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발전소 보일러 튜브 왜 터지나 했더니... 


발전소 보일러 튜브 왜 터지나 했더니...
고크롬강 541℃ 이하 증기선 '멀쩡'.
569~596℃ 초초임계압에선 '균열'.
당진화력 이남혁 소장, 국제논문 발표.
"튜브재질 '스테인레스강' 더 적합"





발전소 보일러 튜브가 손상되는 역학적 인과관계를 규명한 논문이 나와 주목을 받고 있다.
이남혁 동서발전 당진화력 제3발전소장(사진)을 비롯한 산·학연구팀 5명은 ‘초초임계압 석탄화력발전소에서의 보일러 튜브 손상해석’이란 주제로 국제논문을 최근 발표, 눈길을 끈다.
이 논문에 따르면, 특수금속재질인 고크롬강(T91, T92)으로 발전소 보일러 튜브를 구성할 경우 시간이 흐를수록 배관 내부의 특정 부위에 ‘물때(산화스케일)’가 3겹으로 쌓이게 된다. 이 부위가 지속적으로 열을 받으면 ‘물때’ 사이에 빈 공간(Void)이 생겨 서서히 부풀어 오르고, 마침내 내압을 견디지 못해 파열되는 것으로 드러났다.
이에 대해 연구팀은 보일러 내부 증기온도가 섭씨 541도 이하(금속 온도 550~600℃)에선 이 같은 튜브 파열현상이 나타나지 않았다고 밝혔다.
그러나 569~596℃(금속 온도 600~650℃)인 운전조건에선 튜브가 잇달아 터졌으며, 앞으로도 반복적인 손상이 예상된다고 연구팀은 내다봤다. 2006년부터 지난해까지 3년간 전국 발전소에서 일어난 튜브 파열사고는 총 17건에 달한다.
이에 따라 보일러 내부 증기온도가 569~596℃인 초초임계압 석탄화력발전소에선 기존 고크롬강 대신 스테인레스강(TP-347H 재질)을 튜브에 채택하는 게 적합하다고 연구팀은 권고했다. 고크롬강은 내식성(부식에 견디는 성질)에 중대한 결함을 안고 있기 때문이다.
현재 초초임계압 석탄화력발전소는 국내에 영흥화력 1~4호기, 당진화력 5~8호기, 태안화력 7~8호기, 보령화력 7~8호기, 하동화력 7~8호기 등 총 14개 호기가 있다.
이 논문은 이들 신규 발전소의 고질적 문제였던 보일러 튜브 손상원인을 역학적으로 규명했을 뿐만 아니라, 더 나아가 보일러 설비의 신뢰도 향상에 기여했다는 평가를 받고 있다.
논문의 제1저자인 이남혁 소장은 “튜브파열로 인해 발전기가 불시에 멈출 경우 발전회사는 전력생산 중단으로 인해 하루에만 수억 원이 넘는 손실을 입게 된다”며 “예기치 못했던 피해를 줄임으로써 발전회사의 경영수지 개선과 국가의 안정적 전력공급에 이 논문이 자그마한 단초를 제공할 것으로 기대한다”고 말했다.
이 내용은 세계적 학술논문 출판사인 엘스비어(Elsevier)가 발행한 SCI(과학기술논문색인지수)급 논문집인 EFA(엔지니어링 고장 분석)지 제16호에 수록됐다. 엘스비어 논문집에 국내 발전사 관계자의 글이 실리기는 이번이 처음이다. 
한편 논문작성에는 이남혁 소장 외에도 김신 울산화력 차장(제3발전소 기계팀), 최병학 강릉대 금속재료공학과 교수, 윤기봉 중앙대 기계공학과 교수, 권동일 서울대 재료공학부 교수 등 5명이 참여했다.
▦ 엘스비어(Elsevier)
125년 전통의 과학·건강분야 출판사다. 전 세계 3000만 명 이상의 과학자, 교수 등이 이 곳에서 나온 논문집을 활용하고 있다. 본사는 네덜란드 암스테르담에 있다. EFA는 1년에 한 번씩 발행되고 있다.
보일러 내부모습. 증기와 물이 지나가는 튜브가 켜켜이 둘러처져 있다.(사진은 곡관부 상부 90cm 지점이다)


보일러 튜브가 3cm 길이로 파열된 장면.(사진제공= 동서발전)









황인국 기자 (centa19@electimes.com)
최종편집일자 : 2009-08-31 11:10:41
최종작성일자 : 2009-08-27 17:32:45



출처: 인터넷

Posted by SB패밀리


화력발전 원리, 현황 및 문제점


 

 

우리나라의 4대 에너지 구성원은 석유ㆍ석탄ㆍ원자력ㆍ액화천연가스(LNG) 순이다. 앞으로 석유 및 석탄의 비중이 감소하는 반면 원자력 및 LNG 비율은 증가할 것으로 전망된다. 반면 대체에너지는 기술수준 및 시장기반 조성이 미흡해 현실적 대안으로서는 아직 부족한 편이지만 정부의 강력한 정책의지 및 지원정책 수행이 시급한 상황이다.

최근 10년간 과거 수백 년 동안 사용한 에너지를 사용하였다. 사용 에너지원을 비교해보면 다음과 같다.

에너지원

비율(%)

석유

32

석탄

26

천연가스

20

수력

5

원자력

5

재생가능 에너지(木)

11

재생가능 에너지(太陽)

2

100

에너지 전문가들은 "50년 후면 석유가 상당히 고갈될 것"이라며 "태양광ㆍ풍력ㆍ매립가스 발전 등 대체에너지 개발에 박차를 가해야 한다."고 주장하고 있다. 그러나 활발한 국내 대체에너지 개발을 위해서는 낮은 기술수준, 전문 인력 부족, 투자규모의 미흡 등의 문제를 시급히 해결해야 할 것으로 지적되고 있다.

이렇듯 우리나라는 대체 에너지 개발에 있어서 후진국이며 아직까지 큰 비중을 차지하는 화력 발전에 대해 그 원리 및 무엇이 문제인가를 알아본다.


1. 우리나라의 화력 발전 현황

 ① 발전 용량 비교


  ●발전회사별 설비용량 비교







  ●설비용량 내역 (MW)

 

구분

남동

중부

서부

남부

동서

기저

3240

3400

2000

3000

2500

중간

825

1698

1466

770

2200

첨두

1500

1295

2880

2305

2100

소계

5565

6393

6346

6075

6800

기저

1600

-

1000

-

-

중간

-

-

-

-

-

첨두

-

1600

600

1800

700

소계

1600

1600

1600

1800

700

총계

7165

7993

7946

7875

7500


2. 발전 원리




화력발전소는 연료의 화학적 에너지를 전기에너지로 변환시키는 거대한 에너지 변환기구(Conversion Mechanism)로 물을 끓여서 나오는 증기로 발전기를 돌려 전기를 발생시킨다. 보일러는 물을 증기로 바꾸는 장치이며, 주전자 주둥이(노즐Nozzle)로 부터 분출하는 증기가 터빈을 회진시키고 터빈에 연결된 발전기(Generator)에서 전기를 발생시킨다.


① 발전 방식에 따른 원리

우선 중유나 석탄 등의 연료를 보일러에 넣은 다음, 적당량의 공기와 혼합하여 보일러 내에서 연소시킨다. 보일러 내에서는 관을 통하여 들어온 물이 가열되면 고압증기로 변해 터빈에 보내진다.

터빈은 수력발전소의 수차에 상당하는 것으로, 많은 회전 날개를 가지고 있다. 따라서 보일러에서는 고온, 고압의 증기를 이 회전날개에 불어넣어 터빈을 회전시키는 것이다. 터빈의 회전은 매우 빨라서 수력발전의 수차가 1분간에 125회전에서 750회전인데 비해 화력터빈은 3천회전에서 3천6백 회전을 한다.

터빈을 회전시킨 후의 증기는 복수기 속에서 냉각수에 의해 냉각되어, 재차 물로 돌아가게 된다. 그런 다음 급수펌프에 의해 급수로서 공급되어 과열기에서 가열, 다시 보일러로 보내진다.


이러한 화력발전은 크게 기력발전, 열병합발전, 복합발전으로 나눌 수 있다.


● 기력발전



기력발전은 보일러에서 연료를 태워서 얻은 열에너지로 물을 가열하여 증기를 만들고 그 증기로 증기터빈을 돌려 터빈에 연결된 발전기로 전력을 만드는 발전방식. 사용연료의 종류에 따라 중유발전소, 가스발전소, 석탄발전소 등으로 나누어지며 가장 많이 사용하는 화력발전 방식이다.


