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박성민 (성균관대학교) 남준영 (성균관대학교) 류창국 (성균관대학교) 박지은 (한국서부발전) 이상원 (한국서부발전)
저널정보
한국연소학회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집 2023년도 한국연소학회 제65회 춘계학술대회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
발행연도
2023.5
수록면
179 - 182 (4page)

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In an integrated gasification combined cycle (IGCC) coal gasifier, the oxidant/solid ratio (OS ratio) is a critical operational variable that must be carefully controlled based on coal properties and load, However, controlling the OS ratio is challenging due to (i) frequent fluctuations in coal and oxygen flow rates, and (ii) limited information on gasifier status, wife heat duty as the only reliable parameter directly measured from the gasifier under extremely high temperatures and pressures. In this study, the dynamic response of the gasifier to changes in the OS ratio was investigated using a reduced-order model (ROM) optimized for the Taean IGCC in Korea, Different scenarios of OS ratio changes were simulated, including step changes, instant peaks, and oscillations, and the dynamic response of the gasifier was analyzed for three key performance parameters： exit gas temperature, heat duty, and slag thickness. It was found that the exit gas temperature responds immediately to changes in the OS ratio due to short gas residence time but may exhibit an overshoot because of the slower response of the slag layer on the wall. The heat duty had a characteristic response time (τ) of approximately 4 minutes to step changes in the OS ratio, reflecting the gradual change in the slag layer. The slag thickness at the slag tap had the slowest response, with τ on the order of 10 minutes, due to the slow downward flow of the slag. Because of these behaviors, the heat duty and slag thickness followed the average trend of the OS ratio rather than frequent oscillations. These results were able to explain the actual behaviors of heat duty observed in the gasifier and were helpful in improving operation control.
#Coal #Gasification #Response time #Slag #Heat duty #Exit gas temperature

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