GUI를 이용한 CFB 발전 플랜트 해석 프로그램 개발

Development of CFB power plant simulation program using GUI

순환유동층(Circulating fluidized Bed) 보일러는 유동사와 연료가 산화제와 함께 순환하는 과정에서 반응하며, 높은 혼합 효율과 긴 반응시간을 갖는다. 로 내 일정한 온도 분포, 낮은 조업온도, 탈황제인 석회석을 로 내에 투입시켜 연소시키므로 SOx, NOx 등 오염물질 배출이 적은 특성이 있다. 본 연구에서는 실제 실험 수행이 어렵거나 설계 과정 등에서 반응기 내의 유동해석이 필요한 상황을 해결하기 위해 Fortran 기반으로 개발된 IEA-FBC 모델을 사용자의 접근성을 높이기 위해 Matlab 기반으로 source 코드를 전환하였고 동시에 GUI (Graphical User Interface) 프로그램을 개발하였다. Matlab 기반의 IEA-FBC 모델은 입력 값 (연료 투입량, 입도 분포 그리고 공기 투입량)을 사용하여 결과 값 (반응기 내 고체 체류량 분포)을 생성해내는 기능과 사용하는 연료에 따른 경제성(편익/비용 비, 순 현재가치, 회수기간, 내부 수익률)을 평가하고 그래프로 출력하여 가시적으로도 확인 가능하도록 기능을 추가하였다. 기존에 개발하였던 VB.Net 기반 GUI 프로그램과 비교할 때 Matlab 기반 GUI는 디자인 측면에서 연산량을 줄 일수 있었으며, 자체 행렬 연산 기능을 사용하여 Fortran 기반 모델보다 연산을 빠르게 처리할 수 있었다. 또한 데이터 입출력 방식 교체로 데이터의 저장, 불러오기를 기존 Fortran 프로그램 보다 원활하게 사용 할 수 있으며 불필요한 데이터의 기록을 방지하였다. 본 발표에서는 Fortran 기반의 IEA-CFBC 모델을 Matlab 기반으로 전환하는 과정과 장단점 그리고 GUI 프로그램을 사용하여 CFB 보일러 해석사례에 대해 소개한다.