가스의 광 흡수 특성 분석을 통한 대형 연소시스템 내 실시간 온도 및 농도 계측에 관한 실증 연구 (An Empirical Study on Real-Time Temperature and Concentration Measurement Through Optical Absorption Characteristic Analysis of Gas in a Large Combustion System)

서지정보

· 발행기관 : 한국가스학회
· 수록지 정보 : 한국가스학회지 / 24권 / 5호 / 29 ~ 38페이지
· 저자명 : 박지연, 소성현, 박대근, 류창국, 이창엽, 유미연

초록

산업현장의 대형 연소시스템 내부의 온도 및 농도를 실시간으로 정밀하게 계측하는 일은 그 규모 및 환경 조건으로 인해 사실상 어렵다. 현재 주로 사용되고 있는 열전대를 이용한 온도 계측은 점 측정 방식으로 대형 연소시스템내부 광역 범위의 온도 분석에 적용하기에는 정밀성과 신뢰성이 낮으며, 접근성에 한계가 있다. 농도 분석 측면에서 대부분의 계측 방법은 샘플링 방식으로 실시간 측정이 어렵고 대표성에 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기위한 방법으로, 레이저를 이용한 측정법이 지속적으로 개발되고 있다. 레이저 기반 측정법들은 선 평균 측정 방식으로 대표성과 정밀도가 뛰어나 대형 연소시스템 적용에 유리하다. 본 연구에서는 파장 가변형 레이저 흡수 분광법(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)을 통해 연소 시에 발생하는 수증기와 산소를 이용하여 실시간으로 온도 및 농도를 측정하였다. 측정 결과 연소시스템 내부 평균 온도는 1330℃, 평균 산소 농도는 3.3 %로발전소 데이터와 비교하였을 때 유사한 경향성의 측정값을 얻었다.

영어초록

It is practically difficult to accurately measure the temperature and concentrationof a large combustion systems at industrial sites in real time. Temperature measurement usingthermocouple, which are mainly used, is a point-measuring method that is less accurate andless reliable to analyze the wide area range of inner combustion system, and has limitationsto internal accessibility. In terms of concentration analysis, most measurement methods usesampling method, which are limited by the difficulty of real-time measurement. As a way toovercome these limitations, laser-based measurement methods have been developedcontinuously. Laser-based measurement are line-average measurement methods with high rep resentation and precision, which are beneficial for the application of large combustion systems.
In this study the temperature and concentration were measured in real time by water vaporand oxygen generated during combustion using Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy(TDLAS). The results showed that the average temperature inside the combustion system was1330°C and the mean oxygen concentration was 3.3 %, which showed similar tendency withplant monitoring data.

참고자료

· 없음