• 청정기술
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• 제23권3호
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• pp.223-236
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• 2017

기후변화 대응을 위한 청정 화력발전 기술의 일환으로 폐기물과 바이오매스를 중심으로 한 신재생연료의 이용이 크게 증가함에 따라 특히 고온 고압 스팀 생산이 필요한 발전용 보일러 열교환기의 고온부식(High temperature corrosion) 문제가 심각한 현안으로 대두되고 있다. 이러한 문제점은 저급연료에 포함된 염화알칼리 성분이 보일러 내 열교환기 중 표면온도가 가장 높은 과열기(Superheater) 또는 재열기(Reheater)에 점착된 후 염소에 의해 부식이 가속화되어 일어난다. 이를 해결하기 위해 설계 변경, 재료 개선, 연료 전처리 등의 고온부식 회피 방법과 함께 첨가제를 이용한 고온부식 방지 기술이 활용되고 있다. 본 연구에서는 보일러에서 고온부식 방지를 위한 다양한 접근 중 특히 첨가제를 이용한 연구개발 현황을 소개한다.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.253-259
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• 2013

이 논문에서는 overfire air (OFA) (과잉 연소공기)-형 접선주입 석탄가열 보일러의 기하학적인 형상 및 운전조건의 변화가 보일러의 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 연소현상과 NOx 발생 특성 등을 수치적으로 규명하고자 하였다. 이를 위하여 전산유체역학 기법을 이용하여 보일러 내부의 난류 열/유동, 화학 반응, 그리고 복사열전달 등의 영향을 고려하였다. 연구 결과, 보일러 내 NOx의 형성은 연소과정, 내부온도, 그리고 화학종의 농도 등에 대단히 의존적이며, 최대 NOx 저감 및 보일러의 효율에 대한 최적의 조건은 OFA에서 공급되는 공기의 양과 분사각도 그리고 보일러 외부의 기하학적인 형상을 변화시킴으로서 얻어질 수 있었다. 또한 이 연구의 운전조건 범위 내에서, OFA에서 공급되는 공기양의 변화가 분사각의 변화보다 NOx 배출량 저감 관점에서 보다 효율적임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.965-973
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• 1992

본 연구에서는 산업용 가스전소자연순환보일러를 모델로 선정하여 이 모델에 영향을 주는 인자에 대하여 동적 해석을 하였다. 수위와 압력을 연결한 자연순환 보일러의 제어를 위한 총괄적인 블록 선도를 제시하였고, 이 선도를 토대로 전산프로 그램을 개발하고 계산치와 실제 측정치를 비교, 검토하여 이론 해석상의 모순이 없음 을 확증하였다. 연구결과를 산업용 자연순환 gas 보일러의 설계에 응용하도록 하여 보일러의 동특성을 제시하고 이것에 의한 전제어시스템의 신속하고 정확한 설계치를 제시하여 응용사용토록 하여 무엇보다도 전보일러시스템의 안전운전과 경제성(제작비 및 가동비)을 제고하는데 있다. 본 논문을 제1부, 제2부로 나누어 발표해야 하므로 제1부는 결론을 포함시키지 못하며 제2부에서 결론을 제시하겠으니 참조하여 주시기 바랍니다.

• 공업화학
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• 제32권2호
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• pp.149-156
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• 2021

크래프트 회수보일러(kraft recovery boiler)는 펄프 공정에서 생성된 흑액을 연소하여 발전용 스팀을 생산하는 장치이다. 특히 연소로 상단부에 존재하는 과열기(superheater)는 포화 증기가 연소가스와 열교환을 통해 과열 증기로 전환되는 구간으로, 연소가스와 포화 증기 사이의 열교환 효율 향상은 발전용 과열 증기 생산량 증가 및 발전 효율이 증가하므로 매우 중요하다. 과열기 하단부에 위치한 노즈 아치는 과열기의 부식의 원인이 되는 연소로에서 발생한 복사열을 막는 중요한 역할을 하지만, 연소가스 유동을 방해하여 포화증기와 열교환이 끝난 저온의 연소가스가 과열기를 나가지 못하고 재순환되어 열교환 효율을 저하시키는 직접적인 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 CFD를 활용하여 노즈아치 구조에 따른 재순환 영역의 크기와 연소가스 출구 온도를 비교하였다. 결과적으로 노즈 아치 하단부 각도를 106.5°에서 150°로 변경할 경우 연소가스의 재순환 영역이 감소하여 연소가스와 과열기 사이의 열교환 효율이 10.3% 향상되는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.677-682
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• 2001