• 운탄설비

선박으로 싣고 온 석탄을 하역하고 저탄조까지 석탄을 운반한 뒤 미분기에서 석탄을 잘게 부수어 보일러에서 잘 연소될 수 있도록 한다.

- 원탄저장조

 각 미분기마다 1개씩 설치되어 있다.

- 석탄 흐름 감지 장치

 석탄 배관에 설치된 장치로 석탄의 흐름을 방사성 동위원소를 이용하여 조기에 감지하여 중앙 제어실에 경보를 발생하도록 한다.

- 원탄 급탄기

 저장조에 저장된 석탄을 미분기에 공급한다.

- 미분기

 석탄을 연소에 적합한 크기로 분쇄하는 설비

- 미분탄 분리기

 입자의 크기별로 분리하여 큰 것은 다시 미분기로 보낸다.

- 미분탄 저장조

 미분탄을 저장하는 설비로 4시간 정도 사용할 수 있는 분량을 저장한다.

- 미분탄 급탄기

 벤튜리 혼합기를 통하여 미분탄을 버너로 이동시킨다.



• 보일러

1. 개요

발전용 보일러는 연료의 연소열을 이용하여 터빈이 필요로 하는 증기를 발생시키는 장치라고 정의할 수 있다.

이런 증기 발생장치에는 과열기, 재열기 및 절탄기를 포함하는 보일러 본체와 연료를 저장 공급하고 이를 연소시켜 열을 발생시키는 연료 연소설비, 연료의 연소에 소요되는 공기를 공급하고 연소 후 생성된 배기가스를 배출시키는 통풍설비, 보일러에 물을 공급하기 위한 급수설비, 보일러 부하 변동에 따른 연료공기 및 급수를 자동적으로 조정하는 자동제어 장치 및 기타의 부속설비로 구성된다.


2. 종류

발전용 보일러에는 드럼의 유무에 따라 드럼 보일러와 관류 보일러로 대별된다.

드럼 보일러는 보일러 내에서 보일러수의 순환이 자연력에 의해 행해지는 자여순환 보일러와 자연력만으로는 보일러수 순환이 불충분하여 강제로 보일러수를 순환시키는 강제순환 보일러로 나누어진다.

또 관류 보일러는 보일러수의 저장을 위한 드럼이 없으며 보일러수가 일정하게 배열된 관을 따라 흐르면서 가열된다. 이 보일러는 물이 전열 면을 1회 통과하는 벤슨 보일러와 전열면을 재순환하는 복합 순환보일러 및 슐러 보일러로 구분된다.


- 초임계압 보일러(한전 표준석탄화력 발전소의 보일러 기준)

초임계압 관류보일러(Supercritical Pressure Boiler)는 초임계압 영역에서 발전하는 보일러이며 중간부하운전(일일 기동정지 및 주기운전)용 유연탄 화력으로 빈번하고 신속한 기동정지 및 높은 부하변동율, 안정된 저부하운전 및 기동손실의 최소화, 높은 열효율, 수명유지를 위한 열응력 감소 및 고도의 제어기술 적용등이 요구되는 곳에 적용된다.

초임계압이란, 물의 포화액선(Saturated Liquid Line)과 포화증기선(Saturated Vapor Line)이 만나는 점을 임계점이라 하며 이때의 압력, 임계압 이상의 압력을 말한다. 초임계압 영역에서 가한 열은 물을 증발시키는데 소요되는 증발잠열이 없으므로 항상 온도상승을 수반하고, 포화수와 포화증기의 비중량이 같아 아임계압의 드럼형 보일러에서 물의 밀도차에 의한 순환현상이 임계압력 이상에서는 없다.


• 터빈

1. 터빈의 구조






① 케이싱(Casing)

터빈 회전체를 덮고 있는 기밀실로서, 쉘(Shell) 및 실린더(Cylinder)라고도 한다. 증기가 일을 하기 위한 공간을 제공한다.


② 로터(Rotor)

케이싱 내부로 유입된 증기의 작용으로 증기의 열에너지를 기계적 에너지(회전력)로 변환시켜 발전기에 전달하는 부분이다.

로터는 축과 회전 날개로 구성되며 회전하는 부품 전체를 말한다.

회전날개는 터빈 부하 및 속도 제어와 밀접한 관계를 가지고 있으며 축은 회전날개와 더불어 가장 큰 응력이 발생하는 부분으로 충분한 강도를 가지고 무게 중심이 잘 잡혀 있어서 진동이 발생되지 않도록 제작된다.


③ 베어링(Bearing)

터빈 베어링에는 로터를 지지하는 저널(Journal) 베어링과 축 방향 이동을 막아주는 추력(Thrust) 베어링이 있다.


④ 밸브(Valve)

터빈 밸브의 동작은 고압유에 의해 열리고 스프링 힘으로 닫히며 고압 터빈에 공급되는 증기를 제어하기 위해 사용된다.


⑤ 터닝기어

터빈 정지 후 축을 그대로 두면 터빈 내부 잔열의 대류 현상에 의한 상․하부 온도차가 생길 뿐만 아니라, 축 자중에 의한 변형이 일어나므로 이를 최소화하기 위하여 터빈 기동전, 또는 정지 후 저속으로 돌려준다.

또한 장기간 정지하였던 터빈은 자중에 의해 축이 약간 굽어 있으므로 이런 상태에서 고속회전을 시키면 심한 진동을 일으킨다.

따라서 기동하기 전에 축을 서서히 회전시켜서 축의 온도분포를 균등히 하여 굽었던 축을 바르게 하고 로터의 편심을 줄여주는 역할을 한다.


• 발전기

도체와 자속(자석에서 나옴)이 상대 운동을 하여 도체가 자속을 끊으면 도체에는 플레밍의 오른손 법칙에 따르는 방향으로 기전력이 발생된다.

상대운동 대상에 따라 회전 전기자형과 회전 계자형으로 분류되며 우리나라에서는 회전계자형을 쓰고 있다.

• 변압기

변압기는 발전기에서 생산한 전력을 송․배전선을 통해 부하에 공급하는 과정에 있어서 전압을 승압 또는 강압하는 전기기기이다.

발전소에서 사용하는 변압기에는 그 용도에 따라 발전기에서 생산한 전력을 송전전압으로 승압(22kV → 345kV)하는 주변압기, 소내 보조기용 전원을 수전하는 소내변압기(22kV → 6.9kV), 저압보조기용 동력을 수전하는(6.9kV → 480V) 저압동력용 변압기 등이 있다.


- 변압기의 원리

<그림 7-1>



<그림 7-1>과 같이 철심 양쪽에 코일을 감고 1차측에 교류전압 V1을 공급하면 무부하전류 I0가 흐르면서 자속이 발생하여 철심속을 지나 2차 코일과 쇄교하면서 2차측에 전압 V2를 유기한다. 서로 독립된 코일에 자속이 쇄교하면서 전압을 유도하게 되는 것이다. 이런 현상을 전자 유도 현상이라 한다.

이때 나타난 2차 전압 V2는 2차측 코일의 감은회수(권수)에 의해 결정된다. 1차 코일의 권회수를 N1, 2차 코일의 N2라 하면 다음과 같은 식이 성립된다.

여기에서 a를 권수비(Turn ratio)라 하며 권수비에 따라 2차 전압을 마음대로 조정할 수 있다.


• 복수 및 급수계통

복수 및 급수계통은 저압터빈 최종단에서 배출되는 증기가 복수기에서 물로 응축되어 아래와 같은 각종 설비를 거쳐 보일러로 들어가는 과정을 말하다.




1. 복수계통 설비

① 복수기(Condenser)

터빈에서 배출되는 증기를 냉각, 응축시켜 물로 회수하는 장치를 복수리라 한다.

복수기의 종류에는 증기와 냉각수가 직접 접촉하는 혼합 복수기와 전열면을 통해 열교환을 하는 표면 복수기가 있다.


②복수펌프(Condensate Pump)

복수기에서 응축된 물을 보일러 급소로 재사용하기 위하여 복수기에서 탈기기로 보내는 펌프를 복수펌프라고 한다. 펌프가 고장 날 경우 보일러 급수에 지장이 있고 운전에 중대한 장애를 줄 가능성이 있으므로 반드시 예비 펌프를 1대 설치한다. 펌프 대수는 대체로 250MW급 이상이 되면 통상 50% 용량 3대로 하여 정상운전 중 2대의 펌프가 균등한 부하분담으로 병렬운전을 한다.


③복수탈염 장치(Condensate Polishing Plant)

복수기에 유입되는 증기, 보급수 등에는 계통 내 금속의 부식 생성물은 철, 동 등의 금속산화물, 복수기 튜브 누설 시 유입되는 불순물 등이 함유되어 있다.

