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탄화도별 발전연료의 자연발화 특성 평가

Spontaneous Combustion of Various Fuels of Carbonization Rank

에너지공학 = Journal of energy engineering, v.26 no.3, 2017년, pp.78 - 89  

김재관 (한국전력공사 전력연구원 청정발전연구소) ,  박석운 (한국전력공사 전력연구원 청정발전연구소) ,  정재혁 (한국전력공사 전력연구원 청정발전연구소) ,  신동익 (한국전력공사 전력연구원 청정발전연구소) ,  홍준석 (한국전력공사 전력연구원 청정발전연구소) ,  홍진표 (한국전력공사 전력연구원 청정발전연구소)

초록
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미분탄화력발전소에서 사용되는 각종 발전연료의 탄화도에 따른 발열개시온도(CPT;Cross Point Temperature), 발화온도(IT; Ignition temperature) 및 발화온도 승온속도(CPS;Cross Point Slope)는 전기로 내부에 설치된 백금망에 $74{\mu}m$이하 입도의 시료를 넣고 공기분위기, $25^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$까지의 승온조건에서 평가하였다. 발열개시온도 및 발화온도는 탄화도에 대한 의존성이 크지 않은 반면, 발화온도 승온속도는 탄화도에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 탄화도가 낮은 우드펠렛의 발화온도 승온속도는 $20.995^{\circ}C/min$으로 기장 높은 자연발화성을 가지며, 아역청 KIDECO탄은 $15.370^{\circ}C/min$인 반면, 가장 높은 탄화도를 가지는 석유코크스는 $20.950^{\circ}C/min$로 나타냈다. 자연발화 경향성은 석탄 표면의 산화반응에 주요한 변수로서 작용하는 휘발분 함량 및 산소관능기의 농도 뿐만 아니라 촤의 비표면적, 정압몰비열이 높을수록 증가하는 것으로 확인되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Spontaneous combustion propensity of various coals of carbonization grade as a pulverized fuel of coal fired power plant has been tested from an initial temperature of $25^{\circ}C$ to $600^{\circ}C$ by heated in an oven with air to analyze an self oxidation starting temperatur...

주제어

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문제 정의

  • 1(2)는 석탄 미분기에서 미분 실험 시 발생한 화재 장면으로서, 석탄화력 발전소 현장의 경우 미분기에서 화재 발생 시 미분기 정지로 인한 보일러 출력감발의 피해가 발생한다. 따라서, 본고에서는 미분탄 석탄화력 발전소에 사용하는 발전용 연료의 탄화도별 자연발화 특성 및 물리화학적 특성평가를 통한 자연발화 상관성을 규명하고자 하였다.
  • 석탄화력발전소에서 사용되는 발전연료별 탄화도에 따른 저탄장 자연발화 및 미분기에서의 화재 발생 가능성을 예측하기 위한 자연발화성 및 물리화학적 특성 평가를 통한 상관관계 검토결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
석탄화력발전소의 저탄장에서 발생한 자연발화가 발생시키는 문제점은? Fig. 1(1) 은 국내 표준화력발전소 저탄장의 자연발화 발생장면으로서, 저탄장의 자연발화 발생 시 (1) 저탄장주변 유해 가스 발생에 따른 작업환경 저하, (2) 석탄의 고유 열량 손실, (3) 자연발화된 석탄의 소화 시 물 분사로 인한 연소장애 및 소화비용 발생, (4) 석탄의 성상변화에 따른 불완전 연소와 같은 문제점들이 발생하고 있다.
저탄장의 자연발화 발생 시 생기는 문제점은? Fig. 1(1) 은 국내 표준화력발전소 저탄장의 자연발화 발생장면으로서, 저탄장의 자연발화 발생 시 (1) 저탄장주변 유해 가스 발생에 따른 작업환경 저하, (2) 석탄의 고유 열량 손실, (3) 자연발화된 석탄의 소화 시 물 분사로 인한 연소장애 및 소화비용 발생, (4) 석탄의 성상변화에 따른 불완전 연소와 같은 문제점들이 발생하고 있다.
최근 5년간 석탄화력발전소의 저탄장에서 발생한 자연발화 현황은? 국내 500MW 표준석탄화력 발전소의 경우 수입탄을 발전소별 저탄장에 하역 후 1∼3개월을 보관하면서 사용하고 있으며, 석탄의 상태 및 종류에 따라 자연발화가 다르게 일어나고 있다. 최근 5년간 석탄화력발전소의 저탄장에서 발생한 자연발화 현황 조사결과, 수입탄 중 50%이상에서 자연발화가 발생하고 있는 것으로 파악되었다[1]. Fig.
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참고문헌 (10)

  1. Kim, J. K., Park, S. U., Lee, H. D., Lee, H. B., Seo, Y. S., and Hong, J. S, 2014, Situation of spontaneous ignition of coalyard at domestic coal fired power plant and its characteristics, KEPCO'RI., TM.9337.M2015.0344, pp.35-42. 

  2. Bandyopadhyay, S., Bhadari, D., 1972, Prediction of ignition temperature of a single coal particle, Combustion and flame, Vol.18, No.3, pp.411-415 

  3. Ha, D.M., 1997, Relationship between the minimum ignition energy(MIE) and the temperature, Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 11, No. 2, pp. 3-10 

  4. NF (European Committe for Standard) T20-036" Chemical product for industrial use. determination of relative temperature of spontaneous flammable of solids. 

  5. Myles, A. Smith., David, G., 2005, Spontaneous combustion of carbonaceous stockpiles. Part II. Factors affecting the rate of the low-temperature oxidation reaction, Fuel, Vol. 84, pp. 1161-1170 

  6. KS E3705, 2003, Methods for Proximate Analysis of Coal and Coke 

  7. KS E 3712, 2004, Methods for Ultimate Analysis of Coal and Coke 

  8. KS E 3707, 2016, Determination of Calorific Value of Coal and Coke 

  9. Ryu, C. K., 2013, Database of Self-heating Temperature and Agglomeration of Various Coals, KEPCO'RI, CX73-12-0002, pp. 15-20 

  10. Mok, Y.S.., Choi, J. W., You, D.H., Kim, S.Y., 1995, A study on the autoignition of granulated activated carbon with change of oxygen concentration, Journal of KIIS, Vol. 10, No. 2, pp.84-91 

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