왜 수소인가?

수소의 연소 특성은 천연 가스와 같은 기존 화석 연료의 연소 특성과 현저히 다릅니다. 우선, 수소는 화염 속도가 훨씬 빠르고 가연성 한계가 더 넓습니다. 또한 그을음, 일산화탄소(CO) 또는 휘발성 유기 화합물(VOC)을 생성하지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 수소는 배출량을 줄이고 연소 효율을 개선할 수 있는 매력적인 옵션입니다.

그러나 이러한 동일한 특성은 또한 중요한 설계 문제를 제기합니다. 전통적으로 화석 연료와 함께 사용되는 접선 연소 보일러는 수소를 효과적으로 처리하기 위해 신중한 수정이 필요합니다.

수소 전환의 주요 과제

천연 가스에서 수소로 전환할 때 다음과 같은 몇 가지 설계 고려 사항을 해결해야 합니다.

화염
  1. 속도: 수소의 화염 속도는 천연 가스보다 훨씬 빠릅니다. 실제로 일반적인 작동 온도에서 수소의 화염 속도는 메탄보다 7배 더 빠를 수 있습니다. 이는 화염 선단이 더 빨리 전파되어 잠재적으로 보일러의 불안정성과 국부적인 과열로 이어질 수 있음을 의미합니다.
  2. 가연성 한계: 수소는 천연 가스에 비해 가연성 범위가 더 넓습니다. 이로 인해 연료 혼합물이 가연성 인 더 넓은 구역이 생성되어 보일러 내에서 의도하지 않은 발화 지점이 발생할 가능성이 높아집니다.
  3. 열 전달: 수소는 천연 가스보다 더 뜨겁게 연소되어 보일러 내부의 열 전달 역학에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 온도 분포의 변화로 인해 버너 기울기 조정, 버너 재료 수정 또는 손상을 방지하기 위해 보일러의 과열 메커니즘 변경이 필요할 수 있습니다.
  4. NOx 배출: 수소 연소는 CO 및 VOC 배출을 제거하지만 더 높은 연소 온도로 인해 질소 산화물(NOx)을 증가시킬 수 있습니다. NOx 배출을 해결하려면 이러한 영향을 완화하기 위해 신중한 버너 설계가 필요합니다.

실용적인 해결책과 테스트

이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 우리의 Research & Development Test Center에서 엄격한 테스트를 수행했습니다. 우리는 수소의 독특한 특성을 처리할 수 있는 특수 버너를 개발했습니다. 테스트를 통해 다음과 같은 몇 가지 중요한 통찰력을 얻을

수 있었습니다.
  • 버너 설계: 연료 노즐 수정은 화염 속도가 증가하고 가연성 한계가 넓어져 과열 위험을 줄이는 동시에 천연 가스 연료의 성능을 유지했습니다. 이 새로운 설계는 과열 위험을 줄이고 전반적인 버너 안정성을 개선했습니다.
  • 재료 업그레이드: 수소로 전환하려면 버너 재료를 더 높은 등급의 스테인리스강으로 업그레이드해야 했습니다. 이 변경은 버너의 구조적 무결성을 손상시키지 않고 더 높은 작동 온도를 견디는 데 도움이 되었습니다.
  • NOx 저감 전략: NOx 배출을 최소화하기 위해 다양한 구성을 테스트했습니다. 최적화된 설계로 기존 설비에 비해 NOx 배출량을 약 23% 줄여 수소 연소를 보다 친환경적으로 만들었습니다.
  • 전환 친화적: 우리의 T-Fire 기술은 100% 천연 가스에서 최대 100% 수소까지 입증되었으며, 이는 시장을 선도하는 접선 화재 가스 버너 기술이 에너지 전환을 통해 최종 사용자를 지원할 수 있음을 의미합니다.

앞으로의 전망

수소는 청정 에너지의 미래에서 핵심적인 역할을 하며, 접선 연소 보일러는 이 연료의 이점을 활용하도록 조정할 수 있습니다. 그러나 전환에 장애물이 없는 것은 아닙니다. John Zink는 고객이 이러한 전환을 원활하게 할 수 있도록 지원하는 실용적인 솔루션을 개발하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 우리의 지속적인 연구와 테스트는 우리가 업계 동향에 반응할 뿐만 아니라 적극적으로 형성하고 있음을 보장합니다.

수소 전환에 대해 자세히 알고 싶거나 연소 시스템에 대한 도움이 필요한 경우 John Zink가 도와드리겠습니다.