Catalytic combustion is the environmental-friendly technology, which has been applied to a variety of areas for industrial and domestic use in recent years. Accordingly, this study performed the development of the catalytic manufacturing technology for the high temperature and of the catalytic combustor in priority, which were aimed to be applied to a commercialized boiler. Paliadium(Pd) of a noble metal was used as a catalyst for the high temperature and supported on alumina($Al_[2}O_{3}$) and zirconia($ZrO_{2}$) in constant weight ratio. Activity of Pd catalysts is compared and analyzed in the catalytic combustion of natural gas. The ratio of $Pd/Al_{2}O_{3}=4$ was found to be better than any other weight ratios in activity and durability. The performance examination of catalysts and of combustion through the plate-type combustor made it possible to be developed the cylindrical-type combustor which has increased combustion area. Catalytic combustion boiler of 25,000 kcal/hr class was also developed, which had the optimum combustion condition at the nozzle of 5.95mm and the orifice of 21mm. This condition was determined through the performance experiments of catalytic combustion boiler to which the cylindrical-type catalytic combustor was applied.

• 한국대기환경학회지
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• 제20권3호
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• pp.331-343
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• 2004

The results of individual PAH source profiles that can be applied to receptor model are as follows. The sum of 16 PAH concentrations was 391.41 ng/S㎥ in a tunnel. Phenanthrene was the most abundant compound among 16 PAH, and then pyrene, fluoranthene, anthracene, and naphthalene can be seen in elevated contents. 11,056.61 ng/S㎥ of 16 PAH concentrations in BC oil boiler was two times higher than 6,582.57 ng/S㎥) of those in LNG boiler. Naphthalene was the most abundant compound in both facilities. Phenanthrene, anthracene, and acenaphthylene were the second dominant compound group in order from both facilities. BC oil boiler had relatively high concentration of pyrene compared to LNG boiler that had high concentration of fluorene and did not detect pyrene. The sum of 16 PAH concentrations emitted from MSW incinerators after APCD (air pollution control device) was three times higher than those from MSW incinerators before APCD. However, the concentrations of more than 4-ring PAH compounds (e.g., benzo (a)anthracene) before APCD were higher than those after APCD. This fact implies that PAHs generated by combustion process are eliminated in APCD and they are continuously produced in stack or atmosphere by PAHs precursors.

• 한국산업보건학회지
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• 제26권3호
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• pp.342-349
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• 2016

Objectives: The objective of this paper is to find flow and heat transfer characteristics numerically in boiler buildings for three different ventilation window configurations. Methods: Turbulent natural convection flow in boiler buildings with a constant heating wall temperature was analyzed numerically. Governing equations were solved with standard finite-volume method using the SIMPLE algorithm. Conclusions: Flow and heat transfer characteristics are found for three different ventilation types. In the lower area under furnace, velocity and temperature distributions show similar patterns among the three different ventilation types. In the upper area over furnace, however, air flow is well mixed with lower peak temperatures for types B and C, which have roof ventilation windows, compared to type A which has side wall louvers only. Also, type B, with a single large roof window, shows better ventilation effect than does type C with its distribution roof windows.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1449-1454
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• 2003

For many industrial processes there are good static models used for process design and steady state operation. By using system identification techniques, it is possible to obtain black-box models with reasonable complexity that describe the system well in specific operating conditions [1]. But black-box models using inductive modeling(IM) is not suitable for model based control because they are only valid for specific operating conditions. Thus we need to use deductive modeling(DM) for a wide operating range. Furthermore, deductive modeling is several merits: First, the model is possible to be modularized. Second, we can increase and decrease the model complexity. Finally, we are able to use model for plant design. Power plant must be able to operate well at dramatic load change and consider safety and efficiency. This paper proposes a simplified nonlinear model of an industrial boiler, one of component parts of a power plant, by DM method and applies optimal control to the model.

• 한국연소학회지
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• 제14권1호
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• pp.19-24
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• 2009

A novel low NOx oil burner of 0.7 MW (for a 1 ton steam/hr industrial boiler) was designed and tested to investigate the combustion characteristics through in-flame measurement and flue gas analysis. Flame shape was observed by CCD camera and $CH^*/{C_2}^*$ radical distribution in the flame were observed, along with measurement of flue gas composition such as NOx and CO, for various heat inputs, excess airs and pressure of the fuel spary nozzles. The flame showed the two-zone structure: fuel-rich and fuel-lean zone, which was very favorable for the low-NOx combustion, and the NOx emission for haevy oil combustion was significantly reduced to < 150 ppm at 4 % $O_2$, compared with the NOx level of a conventional heavy oil burner.

• 산업기술연구
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• 제22권B호
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• pp.79-88
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• 2002

This paper deals with a case study on the process improvement and the layout design of a boiler factory with FactoryCAD. Firstly, two alternatives of job reallocation are suggested with the understanding of problems in current process. The layout planning for these new alternatives is carried out by simple procedure and the detailed analyses are performed by the aid of FactoryCAD program. The result shows that the new layout plan brings on about 10% reduction of travel distance. The utilization of FactoryCAD program can simplify the process of layout design.