선박용 가스엔진의 NOx 배출량예측에 관한 연구 (Prediction of NOx emission for marine gas engines)

서지정보

· 발행기관 : 한국마린엔지니어링학회
· 수록지 정보 : 한국마린엔지니어링학회지 / 38권 / 6호 / 658 ~ 665페이지
· 저자명 : 장하식, 최재성, 이지웅, 이강기

초록

선박용 디젤엔진에서 천연가스의 사용기술은 NOx, SOx 및 GHG의 배출을 단독으로 크게 삭감할수 있는 기술이다. 특히 셰일가스의 등장으로 가스의 공급이 확대될 것으로 예상되는 가운데 추진기관용 2행정기관에의 이용이 적극적으로 개발 검토되고 있다. 가스엔진의 출력성능은 디젤기관과 비교하여큰 차이를 보이지 않았으며 연료소비율은 약간 개선되는 것으로 보고되고 있다. 그러나 배기특성에 있어서는 연소기술에 따라서 다른 성능을 나타내고 있으며 희박연소기술에 의하여 NOx 배출량은 85%정도의 감축이 가능한 것으로 알려져 있다.
본 연구에서는 가스엔진의 연소생성물의 발생량을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 희박연소의 영향은 물론 예혼합연소와 확산연소에 의한 영향도 시뮬레이션 할 수 있는기능을 가지고 있다. 이를 위해서 실린더 내 상태변화는 2영역모델(Two-zone model)을 이용하고 열발생율 패턴은 Wiebe 함수를 이용하며, 공연비를 입력데이터로 하여 다양한 연소조건에서의 배기생성물의발생량 예측을 가능하게 하였다.

영어초록

Natural gas for marine diesel engine is considered as an important and clean source of energy becauseof simultaneously reducing the emission of NOx, SOx and GHG. Especially with a appearance of shalegas, the using of natural gas has been investigated aggressively and expected to expand rapidly. By the reports,gas engine and diesel engine were both in a similar performance in the power aspect, and the SFOCof gas engine was shown a little better than that of diesel engine. But the characteristics of exhaust gas emissionwere different according to various combustion technologies. And with lean burn technology, the emissionof NOx could be reduced to 85% lower than that of diesel engine.
In this paper, it was described that a simulation program has been developed to predict NOx emission. Thedeveloped program is adopted two-zone model and Wiebe function for combustion in cylinder. The effects ofpremixed and diffusive combustion could be simulated by using the excess air ratio as input data. And it wasconfirmed that the results of simulation were agreed with the general trends of exhaust gas emission accordingto various combustion conditions such as lean burn, premixed and diffusive combustion.

참고자료

· 없음