| 초록 |
산업의 발전과 생활 수준의 향상은 수송과 사용에 가장 편리한 에너지인 전력의 사용 및 수용을 증가시켜왔다. 최근 국내의 전력사용증가는 원자력발전, 화력발전 등 발전설비의 증설과 아울러 기존 발전설비의 효율성 증대에 대한 관심을 가중시켜왔다. 화력발전의 연료원으로는 석탄의 가격이 가장 저렴하나, 석탄은 탄종과 산지에 따라 그 특성의변화 폭이 넓어 연소로의 운전을 표준화하고 최적화함에 있어 어려운 점이 적지 않다. 이를 해결하기 위하여는 탄종의 변화와 운전조건 변화에 따라 연소로의 성능의 변화를 예측하고 최적조건을 결정하여야 하나 실험적으로 모든 가능성을 시험해 보는 것은 거의 불가능하다. 따라서, 이론적인 방법으로 연소로를 해석하고 이해함으로써 연소로의 성능변화를예측하고 운전조건을 최적화하는 방안을 취하게 되는데 이를 위해 최근 급격히 발전하는전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)기법을 많이 이용한다. 저공해 및 고효율 연소를 위한 버너, 보조장치들의 최적배치, 버너의 선회방향 결정 그리고 화로형상의결정 등을 위해서 CFD기법의 적용은 필수적이다. CFD기법은 날로 강화되는 환경규제에대응한 저 공해 배출형 화로설계 및 개념설계된 보일러의 성능예측 및 국부적인 문제의 고찰등 많은 부문에 적용이 가능하다. 본 연구에서는 보령 3,4호기 미분탄 연소로를 모델로하여 수행되었다. 화로내 미분탄 연소는 난류 선회유동, 가스연소, 미분탄입자의 거동, 미분탄의 휘발화, char의 비균일연소 그리고 복사열전달 등의 매우 복잡한 현상을 포함하고 있으며, 연소로의 3차원 해석을 통해 이러한 현상의 영향을 예측할 수 있다. 이를 위하여 가스상의 운동량, 엔탈피등의 보존방정식과 k- 난류모델식을 이용하여 미분탄 연소로를 3차원으로 모사하였다. 입자의 궤적을 예상하기 위해 Lagrangian approach를 이용하였으며 복사열의 계산은 discrete transfer method를 이용하였다.
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