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논문 상세정보

석탄 화력발전소에서 발생하는 미연분의 특성분석 및 저감방법

Characteristics of Carbonaceous Particles Derived from Coal-fired Power Plant and Their Reduction

초록

영흥 화력발전소 1호기 보일러에서 발생된 미연분은 석탄 회의 재활용 및 보일러 효율 측면에서 문제를 일으키고 있었다. 본 연구에서는 미연분 및 사용 석탄의 특성과 현장의 연소조건 분석을 수행하고 보일러 운전조건을 변경하므로서 보일러에서 발생되는 미연분을 저감하고자 하였다. 미연분의 물리, 화학적 분석 결과 대부분 중공(中空)형태의 Cenosphere와 뭉쳐진(Agglomerated) 형태의 Soot로 이루어져 있었다. 영흥 화력발전소에서 사용중인 6개 탄종에 대하여 Tar 및 Soot의 발생 가능량을 CPD(Chemical Percolation Devolatilization) 모델을 이용하여 조사한 결과, Sanseo, Ensham, Elk Valley 탄의 경우 그 발생 가능량이 비교적 적었으며 Peabody, Arthur, Shenhua 탄은 높았다. 영흥 화력발전소 1호기 보일러의 각 미분탄 공급관에서의 미분탄 공급량을 측정하였는데 코너 별로 공급되는 몇몇 버너에서 미분탄이 편중되어 공급되고 있음을 알 수 있었다. 이에 따라 soot가 주성분인 미연분의 산화율을 증가시키기 위하여 과잉공기량을 증가시키고 산화제와의 혼합정도를 높이기 위하여 SOFA(Separated Over Fire Air)의 yaw 각도를 적절히 조절함으로서 미연분의 발생량을 현저히 감소시킬 수 있었다.

Abstract

The unturned carbon in fly ash, recently occurred in the coal-fired Yong Hung power station, caused some problems in ash utilization and boiler efficiency. This paper describes the analysis of unburned carbon and six coals, some tests performed at Yong Hung Boiler, and the results of combustion modification for the reduction of unburned carbon in fly ash. From the physical and chemical analysis of unburned carbon in fly ash, most particles were turned out to be hollow cenosphere and agglomerated soot particles. The sooting potential from six coals used in the plant were investigated with CPD(Chemical Percolation Devolatilization) model. The results showed that the higher potential was presented to Peabody, Arthur, Shenhua coals rather than other coals. It was necessary to measure the coal flow rates at each coal feeding pipe for four burner levels since they affect the extent of mixing of soot with oxidant, in turn, the oxidation rate of soot particles. The unbalance in coal flow rate was found in several coal pipes. We successfully reduced unturned carbon in ash by increasing the excess air and changing the SOFA's yaw angle.

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