Simulation-Based Analysis of Steam Boiler Operational Performance and Load Response Characteristics According to Turn Down Ratio under an Energy Commissioning Framework

본 연구는 다양한 턴다운비(TDR)를 갖는 LNG 연소 스팀보일러의 성능 특성과 마스터–슬레이브 제어 기반 부하 추종 운전의 영향을 분석하였다. AMESim 시뮬레이션을 통해 부하 조건별 보일러 효율 및 CO₂ 배출 특성을 평가하였다. 단일 보일러의 효율은 중부하(40–70%) 구간에서 최대에 도달하였으나, 정격 부하에서는 연소가스 체류시간 감소와 전열면 활용 한계로 인해 효율이 저하되었다. 저부하(10–30%)에서는 복사 등 고정열손실의 비중이 커지며 효율 저하가 더욱 뚜렷하게 나타났다. 높은 TDR을 가진 보일러는 부분부하 운전에서 우수한 성능과 낮은 효율 손실을 보였다. 시스템 수준에서 1톤/h 보일러 2기를 병렬 운전한 결과, 부하 배분 방식이 전체 효율과 CO₂ 배출에 큰 영향을 미쳤으며, 균등 부하 운전이 마스터 우선 운전보다 효율 및 배출 측면에서 유리하였다. 따라서 높은 TDR 보일러 적용과 최적 제어전략은 다중 보일러 시스템의 에너지 효율 향상과 탄소배출 저감에 효과적이다.