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본 연구는 여수 2호기 순환유동층(Circulating Fluidizing Bed) 보일러 사이클론 내 vortex finder 길이변화에 따른 포집효율 영향성에 대해 전산 수치해석(CFD) 소프트 웨어를 활용하여 고찰하였다. 전산수치해석은 기존의 고효율 사이클론의 기하학적 수치와 여수 2호기 보일러의 수치를 비교하여 vortex finder 길이 대비 사이클론 직경 비율을 4가지로 변화시켜 수행하였다.
여수 2호기 순환유동층보일러에 적용되어있는 사이클론을 실 형상을 기준으로 10분의 1로 축소하여 ...

본 연구는 여수 2호기 순환유동층(Circulating Fluidizing Bed) 보일러 사이클론 내 vortex finder 길이변화에 따른 포집효율 영향성에 대해 전산 수치해석(CFD) 소프트 웨어를 활용하여 고찰하였다. 전산수치해석은 기존의 고효율 사이클론의 기하학적 수치와 여수 2호기 보일러의 수치를 비교하여 vortex finder 길이 대비 사이클론 직경 비율을 4가지로 변화시켜 수행하였다.
여수 2호기 순환유동층보일러에 적용되어있는 사이클론을 실 형상을 기준으로 10분의 1로 축소하여 모델링을 시행하였으며, 해석 소프트웨어는 고성능 병렬수치해석 시스템 기반의 ANSYS Fluent R19.2와 RSM을 이용하여 수행하였다.
사이클론 입구 측 가스의 유량과 입자의 경계조건은 여수 2호기 보일러 설계자료를 참고하여 설정하였으며, 입자를 작은 입자크기(10~100㎛)와 큰 입자크기(1,000~10,000㎛)로 구분하여 해석을 수행하였다.
해석결과, vortex finder 길이가 길어질수록 압력장 압력구배가 더 큰 것으로 나타났으며, 이는 길이가 증가할수록 내부 강제와류가 더 크게 나타난 영향으로 보인다. 축방향 속도분포는 완벽한 대칭형이 아닌 약간 swirling 형으로 형성되었으며, 길이가 증가할수록 속도구배가 강해지며, 성능을 악화시키는 secondary circulation이 더 강하게 나타나는 것으로 분석되었다. 수평방향 속도 분석에서는 입구로 유입된 유체는 2~3배 가속을 하여 vortex finder 외부와 하부에서 선회하며, 중심점 하부로 갈수록 그 크기는 작아지는 것으로 분석되었다.
또한, 총 3,320개의 입자의 궤적과 포집 입자수에 대한 해석을 수행한 결과 vortex finder 길이가 길어질수록 입자의 포집률이 약간 상승하는 것으로 분석되었다.

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