| 초록 |
순환 유동층 연소(Circulating Fluidized Bed Combustion, CFBC) 보일러의 경제성을 지속적으로 확보하기 위해서는 시뮬레이션 및 최적화를 위한 모델 개발이 필수적이다. 특히 저급 연료를 효과적으로 사용하고 안전을 위한 설비 유지보수 체계를 효율적으로 운영하려면 내부 연소반응 및 물질유동의 상세 모델링 기술이 뒷받침 되어야 한다. 본 연구에서는 미연소 탄소배출을 최소화 하는 최적연소 운전과 보일러 내부의 부위별 마모정도 예측을 목표로 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 모델을 구축하였다. 연소반응이 수반된 gas-solid two-phase flow에 Euler-Euler 모델을 적용했으며 고체입자에 의한 마모는 Finnie 모델을 사용하였다. 개발도구로는 오픈소스 소프트웨어인 FreeCAD와 OpenFOAM을 채택했으며 각각 CFBC 보일러의 3D 모델링과 내부유동 시뮬레이션을 담당한다. 시뮬레이션 결과로 얻은 물질유동과 이에 따라 예측된 마모부위는 실제 상황과 비슷한 패턴을 보였다. 본 연구에서 개발된 CFD 모델은 향후 CFBC 보일러의 최적운전 및 최적설계 기술개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. |
