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실험실규모 순환유동층에서 RPF의 연소특성에 관한 연구
이응록 연세대학교 공학대학원 2004 국내석사
Combustion technology in circulating fluidized bed has an excellent adaptability for fuels such as low-grade and low-heat capacity fuels which has much lime percentage and moisture. The study on this technology was started from 1981 and conducted actively from 1991. The study in connection with combustion property of soft coal, hard coal and combustion property of regulation of smoke extraction etc. was conducted in a various Lab. and through scale experimental devices, chiefly a study was conducted related to boiler design by users of boiler and efficiency valuation and the study was conducted in connection with combustion property, combustion furnace property, unit equipment efficiency, clinker, and abrasion of electric heat pipe. Up to now the study was conducted related to technology in circulating fluidized bed chiefly availing coal, but from now on it needs to develop alternative fuel of fossil fuel that is expected to be exhausted. Accordingly, in this study as a part of basic research aim at combustion technology design and operating technology development in circulating fluidized bed to develop alternative fuel in the next generation, combustion possibility in circulating fluidized bed availing RPF was tapped and extracted out a processing variable, combustion property (temperature distribution), analysis of a flue gas etc. were measured and considered, The results of this study are summarized as follows at combustions of RPF : (1) The highest temperature was measured at hight 0.8m in temperature distribution by combustion, temperature went down with up of the hight. (2) Considering concentration of flue gas, discharging concentration of CO2 or CO except on NOx were all decreased by increasing of extra air ratio. (3) Among concentration of flue gas, the more extra air ratio increase, the more NOx discharge concentration increased at the first time, an then it became to decrease in proportion to the increase of extra air ratio. (4) According to total amount standards discharge concentration became to decrease in proportion to getting bigger of extra air ratio, HC, of which chain length of carbon is small, was generated much, and according to the change of extra air ratio HC in case that chain length of carbon is small, it shows a tendency to decrease, but HC in case that chain length of carbon is large, it shows a tendency to increase. 순환유동층 연소기술은 다양한 성상의 연료를 저공해 고효율로 연소할 수 있는 우수한 연소방식으로 재래의 기포유동층 연소방식으로부터 고효율, 대용량으로 확장되어 발전, 열병합, 소각 및 복합발전에 적용되는 차세대 연소기술이며, SOx, NOx 저감 등 공해방지 특성이 우수하여 점차 규제강화가 이루어지고 있는 환경오염물질 배출 허용기준에 적합한 기술로 많은 연구가 진행 중에 있다. 현재까지는 주로 석탄을 이용한 순환유동층 기술에 대한 연구가 이루어졌으나, 향후 고갈이 예상되는 화석연료의 대체연료 개발이 필요한 실정이다. 국외에서는 순환유동층 연료로 Farm animal waste, Sewage sludge and coal, REF(Recycled Fuel), PDF(Package Derived Fuel), RDF(Refuse Derived Fuel), Petroleum coke, Wood, Biomass 등을 이용하여 활발히 연구를 진행하고 있다. 현재 국내에서는 석탄 이외에 산업용폐기물, 폐타이어 등을 이용한 연구가 일부 진행되었으며, 향후 석탄 이외의 저급연료를 이용한 순환유동층의 특성연구가 활발히 진행될 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서 차세대 대체연료 개발을 위한 순환유동층 연소기술 설계 및 운전기술 개발을 목표로 기초연구 일환으로 RPF를 이용한 순환유동층에서의 연소가능성을 타진해 보고 공정변수를 도출하고, 설계 기초 자료로써 연소특성(온도분포), 연소가스 분석 등을 측정 및 고찰하였으며, RPF 연소시 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1) 연소로 내부의 온도분포는 높이 0.8m에서 가장 높은 온도가 측정되었으며, 높이가 높아짐에 따라 온도가 떨어졌다. (2) 배출 가스의 농도를 볼 때 NOx를 제외한 CO2나 CO의 배출 농도는 RPF 연소 시 과잉공기비가 증가함에 따라 모두 감소하였다. NOx의 경우는 연소로 내 온도가 가장 높을 때 배출농도가 가장 높았다. (3) 배출 가스의 농도 중 NOx 배출농도는 과잉공기비가 증가할수록 초기에는 증가하였으나, 점점 과잉공기비가 증가할수록 감소하였다. (4) HC의 배출 농도는 총량기준으로 과잉공기비가 커짐에 따라 감소하였으며, 주로 탄소의 개수가 적은 HC가 많이 발생하였고, 과잉공기비의 변화에 따라서 탄소 원자 개수가 적은 HC의 경우 감소하는 경향을 보이나, 탄소 원자 개수가 많은 HC의 경우는 증가하는 경향을 보이고 있다.
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저속 스윗칭 다이리스터를 사용한 고주파 브릿지 인버터에 관한 연구
본 논문에서는, 기존 브릿지 인버터와 동일한 형태이나 부하가 브릿지 외부와 직렬로 연결된 고주파 인버터회로를 제시하고 해석하였다. 스너버(snubbr)회로의 생략으로 실제 회로 구성을 간단하게 하였으며, 다이리스터의 순방향 전압 상승비를 낮아지게 하는 방식과 회로 소자 및 반도체 소자의 전압 제한에 관하여 논하였다. 본 인버터 제어에서는, 회로 소자값의 변화에 따른 하드웨어 제어가 어렵기 때문에 마이크로 프로셋서를 사용하여 제어의 단순화를 실현하였다.
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