<가스터빈 기술>!!!

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<가스터빈 기술>!!!에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 가스터빈의 작동원리

Ⅱ. 가스터빈의 성능

Ⅲ. 가스터빈 연소기

Ⅳ. 가스터빈의 NOx 발생 및 저감

Ⅴ. 석탄가스 연료 연소용 저NOx 가스터빈 기술

본문내용

저 NOx연소가 가능하다. 그러나 이 방법이 실용화되기 위해서는 촉매의 내구성 향상이 중요하며 이에 대한 연구가 진행 중에 있다.
Ⅴ. 석탄가스 연료 연소용 저NOx 가스터빈 기술
석탄가스는 저 칼로리 연료로 천연가스 등과 같은 고 칼로리 연료와는 달리 불연성 성분을 많이 포함하고 있어 화연온도가 낮으므로 화염을 안정화시키는 기술이 매우 중요하다.
석탄가스와 천연가스의 주성분인 메탄의 이론 단열화염 온도를 비교하면 석탄가스는 당량비가 1.0 근처에서 최고화염온도가 약 1,700℃인 반면에 메탄은 최고 단열화염온도가 2,200℃ 정도이므로 석탄가스의 화염온도가 500℃ 정도 낮다. 따라서 석탄가스 연료용 가스터빈 연소기는 천연가스의 고칼로리 연료와 비교하여 연소 안정성이 떨어진다. 특히 부분 부하에서의 연소안정성을 확보하기 위해서 연소기 입구에 부 연소실을 설치하고, 항상 안정된 화염을 형성시켜 보염성능이 유지되도록 한다. 가스터빈 연소기로부터 생성되는 NOx에는 열적 NOx와 연료 NOx의 2가지가 있다. 아래 그림은 열 NOx와 연료 NOx의 생성 기구를 설명한다. 열 NOx는 1,600℃ 이상의 연소가스에서 공기 중의 질소가 산소와 반응해서 생성되며, 연료 NOx는 연료 중에 포함된 암모니아(NH3) 등의 질소 화합물이 연소기내에서 산화하여 생성된다. 저 칼로리 석탄가스 연료용 가스터빈 연소기에서는 연료 NOx의 억제가 중요하다. 연료 NOx를 저감하는 연소기술로는 2단연소법(rich-lean 연소법)이 효과적인 방법으로 사용되고 있다.
2단연소법에서 연소기 구조를 1차 연소영역과 2차 연소영역으로 분리한 2실 구조를 사용한다. 1차 연소영역에는 2차공기의 도입을 억제하고, 연료당량비를 높여 연료과잉 조건으로 연소하여 NOx 발생을 억제한다.
열효율을 향상시키기 위해 저 칼로리의 석탄가스용 가스터빈의 연소온도를 높일 경우 연소기 벽면 냉각기술을 향상해야 한다. 석탄가스는 천연가스 연료와 비교해서 연료량에 대한 공기량이 대폭적으로 감소하므로 희석용 공기를 없애고 트랜지션 피스(Transition piece)를 2중구조로 만들어서 충돌냉각(Impingement Cooling)을 하고, 트랜지션 피스 냉각용 공기를 연소기 벽면냉각용으로 재이용하여 냉각공기량의 부족을 보충한다. 또한, 부연소실과 1차 연소영역에 충돌냉각과 필름냉각(Film Cooling)을 조합한 적층냉각구조를 사용하여 냉각효율을 높인다.

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