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순산소와 미분탄 가스 연소에 의한 용융로 풍구 선단부 손상 모델링 : 폭굉 압력파에 의한 영향
곽민철(Min-cheol Gwak),권기웅(Ki-woong Kwon),이상호(Sang-ho Lee),여재익(Jai-ick Yoh) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集B Vol.34 No.11
본 연구에서는 친환경 연소로서 순산소 연소의 내제한 문제점에 대하여 논의하고 있다. 그 중 DDT의 발전에 의해 발생되는 강한 압력 충격파에 의한 구조물의 손상에 대한 내용을 다루고 있다. 이를 위하여 DDT에 대해 인식시키기 위하여 기본적인 개념과 더불어 이를 발전시키는 요인들에 대해서 논의해 보았다. 그리고 순산소 연소의 DDT 발생에 의한 압력파 생성과 더불어 이에 따른 구조물 손상을 설명하기 위하여 순산소 연소를 사용하는 친환경 용융로(미분탄과 순산소 연소를 사용한 용융로) 내부의 풍구 손상을 AUTODYN hydrocode를 이용하여 모델링하였다. 이를 통하여 순산소 연소에 내제된 위험성에 대하여 살펴보았다. The deflagration-to-detonation transition (DDT) causes a strong pressure wave that can adversely affect surrounding structures. The pressure generated by multiple detonative pulses is strong enough to cause metal surface erosion and chipping of the edges of bulk structures. In this study, we investigate the damage caused by the DDT phenomenon and perform hydrocode simulations to evaluate the structural damage caused to a metallic pulverized-coal injector used in a pulverized-coal-oxygen combustion furnace. The experimental conditions are selected in order to accurately model the damage caused to metal injectors that are exposed to multiple DDT pulses.
미분탄 DDT 폭발 현상에 의한 친환경 용융로 내부 손상에 관한 연구
곽민철(Min-cheol Gwak),권기웅(Ki-woong Kwon),이상호(Sang-ho Yi),여재익(Jai-ick Yoh) 한국연소학회 2009 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.- No.38
The damages on the tuyere of the eco-friendly furnace create losses, because the tuyere should be changed frequently. In order to prevent this loss, we investigated the origins of the damages. This paper considers the assumption that the damage factor is DDT (Deflagration to Detonation Transition), which is induced by a strong pressure wave by the pulverized gas explosion. We investigate this assumption theoretically and numerically. Initially, we examine the possibility of DDT in the furnace on the basis of DDT theory and internal condition of the furnace. This is complemented by hydrocode numerical modeling, which is used to study the damage on the structure (tuyere front). At last, we compare the modeling results with damages on real tuyere. Through this comparison we prove the possibility that the strong compression wave is one of the reasons for structure damage.
곽민철(Min-cheol Gwak),김대현(Dae-hyun Kim),권기웅(Ki-woong Kwon),여재익(Jai-ick Yoh) 한국가스학회 2009 한국가스학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.4
용융로 내부 구조물(Lance)은 손상에 의해 교체가 자주 이루어지고 있어, 재산적인 손실을 가져온다. 이러한 손실을 막기 위하여 우선 구조물 손상의 원인을 살펴볼 필요가 있다. 본 논문에는 용융로 내어서 발생하는 폭발현상, DDT(Deflagration to Detonation Transition)에 의한 강한 압력 충격파가 손상의 원인 중 하나라고 가정하고 이를 뒷받침하기 위한 이론적ㆍ수치적 연구를 진행하였다. 우선 DDT 발생에 대한 이론적인 설명과 용융로 내부의 조건을 토대로 DDT 발생 가능성을 살펴본다. 또한 DDT에 의해 생성된 충격파의 강도를 이론적 방법을 통하여 예측한 후 Hydrocode를 이용하여 모델링 하고 이를 실제 용융로 구조물 손상 사례와 비교 분석하였다. 이를 통해 DDT에 의해 발생하는 충격파가 손상을 야기하는 여러 원인 중 하나라는 가능성을 검증하였다.