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국가연구개발성과

성과
연구보고서 발전용 기관에서 Pre-chamber ignition 기법을 이용한 미세먼지 저감에 관한 연구
(Study on Reduction of Fine Dust Using Pre-chamber ignition Technique in Power Generation Engines)
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등록번호 TRKO202200015184 발행년월 2022-03
발행기관명 공주대학교 발행국가/사용언어 대한민국 /국문
발주기관 한국연구재단 과제관리(전문)기관 한국연구재단
키워드 예연소점화플러그;매립지가스;공연비;화염전파속도;연소효율;
Pre-chamber Spark Plug;Landfill Gas;Air Fuel Ratio;Flame Propagtion Speed;Combustion Efficiency;
초록
연구개요
본 연구에서는 LFG(매립지가스) 발전용 SI기관의 연소효율 및 배출가스 저감에 기여하기 위한 방안으로 Pre-chamber ignition system과 AIS 기술을 활용한 점화기법을 연구에 적용시켜 초희박 영역에서 가연 한계성을 확대시킬 수 있는 방안을 마련하여 LFG 발전용 SI기관의 연비 향상 및 유해배출가스를 저감시키는 것에 기여하고자 함

연구 목표대비 연구결과
본 연구는 발전소에서 연료로 사용하는 LFG의 연소효율을 높이고 초기점화시 연소 불안정성을 해결하는 것이 목적이었다. 따라서 Pre-chamber spark plug와 AIS 기술을 사용하여 발전소에서 사용하는 발전기의 LFG 연소의 불안정성과 연소효율을 높일 수 있다는 결과를 얻게 되었다. 이로 인해 기존에 많은 비중을 차지하는 석탄을 연료로 하는 화력발전소 대신에 LFG를 연료로 하는 화력발전소 건설에 기여할 수 있을 것으로 판단됨

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
1) Pre-chamber ignition system과 AIS 기술을 장착하여 발전용 SI 기관의 효율을 증대시킴으로써 CO2 저감에 관련된 기술을 확립하고 미세먼지의 원인이 되는 NOx의 발생량 제어를 통한 청정 발전기법 확립
2) 가속화 되고 있는 자동차 전자화에 대응하여 연소의 핵심인자 중 하나인 점화원의 제어기술 확보를 통한 국내·외 시장에서 진보된 기술 확보
3) Pre-chamber ignition 시스템과 AIS 기술 적용으로 인한 점화에너지 최적화를 통하여 발전기 엔진뿐만 아니라 수송분야에서도 고압축비에서의 높은 열효율을 가진 SI 기관의 연소기법 확립 가능
4) 현재 가중화되고 있는 CO2 발생량 규제 및 강화되고 있는 미세먼지 배출량 규제에 대응하기 위하여 Pre-chamber ignition system을 활용하여 연소시 발생되는 출력을 보완하고, 2차 미세먼지의 주요원인 NOx의 배출량 감소기법에 관한 연구 가능
5) 기존 발전용 SI 기관의 연료가 아닌 대체에너지원을 활용할 경우, 연료별 연소에 대한 데이터 구축이 가능하고 Pre-chamber ignition 사용시 연소압력, 화염 전파속도, 배기가스 저감 등의 연구성과 도출 가능
6) Pre-chamber ignition 기법의 확립을 통하여 정형화되지 않은 SI 기관의 점화기술 향상에 일조할 수 있으며, 내부형상 및 화염전파에 관한 학술적 분석자료 확보 가능
7) Pre-chamber ignition 기술 연구를 진행하면서 여러 가지 기술 자료에 대한 지식 확보 및 신종으로 파생될 수 있는 아이디어 도출 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차
표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
가. 연구개발의 목적 ... 4
나. 연구개발의 필요성 및 범위 ... 4
다. 연구의 가설 및 도출근거 ... 5
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
1) 1차년도 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
2) 2차년도 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
3) 목표 달성 수준 ... 12
4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발 결과의 중요성) ... 13
가. 기술적인 측면 ... 13
나. 학문적 파급 효과 ... 13
5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
6. 참고문헌 ... 13
[붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
[붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 15
끝페이지 ... 23

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