초록 ▼

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
▸ 합성가스 전소엔진 개발
◦ 합성가스 전소엔진 개조용 베이스엔진 설치 및 성능 시험평가 장치 구축
◦ 합성가스 공급량제어 Logic 및 장치구성
◦ 전기 (spark) 점화장치 구성
◦ 전소엔진 및 연료시스템 상호 매칭, 최적화
◦ 엔진 Mapping 실험
◦ 엔진 성능향상 실험
▸ 폐열회수 ORC 발전시스템 개발
◦ ORC 발전시스템 구성 및 최적화
◦ ORC 발전시스템 제어장치 제작
◦ ORC 발전시스템 벤치 테스트
▸ 저밀도 가스연

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
▸ 합성가스 전소엔진 개발
◦ 합성가스 전소엔진 개조용 베이스엔진 설치 및 성능 시험평가 장치 구축
◦ 합성가스 공급량제어 Logic 및 장치구성
◦ 전기 (spark) 점화장치 구성
◦ 전소엔진 및 연료시스템 상호 매칭, 최적화
◦ 엔진 Mapping 실험
◦ 엔진 성능향상 실험
▸ 폐열회수 ORC 발전시스템 개발
◦ ORC 발전시스템 구성 및 최적화
◦ ORC 발전시스템 제어장치 제작
◦ ORC 발전시스템 벤치 테스트
▸ 저밀도 가스연료용 믹서시스템 개발 (위탁연구과제)
◦ KIMM 믹서 개선 모델 개발
◦ 압력 손실 및 공기/혼합 성능 개선 믹서 개발

Abstract ▼

Along with the world's efforts on reducing GHG as well as improving efficiency, attention has been paid to syngas as one of the promising renewable fuels. Among its several applications, one of the most effective ways to utilize this gas fuel is to generate electric power by IC engine. Therefore, in

Along with the world's efforts on reducing GHG as well as improving efficiency, attention has been paid to syngas as one of the promising renewable fuels. Among its several applications, one of the most effective ways to utilize this gas fuel is to generate electric power by IC engine. Therefore, in this report, our efforts to develop 60 kW syngas SI engine were presented in terms of engine performance and emission characteristics. First, a syngas dedicated SI engine was built by modifying a 6 cylinder CNG SI engine with universal ECU and ICM which allows an accurate control of spark ignition timing. In addition, a simulated syngas supply system with ETS (electric throttle system) modified with ISA (Idle speed actuator) was designed and installed to adjust the amount of simulated syngas.
The results of methane concentration variation tests show that as the caloric value of the biogas decreases, the optimal spark timing is advanced because ignition delay is increased due to the elevation of thermal capacity and low oxygen concentration in the cylinder caused by increased inert gas.
Furthermore, since peak combustion temperature was reduced by increased inert gas, NOx emissions decreased, whereas THC emissions increased.
The results for H2 addition experiments show that as hydrogen concentration in syngas increases, more stable combustion was achieved with retarded MBT spark timing and engine efficiency becomes maximum at syngas with 10% H2. In addition, NOx emission increased while THC emission decreased as hydrogen content rate rises in the syngas.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 8
• 목 차 ... 9
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제1절 국내 기술개발 현황 ... 12
• 제2절 국외 기술개발 현황 ... 13
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
• 제1절 합성가스 전소엔진 개발 ... 15
• 1. 시험 엔진 및 장비 구축 ... 15
• 2. 합성가스 전소엔진 제어시스템 구축 ... 19
• 3. 전소엔진용 합성가스 모사 및 연료 공급시스템 구축 ... 22
• 4. 전소엔진 시스템 매칭 ... 24
• 5. 베이스 가스엔진 기초성능 시험 ... 25
• 6. 합성가스 연료 발열량 변화에 따른 전소 성능 시험 ... 32
• 7. 합성가스 연료 내 수소 함유량 변화에 따른 전소 성능 시험 ... 37
• 8. 합성가스 전소엔진 성능 최적화 ... 44
• 제2절 폐열회수 ORC 발전시스템 개발 ... 46
• 1. ORC 시스템 설계 ... 46
• 2. ORC 시스템 해석 ... 46
• 3. ORC 시스템 핵심 요소부품 구성 ... 51
• 4. 열매체유 가열방식 선정 및 가열시스템 제작 ... 59
• 5. 폐열회수 ORC 발전시스템 실험장치 구성 ... 62
• 6. ORC 발전시스템 시운전 결과 ... 64
• 제3절 저밀도 가스연료용 믹서시스템 기술 개발 ... 69
• 1. KIMM 믹서 형상 최적화 ... 69
• 2. 이젝터형 믹서 개발 ... 81
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 89
• 제1절 목표달성도 ... 89
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 90
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 91
• 제6장 참고문헌 ... 92