KEPCO Journal on Electric Power and Energy

Korea Electric Power Corporation (한국전력공사)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Study on the Multi-Zone Furnace Analysis Method for Power Plant Boiler

발전용 보일러에 대한 다중영역분할 화로해석 기법의 활용성 연구

  • Baek, SeHyun (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) ;
  • kim, Donggyu (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) ;
  • Lee, Jang Ho (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation)
  • Received : 2020.03.23
  • Accepted : 2020.04.07
  • Published : 2020.12.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this study, a multi-zone furnace analysis method that couples a 1D energy and mass balance calculation with a 3D radiative heat transfer calculation is tested in order to verify its reliability. The calculated results for a domestic 500 MW capacity coal-fired boiler furnace were compared with the design data of the boiler manufacturer and CFD analysis, and a good agreement was achieved. Although this calculation method is less sophisticated than the CFD furnace analysis, it has an advantage in terms of calculation time while being able to provide the furnace behavior according to the fuel characteristics and operational variable changes. Therefore, it is expected to be useful for boiler operation diagnosis and daily fuel/operation planning.

본 연구에서는 화력 발전소 보일러에 대한 연소 및 열전달 해석을 위하여 화로 내부를 다중영역으로 나누고 각 영역에서 energy와 mass balance는 1차원으로 계산하고, 복사열전달은 3차원으로 계산하는 다중영역분할 화로해석 기법을 활용하였다. 그리고 적용 기법에 대한 신뢰성 검증을 위하여 국내 500 MW 급 석탄화력 보일러 화로에 대한 계산 값과 보일러 제작사의 설계 데이터를 비교하여 양호함을 확인하였고, 동일한 설비에 대한 CFD 해석과 비교한 결과 유사한 경향을 얻었다. 본 계산 기법은 CFD 화로해석 보다는 덜 상세하지만, 빠른 시간에 연료반응성, 화로형상 및 운전변수에 따른 특성을 계산할 수 있는 장점이 있으므로 발전소 현장에서의 설비감시진단 및 일일 연료/운전 계획 수립 등 활용성 측면에서 유용할 것으로 예상된다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 한국전력공사 전력연구원의 자체 연구과제(과제번호: R17GA12)의 일환으로 수행되었습니다.

References

  1. Baek S.H, Ko S.H., "100 MWe oxyfuel power plant boiler system process design and operation parameters sensitivity analysis," J. Korean Soc. Combust., V18 Issue 4, 2013.
  2. KEPCO, "Dang-jin thermal power plant unit 1,2 data book," pp.10-35, 1997.
  3. Baek S.H, KIM. H.H, Park. H.Y, "Empirical study on water wall tube corrosion mechanism for tangential type coal fired power plant boiler," J. Energy engineering, Vol23, No.4, pp.49-55, 2014. https://doi.org/10.5855/ENERGY.2014.23.4.049
  4. KEPCO, "Dang-jin thermal power plant 1,2 boiler performance data sheet," 2014.
  5. KEPCO, "해외발전사업 지원 주기기 검증 시스템 개발 중간보고서," 2017.
  6. "Combustion characteristics of imported bituminous & subbituminous coal in a pilot scale test facility," J. Energy engineering, V23, No.4, pp.207 - 214, 2014. https://doi.org/10.5855/ENERGY.2014.23.4.207
  7. Park. H.Y, "Combustion characteristics of coal-fired boiler depending on the variations in combustion air supply method," J. Energy engineering, V18, No.3, pp.156-162, 2010.