연소 및 에너지 전환 공정에서 엑서지 해석(Exergy analysis on combustion and energy conversion processes)

전문가 제언

□ 1956년 Z. Rant가 처음으로 exergy 이론을 제창하였으며, 독일 기술자 협회(VDI)에 의해 정식으로 엑서지(die Exergies)라는 용어가 채택되었다. 엑서지(Exergy)는 유효에너지 이용(available energy)의 개념으로서, 회수 가능한 에너지의 양보다 회수되는 이용 가능한 에너지의 온도레벨에 의해 유효에너지가 평가된다. 한 예로서 발전소에서 30~40℃로 배출되는 막대한 량의 냉각수는 에너지 량은 많으나 대기온도를 기준으로 할 때 유효에너지 측면에서 이용도가 거의 없고 엑서지 량은 극히 적고 엑서지 손실은 거의 무시할 정도이다. 반대로 응축 수 부문의 열효율은 높은 것으로 평가된다. 화학공정 등에서 200℃정도의 에너지가 배출될 경우 배출량은 적으나 발전 또는 가열용으로 이용가능하며, 또한 공정에서 1500℃의 열을 배출할 경우 이는 유효에너지 측면에서 500~600℃의 증기 싸이클 에너지 보다 높은 전환 효율이 있고 엑서지 효율이 높은 것으로 평가할 수 있다.

□ 본 논문은 발전소, 히트펌프, 보일러 및 연소 공정에서 엑서지와 에너지 수지에 관한 사례를 비교 분석하였다. 분석 결과 엑서지 값은 열에너지, 열전달, 유체의 감속 조절 및 고온 연소 등에 의한 기본 방정식으로 표현하였으며, 엑서지와 에너지 수지 사이에는 전환 효율에 많은 차이가 있음을 밝혀내고 있다.

□ 유효에너지 개념인 exergy는 에너지 량보다 온도레벨에 의해 특징 지워지고 있음을 알 수 있다. 특히 연소공정과 에너지 전환 공정에서 전환효율을 높이기 위해서는 반응온도를 높이는 것이 중요함을 시사하고 있다. 무엇보다 각 공정에서 에너지 절약 효과를 검토하기 위해서는 exergy와 에너지 분석을 병행함으로서 보다 효율적인 시스템 분석이 가능할 것이다.

저자

Hiroshi Taniguchi, et al.

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2005

권(호)

30(2-4)

잡지명

Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

111~117

분석자

박*준

분석물

• 연소및에너지전환공정에서엑서지해석.pdf [231,405 byte]

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