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연소용 이차공기 수평분사각에 따른 질소산화물(NOx) 배출특성
NOx Emission Characteristics Depending on the Variations in Yaw Angle of the Secondary Air Nozzles in a Coal Fired Boiler

김영주    (한전전력연구원 신발전연소그룹   ); 박호영    (한전전력연구원 신발전연소그룹   ); 이성노    (충남대학교 기계공학과  );
  • 초록

    국내 석탄화력발전소의 대용량 보일러를 대상으로 연소용 이차공기의 수평분사각을 변경한 경우에 대하여 화로에서의 연소특성과 NOx 발생특성을 전산유체역학적으로 해석하였다. 열유동해석 결과를 실제 운전데이터와 비교하여 해석의 신뢰성을 확인하할 수 있었다. 분사각을 $20^{\circ}$ 까지 증가시킬 경우 노즐 근처에서의 재순환유동 감소, 화로출구 NOx 감소와 미연분 증가를 가져왔으며 화구의 형태가 많이 변화되는 것을 관찰하였다. 본 연구결과는 A화력발전소의 연소방식을 변경하는 경우 기본적인 설계 및 운전 데이터로 활용하고자 한다.


    Three dimensional numerical analysis for the coal fired boiler has been performed to investigate the effect of yaw angle variation of the secondary air nozzles on the combustion characteristics and NOx emission. It was found that the prediction gives a good agreement with plant data. The increase in yaw angle up to $20^{\circ}$ have results in the decrease in NOx emission at furnace exit and recirculation flow intensity, together with the increase of unburned carbon in ash. It also has been recognized the remarkably change in configuration of fire ball with increase in yaw angle. The results from this study would be valuable in the case of the combustion modification of the corner firing coal-fired utility boiler.


  • 주제어

    질소산화물 배출 .   미연분 .   코너 연소 .   화로 .   수평분사각.  

  • 참고문헌 (11)

    1. 국가에너지위원회, 제 1차 국가에너지기본계획(2008) 
    2. Siegel, R. and Howell, J. R., Thermal radiation Heat Transfer, Hemisphere Publishing Corporation, Washington D.C.(1992) 
    3. Niksa, S. and Cho, S., “Conversion of Fue-Nitrogen in the primary zones of pulverized coal flames,” Energy and Fuels, 10, 463-469(1996) 
    4. Zarnitz, R. and Pisupati, S. V., “Evaluation of the use of coal volatiles as reburning fuel for NOx reduction," Fuel, 86, 554-559(2007) 
    5. Spalding, D. B., “Mixing and Chemical Reaction in Steady Confined Turbulent Flames, 13th Symp. (Int'l). on Combustion, The Combustion Inst., Salt Lake City, UT, Aug. pp. 23-29(1970) 
    6. Fluent User's Guide V6.3(2005) 
    7. 한국전력공사, 연소관리실무(1999) 
    8. Field, M. A., “Rate of Combustion of Size-Graded Fractions of Char from a Low Rank Coal between 1200 K-2000 K,” Combust. Flame, 13, 237-252(1969) 
    9. 한국남동발전(주), 한국남동발전 2006 환경보고서(2006) 
    10. U.S. Department of Energy, “Reducing emissions of nitrogen oxides via low-NOx burner technologies,” Topical report No. 5(1996) 
    11. 한국전력거래소, ‘08년 발전설비현황(2008) 

 저자의 다른 논문

  • 김영주 (12)

    1. 2005 "소규모 반응로를 이용한 감압 잔사유지 연소실험" 에너지공학 = Journal of energy engineering 14 (4): 268~276    
    2. 2005 "열분해 압력이 석탄 촤의 연소반응성에 미치는 영향" 에너지공학 = Journal of energy engineering 14 (1): 1~10    
    3. 2006 "유류 연소 발전용 보일러에서 공기 공급 계통의 불균일성에 관한 실험적 연구" 한국연소학회지 = Journal of the Korean Society of Combustion 11 (1): 1~10    
    4. 2006 "석탄 화력발전소에서 발생하는 미연분의 특성분석 및 저감방법" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers 28 (10): 1065~1073    
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    6. 2008 "발전용 보일러에서의 유, 무연탄 혼소시 연소 및 환경특성" 에너지공학 = Journal of energy engineering 17 (3): 153~160    
    7. 2009 "열분해 및 촤 - 공기 반응시의 활성화 에너지 및 빈도계수 분포" 에너지공학 = Journal of energy engineering 18 (1): 9~16    
    8. 2011 "발전용 신종액체 연료의 연소반응성 해석" 한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society 22 (4): 534~545    
    9. 2011 "직류 전기장을 인가한 층류부착화염에서 물질-열 확산 및 부력에 의한 화염진동 비교에 관한 연구" 한국연소학회지 = Journal of the Korean Society of Combustion 16 (3): 41~51    
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  • Park, Ho-Young (21)

  • 이성노 (6)

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