conducted measurement of the primary emission concentration of TPM, PM₁₀ and PM_2.5 according to Korea standard test method (ES 01301.1) and ISO 23210 method (KS I ISO 23210). Particulate matters were sampled in total 74 units of power plants such as 59 units of coal-fired power plants, 7 units of heavy oil power plants, 2 units of biomass power plant, and 6 units of liquid natural gas power plants. The average concentration of TPM, PM₁₀, PM_2.5 by fuel are 3.33 mg/m³, 3.01 mg/m³, 2.70 mg/m³ in coal-fired plant, 3.02 mg/m³, 2.99 mg/m³, 2.93 mg/m³ in heavy oil plant, 0.114 mg/m³, 0.046 mg/m³, 0.036 mg/m³ in LNG plant, respectively. These results of TPM, PM₁₀ and PM_2.5 were satisfied with the standards of fine dust emission allowance in all units of power plants, respectively. Also, this study evaluated the characteristics of fine particle emissions by conditions of power plants including generation sources, boiler types and operation years and calculated emission factors and then evaluated fine particle emissions by sources of electricity generation.

• 플랜트 저널
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• 제18권3호
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• pp.28-40
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• 2022

신재생에너지 발전 비중 확대가 예상됨에 따라 공공 발전사업자들은 바이오매스 혼소의 확대 시행을 적극적으로 검토해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 500MW 석탄화력에서 바이오매스 혼소율을 0wt.%에서 5.0wt.%까지 변화하며 미분기 주요 운전 특성을 측정하였다. 먼저, 목질계 바이오매스에 대한 구성성분 분석과 분쇄 특성을 알아보았고, 혼합연료의 부피 증가가 미분기 보울 압력 차이, 모터 전류, 이물질 처리횟수, 출구 온도, 내부 화재횟수에 미치는 영향을 분석하였다. 혼소율 증가에 따라 미분기 보울 압력 차이와 모터 전류, 이물질 처리횟수는 상승함을 확인하였고, 출구 온도는 상승 폭이 미미하였다. 내부 화재횟수는 명확한 상관관계를 찾기 힘드나, 다른 운전인자와 결합하여 발생할 가능성이 크다는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.596-603
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• 2007

실시간 온라인 석탄 성상분석은 효율적인 석탄 화력발전소 운영을 위해 반드시 필요한 기술이다. 온라인 석탄 성상분석 기술 개발을 위해 다변량 분석기법을 사용하여 확산 반사방식을 통해 얻은 석탄의 근적외선 스펙트럼과 석탄 성상(%)[수분, 회분, 휘발분, 고정탄소, 탄소, 수소, 질소, 산소, 황], 발열량(kcal/kg)간의 관계를 조사하였다. 현재 석탄 화력발전소에서 사용하는 40여종의 석탄에서 얻은 근적외선 스펙트럼을 전처리[2차 미분, MSC(multiplicative scatter correction)]를 통해 물리적 영향을 최소화하여 석탄 성상과의 관계를 PLS(partial least squares regression), PCA(principal component analysis)의 chemometrics 기법을 이용하여 정량 분석하였다. 분석 결과 본 기법을 통해 근적외선 스펙트럼으로 석탄 성상 중 회분, 질소 그리고 황을 제외한 나머지 성분에 대해 분석이 가능함을 확인할 수 있었다. 또한 PC(PLS component)의 값을 이용하여 석탄의 종류를 구별한 다음, 다변량 통계기법을 사용하여 정량 분석한 결과, 전체 석탄을 이용해서 정량 분석한 결과에 비해 비교적 좋은 결과를 얻었다. 수분, 발열량이 실시간으로 분석 가능하여 보다 효율적인 석탄 화력발전소 운영이 가능할 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권5호
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• pp.552-559
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• 2008

접선 연소식 미분탄 보일러의 연소특성 분석을 위한 3차원 전산해석 연구를 수행하였다. 해석 결과의 건전성 검증을 위하여 보일러 출구, 즉 절탄기 후단에서의 가스 온도, O$_2$, NO, CO 농도를 발전소의 실제 측정 결과와 비교하였다. 실제 발전소의 운전조건을 기준으로 보일러내의 가스온도, 속도 분포를 해석하였으며 주요 가스농도인 O$_2$, CO, CO$_2$, NO의 분포와 char 입자 궤적을 구하였다. 본 연구를 통하여 최종과열기 전단에서의 가스 온도가 불균일하게 분포함을 알 수 있었으며, 이는 보일러 상부 연소로에서의 잔류 선회유동의 결과인 것으로 파악되었다. 불균일한 가스온도 분포에 대한 해석결과는 접선연소식 미분탄 보일러에서 자주 발생하는 튜브 파손을 방지하는데 있어 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.137.2-137.2
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• 2010

With current real economic growth of more than 10% per year, the Chinese energy consumption is rapidly increasing. Coal supply consists of the vast majority of China's total energy consumption requirements in 2008. China, the largest energy consumer, is expected to be heavily dependent on coal for future power generation, too (IEA,2009). A growing concern on global warming, on the other hand, drives Chinese government to declare her commitment to the reduction of CO2 emission by 2020. In this paper, China's energy market is examined for the current and future primary energy mix. Coal is found to be the biggest part accounting for 68.7% of total primary energy consumption while coal-fired power accounts for over 80% of the total power generation. The importance of Clean Coal Technology is being discussed based on the findings of the importance of coal in China's economy and its sustainable development. Among the technologies involved, a brief investigation of IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) technology with a review on current IGCC projects in China are provided from the perspective of environmental benefits. Studies on regional Chinese power market is also conducted. It is found that the regulated power tariff in electricity system makes the power suppliers suffer from financial loss and changes in the electricity price system is under serious consideration by Chinese government. Even though Chinese power market system causes difficulties of commercialization for IGCC technology, the potential benefits will be high due to China's huge requirements of power generating capacity and its heavy reliance on coal if the electricity price system can be changed smoothly.

