가스호환성 판정법에 대하여 설명하시오.

가스호환성 판정법에 대하여 설명하시오.

1.가스호환성 판정법
가스호환성은 주어진 연소기에서 다른 종류의 연료를 공급했을 때 기하학적 형상이나 운전조건을 변화시키지 않고 그대로 사용할 수 있는 대체 가능성을 말한다. 즉, 두 종류의 가스가 호환성이 있다고 하는 것은 동일한 출력, 화염안정성, 연소상태, 점화성능 등을 동시에 만족하는 것을 의미한다.
가스 연소호환성에 관한 연구는 가스사용이 활발해지면서 수요 공급의 불균형 및 원산지 다변화로 1920년대부터 이루어져 왔으며 그 방법으로는 단일 변수, 다수 변수(3,4개 변수도입) 및 그림에 의한 평가방법이 제안되어 왔다. 이러한 판정방법은 대부분 경험에 근거를 두고있으며 그 결과도 적용기준에 따라 서로 다른 결과를 보이고 있다. 다음은 대표적인 가스호환성 판정법은 다음과 같다.

2.1 웨버 지수(Wobbe Index)
웨버지수는 가스연료의 출력(단위 시간당 방출에너지)과 관련되는 변수로써 웨버지수(Wobbe Index, WI)로 정의하였다.노즐의 압력차가 일정한 연소조건에서는 동일한 웨버지수를 갖는 가스를 사용할 경우 동일한 출력을 얻을 수 있게 된다.

2.2 연소속도 지수(Combustion Potential)
연소속도 지수는 수소의 연소속도를 기준으로 하고 각 가스의 연소속도를 normalize시켜 혼합가스의 연소속도를 평가할 수 있다.
이상의 웨버지수와 연소속도지수는 가스의 출력과 연소속도를 대표하는 특성변수로서 가스의 특성을 구분하는 그룹군 결정 및 호환성판정에 중요한 변수로 이용될 수 있다.

2.3 GILB(Gilbert & Prigg) 판정법
영국에서 사용되고있는 Gilbert & Prigg 판정법은 대체가스의 웨버지수와 화염 속도 계수를 구하여 그 결과를 호환성기준과 비교하여 호환여부를 판정하는 방법이다.

2.4 A.G.A(American Gas Association) 판정법
1946년 미국 가스협회는 대체가스의 호환성 판정에 관한 연구보고서를 발표하였다. 이 연구에서는 연소성을 비화(lifting), 역화(flash back) 및 노란불꽃(yellow tip)의 관점에서 기준을 설정하였으며 호환범위를 제시하였다.

2.5 KNOY Formula
Knoy는 가스의 호환성 판정기준을 염공(flame hole)에서의 비화(lifting), 노란 불꽃(yellow tipping) 발생, 불완전 연소(incomplete combustion), 공급 열량변화(15%이상) 등으로 구분하고 이러한 특성들이 대체가스에서 발생되지 않는 범위를 호환 범위로 정의하였다.

2.6 Weaver 판정법
Weaver의 판별식은 A.G.A Bulletin 1936, 1948년과 1949년 A.G.A자료 및 1948년 Brooklyn Union Gas의 실험자료에 근거하였으며 가스호환 특성을 비화, 역화, 노란불꽃 및 불완전 연소로 구분하여 가스의 공급 열량과 1차공기량, 화염속도와 가스조성으로 표시하였다.