이와 같은 불순물을 드럼 보일러에서는 증기연속취출장치를 통해 배출이 가능하나 관류보일러에서는 배출이 불가능하므로 복수탈염장치를 설치하여 수질을 고순도로 유지하고 있다. 근래에는 대용량 드럼형 보일러에서도 급수를 요구하므로 이 장치를 설치하는 추세이다.


2. 급수계통 설비

①탈기기(Deaerator)

급수 가열기 중 직접 접촉식에 해당하는 탈기기는 스프레이로 분사되는 증기와 급수가 혼합되며 이론상 증기가 가지고 있는 열은 물이 흡수한 열량과 같기 때문에 탈기기 종단온도차는 제로가 되어 효율이 대단히 좋다.

탈기기를 설치하는 목적은 급수 중에 포함되어 있는 가스(산소, 탄산가스 등)를 분리하고 급수의 가열 및 저장에 있다.


②보일러급수펌프(Boiler Feed Water Pump)

보일러 급수펌프는 탈기기에서 탈기된 급수를 가압하여 고압급수가열기와 절탄기를 거쳐 보일러에 공급하는 펌프로서 보일러가 운전 중일 때는 언제나 급수를 공급하여야 한다. 따라서 보일러 급수 펌프는 화력발전소에 있어서 대단히 중요한 기기의 하나로 신뢰도가 커야 한다.


• 통풍장치

연돌의 통풍력에 의하여 공기 및 열 Gas를 유동시키는 방식의 자연통풍과 기계적인 힘 즉, Fan에 의하여 연소에 필요한 공기와 연소 후 생성물을 배출시키는 강제통풍이 있다.


- 1차 통풍기

 미분기에서 분쇄된 미분탄을 버너로 이송하여 연소실로 분출시키기 위한 공기를 공급하는 통풍기

- 배기 송풍기

 순환 공기 중에 포함되어 있는 수분을 제거하기 위한 송풍기

- 냉각 송풍기

 영월화력은 미분기 계통의 순환공기 대신에 보일러 하부의 고온 연소가스 를 취출하여 사용하고 있다. 이 경우 고온가스를 미분기 계통에 그대로 공급하게되면 온도가 너무 높아 화재 위험이 있으므로 미분기 계통내 순 환가스의 온도를 적절하게 유지시키기 위해 대기로부터 찬 공기를 공급하 는 송풍기를 냉각 송풍기(Cold Air Fan)이라 한다.


• 집진설비

보일러에서 연소 후 배출되는 배기가스 중의 회 입자 및 분진 등을 포집하는 설비로 여러 종류의 집진장치가 있으나 발전소에서는 집진 효율이 높고 많은 양의 배기가스 처리가 가능한 전기집진기를 많이 사용하고 있다.



<그림 2-65>와 같이 가스의 유속이 1~2m/s로 유속분포가 균일한 집진기 내에 10인치 정도의 간격으로 집진극과 방전극을 수직으로 배열시켜 이 전극에 DC 30~70kV정도의 고전압을 가하여 방전을 시킨다. 이때 분진이 함유된 배기가스를 통과시키면 방전극 부근에서 가스분자의 충돌로 분진은 이온화되고 (-)전하를 띠게 되어 (+)극인 집진극에 유인되어 포집이 이루어진다.



• 복합발전




열효율 향상을 위해 두 종류의 열사이클을 조합하여 발전하는 것을 말한다. 1차적으로 가스터빈 사이클인 Brayton Cycle을 이용하여 발전을 하고, 2차적으로 가스터빈으로부터 대기 중으로 배출되는 배기가스(500도씨 이상)에 남아있는 많은 열량의 일부를 회수하기 위한 방안으로 배기가스를 배열회수보일러(HRSG : Heat Recovery Stem Generator)로 보내 증기를 생산하여 증기터빈(Ranking Cycle)을 돌려 발전하는 방식이다. 현재 복합 사이클의 열효율은 50%에 가까우며, 앞으로 60% 정도까지 향상될 전망이다. 복합발전 방식은 가스터빈과 증기터빈을 결합한 것. 이 외에도 석탄가스화 복합발전(IGCC : Intergrated Coal Gasification Combined Cycle), 연료전지 복합발전, 칼슘터빈 복합발전 등의 연구개발이 추진되고 있다. 현재는 2∼3개의 가스터빈과 1개의 스팀터빈으로 구성된 모듈이 시장에 공급되고 있으며, 압축비와 연소온도로 가스터빈 운전을 최적화하여 전체효율이 증가하는데, 최근 1,100℃급 (165 MWe)에서 1,300℃(350 MWe)로 용량이 증가하고, 효율도 55%까지 증가하였다. 장차 연 소기 출구온도가 1,450℃로 증가되는 첨단 기종(450∼500 MWe)은 발전효율 60%를 기대하고 있다. 가스복합발전에 사용하는 연료로는 천연가스는 이미 상업화하였고, 석탄의 경우는 석탄 가 스화나 카보나이저가 있는 2세대 가압유동층 석탄연소 복합발전기술과 결합하여 효율상승을 기대할 것이다.




 

1 석탄가스화 복합발전(IGCC)

Integrated Gasification Combined Cycle(IGCC) 기술은 먼저 석탄을 가스화하여 연료가스로 전환하고 고온에서 연료가스중 부식성 가스인 유화수소(H2S)와 미반응 석탄 및 분진 등 입 자를 제거한 후, 연소하여 Gas Turbine을 구동시키고, 고온의 배가스에서 스팀을 회수하여 스팀터빈을 구동시킨다. 이 기술은 발전효율이 현재 42%에서 향후 연료전지와 연계하였을 경우 60%까지 기대하고 있는 발전기술이다.

석탄을 가스화하는 기술에는 고정층, 이동층, 유동층, 일류층 및 수송층 등 석탄의 특성이 나 조업온도, 개발회사에 따라 다양한 기술이 있으며, 석탄가스화에 필요한 열량을 얻기 위 하여 일부 석탄을 연소시키는데, 이때 사용되는 산화제는 공기를 사용하는 경우와 분리하여 산소를 사용하는 경우에 따라 설계, 운전조건, 가스화 조성에 변화를 준다. 가스화의 일부 반응에 필요한 물은 석탄을 슬러리화 하여 습식으로 주입할 것인가와 별도의 스팀을 공급할 것인가에 따라 전체 공정이 결정된다. IGCC에 필요한 공정으로는 석탄전처리, 가스화기, 합성가스 냉각기, 산성가스제거, 산소를 사용할 경우에 산소분리기, 폐열회수 및 가스터빈 및 스팀터빈을 통한 발전설비이다.

생성된 가스는 H2S 등 부식성 가스를 제거하기 위하여 냉각되어야 하며, 열효율을 높이기 위하여 기존의 습식방법을 지양하고 고온 건식방법에 의하여 H2S를 제거하는 연구가 진행되 고 있지만, 아직 시범단계에 머물러 있다. 기존의 습식방법은 정유공장에서 발생되는 산성 가스를 처리하는 공정을 사용하며 이미 적용되고 있는 기술이다.

 

2 가압 유동층 석탄연소 복합발전(FPBC-CC)

유동층 연소보일러를 가압용기 안에 설치하여 운전하면, 유동층의 장점과 가압시의 장점을 동시에 얻는 발전시스템을 얻을 수 있는 발전시스템으로 석탄 처리량이 운전압력 만큼 증가 하고, 층높이도 상압시 보다 3∼5배정도 증가시킬 수 있으며, 열전달 특성과 탈황율이 우수 하고 반응속도도 증가한다. 또 보일러에서 발생하는 열로 스팀을 생성, 스팀터빈을 구동하 고, 고온 고압하의 연소배가스로 가스터빈을 구동하는 복합발전이 가능하다는 것으로, 현재 발전효율은 39∼42%를 얻을 수 있으며, 70 MWe규모의 산업용 보일러가 보급되고 있다.

유동층의 최적 운전온도는 최적의 탈황과 질소산화물 발생억제를 위하여 850∼950℃정도이 다. 가스터빈의 발전효율은 조업온도와 밀접한 관련이 있으며, 온도를 상승시키는 것이 전 체의 발전효율을 상승시킨다. 연소가스의 온도를 상승시키기 위하여 topping 연소기에서 천 연가스나 석탄가스를 이용하여 발전하는 것이 1.5세대 및 2세대의 발전기술이며, 석탄가스 를 제조하는 카보나이저는 조업온도가 일반 가스화기보다 훨씬 낮은 900℃정도이다.

