A Study on the Determination of Mixture Property and Explosion Hazardous Distance according to the Mixing Ratios of NG-H₂-NH₃ Fuels in a Gas Turbine Combined Cycle Power Plant

본 연구에서는 국내 복합화력발전소를 대상으로, NG-H₂-NH₃ 혼합연료 적용 시 파일럿 노즐 전단 플랜지에서 발생할 수 있는 누출 및 폭발 사고를 가정하여 폭발위험범위를 정량적으로 평가하였다. 연료 조성을 0~100 vol% 범위에서 12.5 vol% 간격으로 변화시키며 혼합물의 물성치를 계산하고, IEC 60079-10-1 및 KGS GC101 지침을 기반으로 누출 유량, 누출 특성, LFL, 폭발위험범위를 도출하였다. 수소는 누출 유량은 작지만 낮은 가스 밀도와 연소하한계로 인해 누출 특성과 폭발위험범위가 크게 산정되었으며, 반대로 암모니아는 폭발위험범위를 완화하는 효과를 보였다. 혼소율에 따른 조성비 끝단에서는 누출 특성 및 폭발위험범위가 비선형적으로 급격하게 변화하였고, 누출공 크기 증가 시의 폭발위험범위도 급격히 확대되었다. 본 연구 결과는 무탄소 연료 혼소 시스템 설계 시 안전대책 수립에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.