• 한국표면공학회지
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• 제55권6호
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• pp.433-440
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• 2022

Environmental pollution caused by power plant exhaust gas is highlighted and eco-friendly regulations are being strengthened. However, due to the abundant reserves and low prices of coal, still the most used for power generation in the world. Therefore, flexible operation of coal-fired power plants to reduce emissions has become an inevitable option. However, lowering the output increases the possibility of acid dew point corrosion as the exhaust gas temperature decreases. The dew point corrosion occurs when condensable gases such as SO₃, HCl, NO₂ and H₂O cools below the saturation temperature. SO₃ is already well known to cause severe low- temperature corrosion in coal-fired power plants. Therefore, this study aims to prevent damage that may occur during operation by analyzing the dew point and corrosion resistance with exhaust gas temperature and sulfuric acid concentration of the power plant economizer tube.

• 한국연소학회지
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• 제15권2호
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• pp.1-11
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• 2010

Power generation systems based on the oxy-coal combustion with carbon dioxide capture and storage (CCS) capability are being proposed and discussed lately. Although a large number of lab scale studies for oxy-coal power plant have been made, studies of pilot scale or commercial scale power plant are not enough. Only a few demonstration projects for oxy-coal power plant are publicized recently. The proposed systems are evolving and various alternatives are to be comparatively evaluated. This paper presents a proposed approach for performance evaluation of a commercial 100 MWe class power plant, which is currently being considered for 'retrofitting' for the demonstration of the concept. The system is configurated based on design and operating conditions with proper assumptions. System components to be included in the discussion are listed. Evaluation criteria in terms of performance are summarized based on the system heat and mass balance and simple performance parameters, such as the fuel to power efficiency and brief introduction of the second law analysis. Also, gas composition is identified for additional analysis to impurities in the system including the purity of oxygen and unwanted gaseous components of nitrogen, argon and oxygen in air separation unit and $CO_2$ processing unit.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.136-142
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• 2010

국내에 수입되어 사용되고 있는 발전용 석탄 2종에 대하여 기초적인 열중량분석기를 이용한 열특성 분석실험과 대용량 시험연소로를 이용한 연소시험을 수행하였다. 실험결과 고수분탄이 비록 착화 온도가 낮고 및 연소 구간이 짧아 초기 연소특성은 좋지만 비교탄에 비해 연소완료가 빨리 종결되지 못해 결과적으로는 연소 효율이 좋지 않았으며, 고수분탄의 활성화에너지는 고수분탄이 79 kJ/mol로서 비교탄의 53 kJ/mol에 비해 높은 특성을 보였다. 또한 시험연소로 시험과정에서 고수분탄의 화염 내 검은 색의 석탄분사체(Coal Jet) 형태가 비교탄에 비해 비교적 뚜렷이 관찰되어 연소속도가 다소 떨어지는 상호 연관성이 잘 설명되었고 연소후 미연분 발생량에서도 고수분탄이 다소 높게 나타났다. 그러나 고수분탄의 경우 낮은 유황분 함량으로 인해 연소 시 황산화물 배출량이 적어 고유황 함량의 석탄과의 혼합연소 시 유용하게 활용 될 수 있을 것으로 예상되었으며, 또한 회성분 분석결과 $Na_2O$와 $K_2O$ 등의 알카리비금속화합물 함량이 기존의 역청탄에 비해 매우 적고 회분자체의 함량도 매우 낮아 회분의 융착 정도가 높지 않게 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.841-844
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• 2008

석탄화력발전소에서 발생되는 부산물인 석탄회중 비정제 플라이애시 및 바텀애시는 해안에 건설된 회처리장에 매립처분되고 있는 실정이다. 산업의 발전과 함께 전력소비량의 증대로 석탄회의 발생량은 점차 증대하고 있으며, 이로 인해 매립지의 부족과 신규건설에 따른 환경문제의 대두로 매립회의 활용필요성은 커지고 있는 상황이다. 본 연구에서는 발전소 매립지 매립회의 활용성을 증대시키기 위해 매립지 별 매립회의 기초물성을 비교분석하였다. 연구결과, 매립지 별로 매립회의 특성이 다르므로 용도별 특성을 구별하여 적용할 필요가 있는 것으로 나타났다. 특히, 콘크리트용 골재로서 적용할 경우 흡수율의 변동에 따른 품질의 특성이 매우 다르기 때문에 매립회에 대한 전체적인 비교검토가 필요한 것으로 나타났다. 염분함유량을 검토한 결과 2회이상의 세척과정을 통하면, 콘크리트용 골재로서의 적용이 가능한 것으로 나타났다.