또 석탄의 전량을 가스화할 필요가 없으며, 미반응 char를 가압순환 유동층에서 연소하며, 이때 발생되는 연소가스로 topping연소기를 가열한다. 카보나이저에서의 탈황은 석회나 석 회석을 주입하여 CaS형태로 전환시키며, 이것을 char연소기에서 석고형태로 산화시킨다. 2 세대 가압유동층 복합발전은 효율 45%-50%를 기대하고 있으며, 연료전지와 연계할 경우 58% 를 기대하고 있다.



  

-연료특성

천연가스(NG: Natural Gas)는 메탄(Methane: CH4)를 주성분으로 하는 가연성 가스를 말하며 이것을 액화하여 체적을 감소시킨 후 대량 수송 또는 저장이 가능하도록 한 것을 액화천연가스(LNG: Liquified Natural Gas)라 한다.


    • NG 일반 특성

     *대기압하에서 -162℃로 냉각시키면 액화가 이루어지면서 체적이 1/580~1/60로 줄어들어 대량 수송 및 저장이 가능

     *무연, 무매, 무타르, 무취, 무독의 무공해 연료

     *비중이 0.55(공기대비) 정도로 낮아서 누설시에도 대기중으로 쉽게 확산되어 폭발 하한농도 희박해짐

     *발열량이 10,500~13,300 ㎉/㎏ 정도로 높고, 품질 균일

    • NG 보일러의 특성

     *연소실의 열흡수 : 화염이 짧고, 휘도가 낮기 때문에 연소실에서 열흡수가 적어 연소실 출구에서 배기가스 온도 상승

     *증기온도 정격 유지방안

        과열기 및 재열기의 전열면적을 줄인다

        버너의 분사각도 하향 조절(Burner Tiltion)

        재순환 가스량 감소

        과열기 및 재열기에 과열저감수량 증가 

     *보일러 효율 변화 : 연료유보다 수소 함유량이 약 2배 가량 많아 수분에의한 손실로 보일러 효율 저하

     *SOx 및 NOx 생성 감소 

  -적용 발전소

    서인천 C/C, 신인천 C/C, 안양 C/C, 분당 C/C, 평택 C/C, 일산 C/C, 부천 C/C, 보령 C/C, 울산 C/C



• 열병합발전




에너지를 효율적으로 이용하기 위해 동일 연료원으로부터 열과 전기를 동시에 생산하여 공급하는 시스템을 열병합발전(CHP : Combined Heat and Power Plant)이라 한다. 열병합발전은 터빈 배기 증기를 열에너지로 다시 사용하므로 효율이 매우 높다. 열에너지는 사용 순서에 따라 Topping-Cycle과 Bottoming Cycle로 구분한다. Topping Cycle은 연료 연소로 생산된 증기를 전력 생산에 먼저 사용하고, 배열이나 잉여열을 열에너지로 이용하는 방식이며 Bottoming Cycle은 증기를 열에너지로 먼저 사용하고, 여열이나 산업공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 발전하는 방식이다.


  -연료특성

열병합이란, 내열발전 방식인 가스터빈 발전기와 일반적인 화력발전 방식인 증기터빈 발전기를 조합한 복합발전방식으로 발전의 연료특성과 동일하다.


  -운용중인 발전소

 일산열병합, 부천열병합, 안양열병합, 분당열병합



② 화력 발전에 사용되는 열역학적 사이클


  - 카르노 사이클, Rankine 사이클, Reheated 사이클, Regenerated 사이클, 재열-재생 사이클, 실제 사이클





③환경 오염 방지(집진장치 포함)

1. 대기오염방지

환경분야

화학적 탈황 원리

SO2 흡수 및 산화

SO2 + 2H2O + CaCO3(석회석) + 1/2O2 → CaSO4·2H2O(석고) + CO2

설비형식

습식석회석 석고법

탈황효율

90% 이상

투 자 비

약 635억원/ 500MW * 1기

부 산 물

- 순도

- 발생량

- 활용전망

석고

95% 이상

약 3.8만톤/ 년, 500MW * 1기

화력발전소 배연탈황공정의 부산물로 발생되는 탈황석고는 특히 순도가 높아 석고보드 생산원료나 시멘트 응결지연제로서 우수한 원자재임.

배연탈황설비

배연탈황공정




질소 산화물

질소산화물은 연소공기중에 포함된 질소와 연료중에 함유된 질소분이 보일러내의 고온에서 산소와 결합하여 생성됩니다. 질소산화물중 대기오염에 영향이 큰 물질은 이산화질소(NO2)로서 적갈색의 자극성 기체이며, 황산화물의 경우와 같이 인체 및 동식물의 생육에 영향을 미치게 되므로 발생량이 적게 되도록 하여야 합니다. 질소산화물은 액화천연가스와 같은 청정연료의 사용이나 연소방법의 개선을 통하여 발생량을 저감시킬 수 있습니다. 화력발전소에서는 저NOx버너, 2단연소, 연소가스 재순환 및 저과잉 공기운전 등 연소방법의 개선으로 질소산화물의 배출량을 크게 감소시키고 있습니다.


배연탄질공정






배연탈질설비(SCR: Selective Catalytic Reduction)

4NO + 4NH3(g) + O2 → N2O + 6H2O

발전용 배연탈질설비로는 NOx 제거효율이 높은 SCR(선택적 촉매환원법) 설비가 많은 선진국에서 설치 운용되고 있습니다. SCR 설비는 배기가스온도 350℃ 전후에 설치된 촉매 층에서 암모니아를 주입하여 질소산화물을 질소와 물로 환원하여 제거합니다.

방 법

내 용

저감율

저NOx 버 너

연소용 공기를 3단계로 구분하여 1차는 연료와 혼합, 2차는 화염의 최고 온도 저하, 3차는 완전연소용으로 사용

40~60%

2단연소

버너 상부의 AiR Port에 연소용 공기의 일부를 공급하여 노내 화염온도를 저하

약 25%

저과잉 공기

연료중의 질소분과 대응하는 산소량이 감소되도록 연소용 공기량 공급을 감축

약 10%

배기가스 재순환

배가스의 일부를 재순환, 연소용 공기와 혼합시켜 노내 고온연소 영역의 온도를 낮춤

10~20%

연소방법 개선에 의한 질소산화물 저감율


질소산화물 배출현황 (2000년)

(단위:ppm)

구 분

삼천포화력

영동화력

여수화력

분당복합

환경규제치

350

350

250

500

배출치

80~340

230~300

180~220

80~120


먼지

연료중에 함유되어 있는 회분이 연소후에 먼지로 변하게 되는데 화력발전소에서는 고성능 전기집진기로 포집(99.8% 이상)하고 있기 때문에 대부분의 발전소 굴뚝에서는 연기가 보이지 않아 가동하지 않는 것으로 보일 정도입니다. 그동안 먼지저감을 위한 추진 실적으로 1950년대에 석탄화력에 기계식 집진기를 설치·운영하기 시작하여 이후 준공되는 석탄화력 모두 고성능 전기집진기를 설치하였습니다. 1988년 부터는 중유를 사용하는 발전소에도 전기집진기를 설치 완료하여, 현재는 모든 화력발전에 먼지 포집을 위하여 고성능 전기집진기를 가동하고 있습니다.


2. 수질오염방지

물은 사람의 생활에 가장 중요한 역할을 하고 있습니다. 모든 생물의 몸은 대부분 물로 구성되어 있고 그 신진대사도 물이 중요한 역할을 합니다. 화력발전소도 물을 증기로 만들어 전기를 생산하기 때문에 우리 몸안에서 물이 순환하듯이 화력발전소도 물과 증기가 순환하고 있어 폐수 발생량은 그다지 많지 않습니다. 일반공업용수를 불순물이 전혀 없는 순수로 만들어 발전용수로 이용하는 과정에서 발생되는 일반폐수와 발전과정에서 발생되는 함유폐수 등을 한곳에 모아 유수분리, 중화, 응집, 침전, 여과, 흡착설비로 구성된 종합폐수처리설비에서 완벽하게 처리하고 있으며, 처리된 물은 재사용하거나 방류하게 되는데 최종 방류수의 수질은 일부 발전소에서 관상용 양어장을 운영하고 있을 정도로 아주 깨끗합니다.







발전소와 온배수의 영향

우리나라는 삼면이 바다로 둘러 싸여 있고, 대부분의 발전소는 해안에 위치하여 냉각수로 주로 바닷물을 사용합니다. 발전소 냉각수로 사용된 바닷물은 취수온도보다 약간 따뜻하게 되며, 주변해역에 온배수의 영향을 최소화하기 위하여 심층취수 등을 채택하고 있습니다. 온배수는 겨울철 이상기온 상승시 이외에는 인접해역에 미치는 영향은 거의 없으며, 영동화력에서는 온배수를 이용하여 고급어패류의 양식사업을 시행하고 있습니다.



