증기보일러의 효율향상과 CO2 감축을 위한 3중 핀 튜브 활용

전문가 제언

○ 이 보고서는 보일러 튜브군에 3중 핀 튜브(Triple-Finned Tube: TFT)를 이용에 관한 기술경제 분석(techno-economical analysis)의 결과에 관한 것이다. 이 연구는 ①기본배열-엇갈린 평핀 튜브열(staggered plain tube bank), ②TFT와 평튜브의 결합, ③교차하는 튜브열(alternating tube bank) 등 3가지로 분류하여 이뤄졌다.

 

○ 열부하에 대한 전산유체역학(CFD)의 계산 결과로부터 출구 연소가스와 열 손실을 구함으로써 상대적인 Nusselt 수(Nu)를 얻었다. 튜브의 Nu 수 계산은 모든 튜브 배치에서 계산되었다. 보일러 효율과 연료소비는 0D(0 dimension) 모델링에 의해서 계산되었다.

 

○ ③의 근대적인 방법에서 보일러의 효율은 90.67%이었으며 이는 기존 기종에 비하여 1.1%가 증가한 값이다. 또한 연소가스는 158.8℃에서 138℃로 감소하였다. 경제적으로 더욱 이익이 되는 해법은 ②, ③의 변형된 기법이다. 이들 기법을 이용하면 약 반년에 투자원금을 회수할 수 있을 것으로 나타났다.

 

○ 국내에서의 보일러의 성능에 대한 연구는 “FGR 시스템 동력 플랜트 보일러의 성능 및 배기배출물에 미치는 재순환 배기의 영향에 관한 연구(2016)” 등 248 편이 발표되었다. 또한 국내의 “발전용 보일러의 CFD 연구”는 “열병합발전용 유동층 BOILER의 설계절차 및 성능계산(상) 열병합발전용 CFBC 보일러 설계절차 및 성능계산(1990)” 등 8편이 검색되었다.

 

○ 하지만 “보일러의 성능과 경제적 해석”을 다룬 논문은 18편이 검색되었으며, 이들 논문은 대부분 증기보일러에 절탄기를 사용하는데 따른 보일러 효율과 연소가스 배출물 계산을 CFD에 의하여 시행한 것으로 여기에서의 CFD기법은 아주 기본적으로 적용되었다. 따라서 본고의 내용은 다소 보기 드문 연구 결과여서 이 분야 연구자에게 좋은 자료가 될 것이다.

저자

Robert Wejkowski

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2016

권(호)

99()

잡지명

Energy

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

304~314

분석자

장*현

분석물

• 증기보일러의 효율향상과 CO2 감축을 위한 3중 핀 튜브 활용.pdf [474,487 byte]

이미지변환중입니다.