초록 ▼

I. 연구개발 최종 목표
◦ 유가상승 및 대기오염/지구온난화 문제 해결을 위한 차세대 환경․에너지 기계 관련 핵심기술인 “저급연료정제 플랜트 기술” 및 “직접분사식 초희박 가스 엔진 기술”, “플랜트 스마트 안전기기 기술”을 개발하여 국가 산업 경쟁력 확보
II. 연구개발의 내용 및 범위
◦ 연료고도분리 순산소 연소핵심기술개발
․ 1 m3/hr, 10 bar급 고압용 배관형 정전응집 장치 개발 및 물입자 10배 이상 성장
․ 원심분리장치 개발 및 정전응집 연계 운전으로 분리효율 90% 이상 달성
․

I. 연구개발 최종 목표
◦ 유가상승 및 대기오염/지구온난화 문제 해결을 위한 차세대 환경․에너지 기계 관련 핵심기술인 “저급연료정제 플랜트 기술” 및 “직접분사식 초희박 가스 엔진 기술”, “플랜트 스마트 안전기기 기술”을 개발하여 국가 산업 경쟁력 확보
II. 연구개발의 내용 및 범위
◦ 연료고도분리 순산소 연소핵심기술개발
․ 1 m3/hr, 10 bar급 고압용 배관형 정전응집 장치 개발 및 물입자 10배 이상 성장
․ 원심분리장치 개발 및 정전응집 연계 운전으로 분리효율 90% 이상 달성
․ 이온화 기기(Soft X-ray) 적용에 따른 액적 생성 및 성장 촉진
․ 열교환기 및 열펌프 적용에 의한 흡수제 재생 성능 향상
․ 반응기 내부 온도 제어를 통한 수분 제거 효율 향상
․ 연소 배출물 저감 구조 고안: 연료/산화제 혼합 증진 방안 도출
◦ 직접분사식 초희박 가스엔진 핵심기술 개발
․ 희박영역 확장을 위한 H/W선정 실험
․ 직접분사식 초희박 가스엔진최적 H/W 선정
․ 최적 운전제어변수 선정
: 중부하 운전조건에서의 희박연소 운전안정성 확보
: 연료분사기 및 점화플러그 간의 위치 최적화 설계 반영된 헤드 제작 및 실험
◦ 플랜트 스마트 안전기기 기술 개발
․ 융합 스마트 센서 아키텍쳐 설계:스마트 센서 융합 밸브 누출시스템 특허 출원/등록
․ 누출계측 시스템 소형화 설계 및 제작
․ 누출 및 고장계측 알고리즘 개발
․ 센서 및 계측시스템 일체형 Pilot 제작
․ 누출 감지 및 고장계측 성능 실험
․ 나노구조 기반 센서 제작 및 감도 특성 연구

Abstract ▼

Ⅳ. Results (for the second year)
◦Development of fuel separation and oxy-fuel combustion technology
- Design and manufacturing of a high pressure tube-type electrostatic coagulation system with a flow rate of 1 m3/hr and a pressure of 10 bar
- Characteristics of separation efficiencies for

Ⅳ. Results (for the second year)
◦Development of fuel separation and oxy-fuel combustion technology
- Design and manufacturing of a high pressure tube-type electrostatic coagulation system with a flow rate of 1 m3/hr and a pressure of 10 bar
- Characteristics of separation efficiencies for the electrostatic coagulation system according to oil/water composition and coagulation time
- Achievement of water droplet growth of more than 10 times at a coagulation time of 1 min by means of a constant current control
- Design and manufacturing of a high pressure centrifugal separation system with a flow rate of 1 m3/hr
- Achievement of separation efficiencies of more than 90% with combined operations of both the electrostatic coagulation and centrifugal separation systems
- Generation of water-droplets and its growth by using ionizing device (soft X-ray)
- Achievement of high rate of Glycol regeneration (over 99%) by applying heat exchanger and heat pump
- High rate of dehydration (over 95%) by controlling temperature inside the reactor
- Reduction of CO emission of oxy-fuel combustion (less than 100 ppm)
- Design of scaled-up multi-nozzle combustor by enhancing flow uniformity
- Design of scaled-up single-nozzle combustor (250 kWth)
◦Development of ultra-lean burn gas direct injection engine
- Secure of lean-burn combustion stability at medium load operation point
- Optimization of new combustion strategy
- Evaluation of high compression ratio on fuel economy and emission
- Improved head design for the best arrangement of fuel injector and spark plug
◦Development of the smart component technology for the plant safety
- determine a smart component for the plant safety through the process analysis of the natural gas plant
- choose a air operated shut-off valve as a target component.
- By using the existing failure rate data base for main components of energy plants, failure mode analysis was performed.
- An algorithm for leak detection is developed.
- A nanoscale composite sensor was developed, which can measure concentration of the methane gas under 50 ppm. This sensor has the sensitivity of 60% in concentration of 100 ppm.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 10
• 목 차 ... 11
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 12
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 내용 ... 14
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 15
• 제 1 절 연료고도분리 순산소 연소핵심기술개발 ... 15
• 제 2 절 직접분사식 초희박 가스엔진 핵심기술 개발 ... 16
• 제 3 절 플랜트 스마트 안전기기 기술 개발 ... 17
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 19
• 제 1절 연료고도분리 순산소 연소핵심기술개발 ... 19
• 제 2절 직접분사식 초희박 가스엔진 핵심기술 개발 ... 29
• 제 3절 플랜트 스마트 안전기기 기술 개발 ... 39
• 제 4 장 목표 달성도 ... 46
• 제 1절 연료고도분리 순산소 연소핵심기술개발 ... 46
• 제 2절 직접분사식 초희박 가스엔진 핵심기술 개발 ... 47
• 제 3절 플랜트 스마트 안전기기 기술 개발 ... 47
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 48
• 제 1절 연료고도분리 순산소 연소핵심기술개발 ... 48
• 제 2절 직접분사식 초희박 가스엔진 핵심기술 개발 ... 49
• 제 3절 플랜트 스마트 안전기기 기술 개발 ... 49
• 끝페이지 ... 51