 

 

출처: 인터넷

Posted by SB패밀리

▲ Air Heater(A/H) : 공기 예열기

보일러에 보내는 연소용 고기를 연도가스의 폐열을 이용해 가역하는 장치를 말한다.

공기 예열기의 종류에는 전도형, 재생형 등이 있으며 한전서는 재생형이 사용된다.


▲ Alignment : 축정렬

2대 이상의 회전긱를 조합할 때, 축의 처짐 및 열팽창, 베어링 하중의 적정한 배분 등을 고려하면서 서로의 회전 중심선이 정확하게 일치하도록 기기를 정렬하는 것.


▲ Alternate Current (AC) : 교류

규칙적으로 일정한 주기를 가지고 크기와 방향을 바꾸는 전류. 일반적으로 정형파형 전류를 의미한다.


▲ Aluminum Cable Steel Reinforced(ACSR) : 강심알루미늄연선

비교적 도전율이 높은 경알루미늄선을 인장 강도가 큰 강선 또는 강연선 주위에서 꼬아서 만든 전선으로 기계적인 강도가 크고 중량도 비교적 작기 때문에 장경간용으로 적합하다. 가공송전선으로 가장 많이 사용된는 전선이다.


▲ Ampere(AMP) : 전류

전류의 세기 또는 기자력(자위) 크기의 국제 단위(SI).


▲ Assembly(ASS'Y) : 몸체(조립품)

  기계적인 수단을 사용하거나 용접 등의 방법으로 기기부품을 조합 또는 조립한 집합체를 일컫는다. 다시 말해, 부품에 대응하는 개념으로 몸체(조립품)의 의미로 쓰인다.


▲ Automatic Voltage Regulator(AVR) :자동전압조정기

부하, 속도 등의 변동에 의해 발전기 단자 전압이 변하는 것을 자동적으로 검출, 보상하여 규정전압으로 일정하게 유지시키는 장치.


▲ Availability Factor(AF) : 가동률

어느 기간에 설비가 가동할 수 있는 최대시간에 대한 가동 시간의 비율.






▲ Base Load : 기저부하

발 전할 때 시간적 또는 계절적으로 변동하는 전 발전부하 중 가장 낮은 경우의 연속적인 수요발전용량. 일정기간(일, 월, 연)동안 총수요량이 변하지 않는 부분. 원자력의 경우 자본비가 높고 운전비가 낮으므로 부하율을 높혀서 연간 발전량을 되도록 많이하기 위해 일반적으로 기저부하를 맡는 것이 유리하다.


▲ Boiler(BLR) :보일러

뜨거운 물 도는 스팀을 공급하기 위하여 외부의 열원을 사용해 물을 가열하는 장치. 용도에 다라 발전용, 난방용 등으로 구분되며 발전용 보일러에는 자연순환, 강제순환, 관류 보일러 등이 있다.

▲ Boiler Circulation Pump(BCP) :보일러 수 순환펌프

강 제순환 보일러에서 보일러수를 순환시키기 위해 사용되는 펌프. 보일러가 180㎏/㎠ 이상의 고압에서 운전되는 경우 압력상승에 따라 물과 증기의 비중차이가 감소하여 자연순환력이 작아지는데, 이에 순환력을 증가시키기 위해 보일러 강수관 중간에 설치하는 펌프다.


▲ Boiler Feed-water Pump(BFP) : 보일러 급수 펌프

보 일러 속에 급수를 공급하는 고압 펌프. 보일러에서는 급수장치의 고장이 중대한 사고를 초래하기 때문에 확실성, 신뢰성이 높은 급수펌프가 요구된다. 그래서 고압, 고온 및 고속에 잘 견디는 재질로 펌프를 만들며, 대용량 고압 보일러와 같은 경우에는 이러한 조건과 함께 소요 동력 또한 고려된다.


▲ Breaker :차단기

정 상상태의 전류를 투입, 통전, 차단하고 단락과 같은 이상상태에 있어서는 투입, 일정시간의 통전, 차단이 가능한 개폐장치를 차단기라고 하며, 교류회로에 사용하는 차단기를 교류차단기라고 한다. 복잡화한 계통보호 위임을 맡은 차단기는 전 계통의 사활을 좌우하며 그 신뢰도는 전 계통의 안정도와 중대한 관계가 있기 때문에 각 계통에 적합한 차단기를 선정할 필요가 있다. 차단기는 구조에 따라 철모형 유입 차단기, 애장형 차단기, 기중차단기, 하용차단기 등으로 나눠지는데, 변전소 계통보호에는 철모형, 애자형, 기중차단기 중 특수한 압축공기 흡부형이 사용되며 기중 및 하용차단기와 같은 경우 일반적으로 직류 및 교류회로의 전압이 비교적 낮고 큰 차단용량을 필요로 하지 않는 회로보호용으로 사용된다.


▲ Burner(BNR) : 버너

분체형 고체연료(예를 들면 미분탄), 액체연로 또는 기체연료를 연소시키기 위해 설계된 장치로 연료와 공기를 적당히 배합하여 그 분출구에서 점화한다. 종류에는 가스버너, 기름버너, 미분탄버너 등이 있다.


▲ Cable : 전력케이블

단심, 2심, 3심의 심선을 각각의 절연체로 둘러싸고 그 위에 외장(보호피복)을 해 하나의 조합된 전선으로 만든 것. 주로 지중전선로용으로 많이 사용되며 도심통과 시에는 가공송전선보다 지중케이블이 많이 쓰인다.


▲ Capacitor Potential Device(CPD) : 콘덴서형 계기용 변성기

계기용 변압기(PT)의 일종으로 고전압 측정시 사용하는 장치. 콘덴서를 여러개 직렬로 연결, 전압을 분압하여 측정함.


▲ Casing : 케이싱

터빈이나 펌프, 팬, 감속기 등에서 기계의 내부를 밀폐하기 위한 피복용기나 둘러싸기의 역할을 하는 부분을 말한다. 터빈 로터를 둘러싼 덮개, 팬의 회전체를 둘러싼 강판, 보일러 벽을 둘러싼 강판 등이 있다.


▲ Cavitation :공동현상

펌 프 내부나 배관 중 물의 흐름에서 어떤 점의 압력이 낮아져 그 부분의 물이 상온에서 비등, 수증기의 기포를 형성하고 높은 압력에서 기포가 붕괴되는 현상을 말한다. 캐비테이션은 펌프, 수차와 같은 수력기기나 선박용 프로펠러 등에서 발생하는데, 그것에 따라 성능의 저하, 진동, 소음이나 괴식 등이 나타날 수 있다.


▲ Chemical Cleaning :화학세정

보 일러는 장시간 운전하게 되면 튜브 내면에 스케일이 생성돼 열효율이 저하하고 심할 경우에는 과열에 의한 파열사고가 발생할 수도 있으므로 이를 방지하기 위해 화학약품을 사용하여 모재금속의 스케일을 손상없이 제거하는 것을 화학세정어리고 한다. 세정약품에 따라 산세정(무기산, 유기산), 알카리 세정으로 구분된다.



▲ Circuit : 회로

전류나 자류가 통하는 길. 전원과 전기사용설비 부하 및 이들을 상호연결하는 전선로의 구성을 종합해 부르는 명칭이다.


▲ Circulating Water Pump(CWP) :순환수 펌프

메인터빈 또는 터빈구동 급수펌프에서 사용한 증기를 응축 시키기 위해 복수기에 다량의 냉각수를 공급하는 펌프.


▲ Clad : 피복

어느 재료를 다른 재료로 덮어씌운 얇은 층. 원자로에 있어서는 특히 연료봉 녹의 방지나 냉각재에 의한 용해를 방지하기 위해서 또는, 핵분열 생성물이 외부로 새어나는 것을 방지하기 위해서 피복을 한다.


▲ Clinker : 클링커

보 일러 등에서 연소에 의해  생성된 재가 융융되어 덩어리를 이룬 것. 석탄연소 보일러에서 연소후 남은 회(Ash)가 연소 가스와 함께 보일러 출구로 배출되지 않고 노내의 고온에 의해 유유된 상태로 표면에 부착, 응고되거나, 혹은 노내에서 냉각, 응고되어 호퍼(Hopper:재료·연료 등을 받아들이는 깔때기 모양으로 된 부분의 총칭으로 사용된다) 에 떨어진 것을 클링커라고 한다. 클링커가 발생하면 호퍼가 막히고, 수냉벽에서는 노벽관으로의 열전도 저해 및 노내를 손상시키며, 석탄의 연소 및 가스화에 장애가 된다. 이 때문에 보일러의 출력이 감소하므로 클링커를 제거하지 않으면 안되는데, 이 작업을 클링커 제거작업이라고 한다. 


▲ Coal Feeder :급탄기

원탄 조장조 혹은 미분탄 저장조의 원탄, 또는 미분탄을 미분기나 미분탄 버너로 공급하는 장치.


▲ Commencement of Commercial Operation :상업운전개시

발전설비의 시운전을 완료하고 영업운전을 개시하는 것.


▲ Commercial Cycle : 상용주파수

  전력회사가 공급하는 교류의 주파수. 우리나라는 60Hz이다.


▲ Compressor(COMP.) : 압축기

가스의 급속 또는 저장을 위하여 가스의 압력이나 속도를 높이는 설비. 임펠러 도는 로터의 회전운동, 피스톤의 왕복 운동으로 기체를 압송한다.


▲ Condensate Polishing Plant(CPP) :복수탈염장치

관 류보일러와 대용량드럼보일러에 사용하는 물은 수질기준이 엄격해 고순도 수질을 유지해야 한다. 이에 여과 및 이온교환의 방법으로 급수 중에 유입된 미량 불순물과 보일러 계통내에서 발생한 부식 생성물질 등을 제거하는 설비가 바로 복수탈염장치다.


▲ Condensate Pump(COP) :복수펌프

복수탈염 장치의 출구에서 복수를 필요한 압력까지 승압시키는 펌프. 복수기내의 복수를 추출하여 저압급수가열기 계통과 탈기기기에 공급한다.


▲ Condenser(COND.) : 복수기

증 기기관, 증기터빈에서 배출된 증기를 물로 냉각하여 복수 시키는 장치. 터빈에서 이용할 수 있는 증기의 유효열량은 배기단이 저압일수록 크기 때문에 대기압보다 낮은 압력을 얻을 목적으로 배기증기의 잠열을 냉각수로 빼앗아 응축시키는 역할을 한다. 또한, 보급수의 도입, 드레인의 회수, 복시의 탈기 등을 하며 표면식 복수기와 직접 접촉식 복수기가 있다.


▲ Coolant :냉각재

원자로에서 핵분열에 의해 생성된 열을 냉각하거나 동력을 얻을 목적으로 원자로의 노심부로부터 열을 가져오는 등의 역할을 하는 물질. 냉각재로는 물, 기체, 융융금속 등 세종류가 있다.


▲ Cooler(CLR.) : 냉각기

① 목적물을 냉각시키는 장치. ② 압축과정의 앞 또는 중간에서 기체를 냉각하는 열교환기.


▲ Cooling system :냉각 계통

원 자로의 냉각방식, 또는 냉각을 위한 장치나 재료 등의 계통적인 총칭. 냉각방식으로는 원자로내에 냉각 전용통로를 설치하여 냉각재를 원자로내로 보내는 내부 냉각방식과 핵연료 자체를 밖으로 꺼내 열교환을 시키는 외부 냉각방식이 있으며, 또 감속재를 냉각재와 겸하게 한 것도 있다.


▲ Corrective Maintenance : 고장정비

계통이나 기기의 성능이 저하되었거나 작동불능의 상태가 발생했을 때 원래의 상태로 회복시켜 주는 정비활동.


▲ Coupling(CPLG.) :커플링

축이음쇠를 축커플링이라고 하는데, 두 축을 연결하여 동력을 전달하는 이음쇠 역할을 한다.


▲ Crack : 균열

고체의 표면이나 내부에 금이 가는 것. 예를 들면 원자로의 냉각수 배관계통 등 금속재료의 표면에 응력부식으로 인해 생기는 균열.


▲ Critical : 임계(의)

핵분열 연쇄방향이 일정한 비율로(즉, 원자로의 경우 일정한 출력수준으로) 유지되는 것.


▲ Damper(DP.) : 댐퍼(제동기)

가스 및 석탄 등의 물질이 들어오고 나가는 정도를 조절, 유량을 제어하는 장치.


▲ Damper : 댐퍼

송전선로에서 전선의 진동으로 인한 설비 고장을 막기위해서 전선의 양끝단 지지물 가까이에 설치, 진동을 억제하는 기구. 


▲ Deaerator(DEA.) : 탈기기

가 스제거장치를 말한다. 즉, 증기로 급수를 직접 가열하여 급수 중에 포함된 용존가스를 물리적으로 제거하는 장치인데, 급수에 용해된 가스, 그중에서도 특히 산소 및 탄소가스에 의한 부식으로부터 보일러를 보호하기 위해 급수의 탈기는 매울 중요하다. 탈기방법은 화학적 방법과 물리적 탈기 방법이 있다.


▲ Demineralized Water(DEMI-WATER) :순수

화학적으로 순수한 물.


▲ Daily Start & Stop(Daily Start-up & Shut-down) (DSS) : 일일기동정지

수요가 감소하는 심야에 정지해서 수요가 증가하기 시작하는 다음날 아침에 가동시키는 화력발전소 운용 형태.


▲ Diesel Engine(DE) : 디젤기관

내연기관의 일종. 공기의 흡입, 압축, 팽창, 배기행정으로 동작되며 실린더내로 유입된 공기의 압축행정 말기에 압입분사된 연료가 공기의 단열압축열에 의해 연소되어 동력을 발생시키는 기관.

▲ Diesel-engine Power Plant(D/P) :내연발전소

내연기관으로 발전하는 플랜트.


▲ Distribution Line(D/L) : 배전선로

발전소에서 변전소까지 전송된 전기를 강압하여 수용가까지 보내주는 선로. 주로 22.9

▲ Direct Current(DC) : 직류

시간에 관계없이 흐르는 방향과 크기가 항상 일정한 전류.


▲ Discharge(DISCH.) : 토출

펌프의 물을 배출, 압출하는 것.


▲ Disconnecting Switch(DS) : 단로기

단 로기는 정격전압하에서 단지 충전된 전로를 개폐하기 위해 사용하는 것으로 부하전류 개폐를 원칙으로 하지 않는다. 통상 차단기 전후에 설치되며 회로의 격리, 접속변경 및 기기점검정비 시 전원으로부터 분리 등을 목적으로 사용한다. 디스컨(discon)이라고도 한다.


▲ Draft : 통풍

보일러의 연소장치, 화로, 전열면 및 연도를 통하는 공기, 열가스의 흐름을 통풍이라고 하는데, 굴뚝과 같은 자연 통풍과 고능률의 보일러에서 사용되는 기계적 방법, 압입통풍(FD), 유인통풍(ID) 등으로 나눌 수 있다.


▲ Drain : 응축수

증 기관계통 등에서 온도저하에 따라 증기가 응축된 물. 응축수에는 산소가 포함되어 있어 부식을 일으키는 원인이 되므로 응축수 펌프(Drain Pump)를 취부하거나 응축수 트랩(Drain Trap)을 설치하여 배출하도록 하고 있다. 또한, 이것이 터빈에 들어갈 경우 터빈의 익, 분구, 추력추수, 기타 등에 큰 손상을 입힐 가능성이 있기 때문에 분리기(Steam Seperator)를 설치하여 응축수를 분리하고 있다.


▲ Drum(DM) : 드럼

자 연순환 보일러나 강제순환 보일러에서 보일러수의 정장, 기수분리, 약품주입, 고형물배출 등을 목적으로 설치하는 것이 드럼이다. 드럼은 그 위치나 역할에 따라서 기수드럼, 워터드럼, 스팀드럼으로 대별되며 보일러의 형식에 따라서 그 개수 및 구조가 다르다.


▲ Economizer(ECO) :절탄기

보 일러 전열면을 가열하고 난 연소가스로 보일러 급수를 가열하는 장치. 보일러의 연소가스 통로 중 제일 뒤쪽에 설치되어 있으며 고압급수가열기에서 보일러로 들어오는 급수를 보일러 연소가스의 여열을 이용, 포화온도 직전까지 가열한 후 드럼에 공급함으로써 보일러효율의 상승과 드럼 메탈의 열응력 감소, 스케일 감소 등을 도모할 수 있다. 급수의 가열정도에 따라 증발식과 비증발식, 튜브의 사용재료에 따라 주철관형과 강관형으로 구분한다.


▲ Eddy Current Testing(ECT) : 와전류탐상검사

넓은 의미로 전자유도 또는 와전류의 현상을 이용하는 비파괴검사를 말하며, 와류 시험 또는 맴돌이 전류시험이라고도 한다. 이 방법에는 전자유도 탐상검사, 재질검사, 피막두께 측정검사 등이 포함된다.


▲ Electro Hydraulic Control(EHC) :전기유압식제어(전자식제어)

신호를 전기 및 전자적으로 검출, 조절하여 터빈의 속도를 제어하는 전기, 전자식 제어방법.


▲ Electro Hydraulic Governor(EHG) : 전자유압식 조속기

전자회로에 의한 회전속도 감지설비와 고압의 유압공급원을 따로 구비하여 증기조절밸브를 제어하는 기구.


▲ Electrostatic Precipitator(EP) : 전기집진기

부 유성 입자를 포집하기 위한 정전하장치. 화로(Furnace)에서 배출되는 배기가스를 집진기의 집진극과 방전극으로 구성되는 전 계층에 통과시켜 배기가스 중 포함되어 있는 미립자를 전기적으로 포집, 먼지에 의한 대기오염을 방지하기 위한 설비이다.


▲ Exhaust(EXH) :배기

오염된 공기를 배출시키는 과정.


▲ Extraction Steam(EXT) : 추기

① 터빈 중간단으로부터 추출된 증기. ② 가스터빈의 경우에는 압축기 중간단으로부터 추출되는 공기 또는 공기를 추출하는 것.


▲ Filter : 여과기

공 기나 기름에 함유되어 있는 미소한 고형물이나 수분을 기계적으로 방지하기 위해 배관경로의 요소에 설치. 에어필터에는 금망, 펠트, 우모, 글라스파이버가, 오일필터에는 여러겹의 부강판, 수지, 종이, 면포 등이 사용된다. 한편, 발전소 순수처리설비에서의 여과기는 원수에 함유된 탁도성분을 저거하기 위하여 모래, 무연탄등을 여과층으로 하여 설치된 장치를 말한다.


▲ Flash Over(F/O) : 섬락

해염, 매염, 먼지 등에 의해 애자 주위에 절연이 파괴되어 애자표면에 통전되는 현상.

※ 역섬락 : 송전선에 낙뢰시 철탑 탑각으로 통전하게 되나 낙뢰충격전압이 너무 높을 때에는 철탑에서 전력선측으로 통전돼 애자를 파손시키는 현상.


▲ Flow Meter(FM) : 유량계

기체 또는 액체의 흐르는 양을 측정하는 장치.


▲ Flushing : 세정

용기 및 관계통을 유체의 속도, 충격 등을 이용해 세정하는 것.


▲ Forced Draft Fan(FD Fan) :압입통풍기

보 일러에 공급하는 공기를 대기압 이상으로 가압해서 연소 장치에 보내 보일러에 필요한 통풍력을 주고 화로에서 양호한 연소를 얻도록 설계된 통풍기를 일컫는다. 통풍기의 형식은 원심식의 터보팬이나 축류팬 형식의 비교적 저압으로 풍량이 많은 것이 사용되고 풍향 조정을 위하여 흡입구에 방사상의 각도 가변형의 베인(Vane)을 설치한 것과 구동전 동기의 속도제어, 유체 커플링에 의한 회전수 변환식, 풍도 가까이에 제어용 댐퍼를 설치한 것 등이 있다.


▲ Forced Outage : 사고정지

① 고장 등으로 설비를 즉시 정지시키거나 또는 자동정지 시키는 것을 말하며, 설비의 오조작이나 인적실수등도 포함된다. ② 계통의 필요에 따라 설비정지를 연기할 수 있을 경우에는 계획정지로 분류가 가능하며, 연기가 불가능한 경우 고장정지로 분류한다.


▲ Fuel Oil(FO) :연료유

발전소의 주연료로 석탄과 혼소 연료가 쓰인다.


▲Gap Adjustment : 갭조정

터빈, 발전기, 보조기기 등의 회전기기에서 정지부와 회전체 사이의 틈새를 적당한 값으로 조정하는 것을 말한다.


▲ Gasket : 개스킷

누 설방지를 위하여 정지부분에 삽입시키는 여러 가지 형태 및 재질의 물체. 일반용 재료로는 천연고무, 내유성 합성고무, 수지가공지, 목면, 가죽, 석면, 콜크, 중압용으로는 비금속재료와 금속재료를 조합한 세미메탈릭개스킷, 고온 고압용으로는 석면 또는 금속개스킷(연강, 동, 납, 모넬, 메탈 등)을 사용한다.


▲ Gas Turbine(G/T) : 가스 터빈

터 빈기관으로서 압축된 뜨거운 연소가스가 터빈을 작동시키고, 터빈은 연소공기의 압력을 증가시키기 위하여 압축기를 작동시켜 열에너지를 기계적에너지로 전환시킨다. 가스터빈은 회전식 내연기관이나 증기터빈에 비하여 단위출력당 크기가 적고 중량이 가벼우며 저품위연료 사용이 가능하고 운전조작이 간단한 장점이 있는 반면, 고급내열재로 제작해야 하고 열효율이 낮으며 부분부하성능이 좋지않고 소음이 심한 것이 단점이다. 원칙적으로 압축기, 연소기, 터빈, 제어장치, 필요에 따라 열교환기 또는 기타의 보조기기로 구성되어 있고, 발전, 기관차, 선박, 항공기등에 사용된다.


▲ Generator(GEN) :발전기

기계동력을 전력으로 변환하는 회전기.


▲ Governor(GOV) :조속기

터빈 등 기계의 회전속도를 제어변수로 측정하여 입력 및 출력을 조절, 속도를 일정하게 제어하는 장치.


▲ Heat Exchanger(HE) : 열교환기

유 동하는 두 유체간 직접적인 접촉없이 열을 전달하는 장치. 즉, 어떤 유체가 가지고 있는 열에너지를 전도, 대류 및 복사의 열전달 원리를 이용해 다른 유체에 전달할 수 있도록 제작 설치한 것이 열교환 장치이며, 두 유체의 유동 방향에 따라 대향류와 방향류로 분류할 수 있다.


▲ Heat Recovery Steam Generator(HRSG) : 배열회수 보일러

가스터빈의 배기가스열을 이용해 증기를 발생시키는 보일러. 발생된 증기는 증기터빈을 구동하는데 이용되어 전력 생산 및 지역난방에 사용된다.


▲ Heavy Water :중수

경 수의 경우 수소원자 2개, 산소원자 1개로 구성되어 있으나 중수는 중수소원자 2개, 산소원자 1개를 가지고 있다. 화학적, 물리적 성질은 경수와 큰 차이가 없으나 중수는 중성자 흡수단면적이 매우 작아 농축도가 낮은 가압중수로의 냉각재 및 감속재로 사용하고 있다. 현재 우리나라에서는 월성원전이 CANDU형으로 유일하게 중수를 사용하는 발전소다.


▲ High Pressure Turbine(HP TBN) : 고압터빈

증기 흐름의 가장 앞쪽에 설치된 압력이 가장 높은 터빈.


▲ High Voltage : 고압

660V를 초과하고 7000V이하인 교류전압과 750V를 초과하고 7000V이하인 직류전압을 말한다.


▲ Induced Draft Fan(ID FAN) : 유인통풍기

보일러 출구의 연도에 설치해서 노내의 연소가스를 흡입하여 연도를 통해 배출시키는 통풍기로 가스의 배연확산작용을 도와주고 보일러에 필요한 통풍력을 인공적으로 제공한다.


▲ Inter Lock : 인터록

기기의오동작 방지 또는 안전을 위하여 관련되는 2개 이상의 장치를 전기적 또는 기계적으로 연관시켜 놓은 것으로 각 기기는 원하는 조건이 갖추어질 때만 동작하도록 되어 있다.


▲ Lapping : 래핑

마모현상을 기계가공에 응용한 것으로 가공물과 랩 공구 사이에 미세한 분말상태의 랩재와 윤활유를 넣고 이들 사이에 상하운동을 시켜 표면을 매끈하게 하는 가공법을 래핑이라고 한다.


▲ Leakage : 누설

① 배관이나 용기 중에 있는 기체나 액체 등이 새는 것. ② 차폐를 통해서 방사선이 외부로 누설하는 것. 특히 차폐에 구멍이 갈라진 곳이 생겨서 누설하는 것.


▲ Limit Switch : 리밋 스위치

어떤 기기가 운전범위를 넘어서 움직일 때 기계적으로 접점을 동작시켜 어느 한도 이상 벗어나는 것을 검출하는 장치. 주로 전동기에 의하여 조작되는 기구의 보호장치에 사용된다.


▲ Load : 부하

전력 또는 동력을 소비하는 것으로 그 소비전력이나 동력을 말한다.


▲ Low Pressure Turbine(LP TBN) : 저압터빈

증기 흐름의 뒤쪽에 설치되어 낮은 압력으로 증기를 이용하는 터빈. 복수기와 연결되어 있고 고압터빈보다 블레이드가 크다.


▲ Low Voltage(LV) : 저압

① 600V 이하의 교류, 750V이하의 직류전압을 말함. ②변압기 권선은 전압치에 관계없이 전압이 낮은 쪽을 저압코일, 높은 쪽을 고압코일이라 한다.


▲ Motor Operated Valve (MOV) : 전동밸브

전동기로 조작하는 밸브.


▲ Over Haul(O/H) : 계획예방정비

발전소의 주기점검을 위해 연 1회 정도 발전소를 의무적으로 정지시킨 후 시행하는 정비.


▲ Overspeed Trip : 과속도트립

터빈이 과속되면 위험하므로 정격속도보다 10±1%이상이 되면 터빈 보호를 위해 긴급정지 장치를 작동시키는 것.


▲ Packing : 패킹

운동접합부분의 누설방지를 위하여 사용하는 씰(seal)재료.


▲ Pin-hole : 핀홀

발전소의 보일러튜브나 복수기튜브 등에 발생한 조그만 구멍. 주물, 도금, 용접부 등에 발생하는 미세한 기공 또는 작은구멍을 말한다.


▲ Pressure Control Valve(PCV) : 압력조절밸브

펌프, 송풍기 및 압축기의 작동압력을 조절하기 위한 밸브.

▲ Pulverized Coal(PC) : 미분탄

미분기에서 미세하게 분쇄된 탄.


▲ Relay Trip : 계전기 동작

전력설비에 고장이 발생할 경우 해당보호계전기가 동작하여 고장설비를 선택해 차단하는 행위


▲ Resonance : 공명

강제 진동에서 외력에 의한 진동의 주기와 진동체의 고유진동의 주기가 같을 E에는 진동을 한번씩 떨릴때마다 커진다. 이와 같은 강제 진동을 공명이라고 한다.

▲ Step out(Out-Of-Step) : 탈조

동 일 전력계통내에서 병렬운전 중인 발전기들이 정상적인 부하변동 상태에서 발전할 수 있는 최대출력전력 이상을 송전하는 경우 또는, 계통사고나 급격한 부하변동 등으로 안전운전범위를 벗어나 발전기간에 동기를 유지하지 못하게 된 상태를 말한다.


▲ Super Heater(S/H) :과열기

보 일러 본체에서 발생한 포화증기에 연소열을 추가로 가하여 증기의 과열도를 높이는 장치로 과열튜브 및 입출구 헤더로 구분된다. 전열방식에 따라 복사형과열기, 대류형과열기, 복사대류형과열기가 있으며 보통 1차, 2차 과열기로 구분된다.


▲ Trip : 정지

예상치 못한 원인에 의해 발전소가 정지하는 것. 계획적으로 발전소를 정지시킬 때에는 이 말을 사용하지 않는다.


▲ Trouble Memo(TM) : 기기점검수리의뢰서

설비기기 운전 중 고장이 발생했을 때 그 고장상태를 명시하여 보수담당부서에 통보하는 양식.


▲ Truning : 터닝

터빈 기동 전 또는 정지 후에 터빈로터의 변형발생을 방지하기 위하여 터빈로터를 저속으로 회전시키는 것.


출처: 인터넷

Posted by SB패밀리

이제 또 다른 분야.... 플랜트 분야로 관심을 갖게되다 보니 PI system에 대해서도 알아야할 일이 생기는구나.   ^^

플랜트 분야말고도 시설관련 부문에 쓰이는 것으로 생각된다.

장비 제어 분야는 NI 사 제품도 좀 배워서 도움이 되고 있고 또 한 번 열심히 배워보는 거다.

헌데 배울 때 마다 초반에 자료구하기가 쉽지가 않다.





세계적인 PI System 및 실시간 데이터 및 이벤트 인프라 솔루션 제공업체인 오에스아이소프트(OSIsoft, LLC. www.osisoft.com, CEO겸 창립자 J. 패트릭 케네디)가 한국 지사를 설립한다고 밝혔다.


지난 1980년에 창립된 오에스아이소프트는 한국을 포함해 전 세계에 걸쳐 운영되고 있으며, 현재 캘리포니아주 샌리앤드로에 본사를 두고 있다. 오에스아이소프트는 국내 기존 고객에 대한 서비스를 강화하고, 한국 시장에서의 비즈니스를 더욱 확장하고자 지사를 설립하게 되었다.



PI System의 능력


오늘날 가장 좋은 비즈니스 의사 결정은 실시간 정보를 통해 결정된다고 해도 과언이 아니다. 오에스아이소프트의 PI System은 기업 전반에 걸쳐 중요한 데이터를 제공하며, 이는 의사 결정의 개선이 더 높은 수익으로 이어진다는 것을 의미한다.


이렇듯 필요할 때 정확한 정보를 확보하는 것은 올바른 비즈니스 의사 결정을 내리는 데 반드시 필요하다. 오에스아이소프트의 PI System은 기업 내의 모든 사람들이 쉽게 이해하고 적용할 수 있는 방식으로 중요한 실시간 데이터에 즉각 액세스 할 수 있도록 해 준다. PI를 통해 데이터는 정보, 즉 관리자 및 운영자가 기업의 수익성을 높이고 앞으로 나아갈 수 있는 결정을 내리는 데 도움이 되는 영향력 있는 정보가 된다. 그것이 바로 PI System의 위력이며, PI System은 6개의 핵심 기능을 통해 다양한 기업 요구를 지원한다.


수집 PI System을 사용하면 제공업체 또는 장비의 사용연한에 관계없이 모든 종류의 장비로부터 데이터를 수집할 수 있다.


히스토리 기록 PI System은 시간 경과에 따른 전체 히스토리를 사용하여 모든 수집된 데이터를 저장, 검색 및 표시할 수 있다. PI System의 핵심은 대량의 데이터를 장기간 저장하는 기능에 있으며, 이 기능으로 인해 아무리 오래된 데이터일지라도 순식간에 데이터를 검색할 수 있다.


검색 PI System은 사용자가 원하는 데이터를 찾고 다음 번에 쉽게 찾을 수 있게 구성할 수 있도록 설계 되었다.


분석 PI System은 데이터 요소를 결합하고, 합계 및 평균을 집계할 뿐만 아니라, 관계성이 적은 데이터를 필터링 할 수 있는 내장형 분석 툴을 사용하여 데이터를 조치 가능한 정보로 변환해 준다.


전달 PI System은 관련 담당자에게 PI System에서 생성되는 경고 및 알림을 즉각적으로 전달 할 수 있다.


시각화 PI System을 통해 운영 데이터를 시각화하고 분석하며, 작업자가 이벤트 및 트렌드를 이해함으로써 현명한 의사 결정을 내릴 수 있다.


이와 같은 핵심 기능을 통해, 석유가스, 석유화학, 재료금속, 전력, 종이펄프, 제약, 식품생명공학, 각종 중요 시설, 데이터센터 및 IT를 포함한 전 세계 다양한 기업의 의사결정자들은 오에스아이소프트가 제공하는 인프라의 신뢰성과 민첩성 및 가시성을 바탕으로 비즈니스 과정에서 직면한 문제들을 처리할 수 있는 통찰력을 갖게 된다.


또한 업계 유수의 기업들은 실시간 데이터 인프라 및 협력 툴을 제공 받기 위해 현재 PI System을 사용하고 있다. 흥미로운 사실은, 현재 세계 최고의 화학회사 10곳 중 9곳이 PI System을 사용하고 있고, 풍력발전 기업 20곳 중 17곳 또한 PI System을 사용하고 있다. 전 세계 17개국에 걸쳐 있는 100개의 수도사업 기업이 PI System을 사용하고 있다는 것이다.


오에스아이소프트 APAC의 C.S. 루이 부사장은 "지난 31년간 꾸준한 성장을 해 온 오에스아이소프트는 국내 총판을 통해 비즈니스를 운영해 왔다. 한국 시장의 성장 가능성을 보고 지사 설립에 대한 계획을 세워왔고 대고객 서비스 향상 및 직접 영업 확대를 위해 이번에 공식적으로 지사 설립을 발표하게 됐다"라고 밝혔다.


오에스아이소프트 코리아의 초대 지사장인 서정선 지사장은 이어 "지금까지 오에스아이소프트 제품은 현장에서 생산 데이터를 수집, 저장, 분석 및 시각화 하는 분야에서 전 세계적으로 우수성을 인정 받아왔다"라며, "한국은 IT 강국으로서 비즈니스 영역에서 IT의 적용과 활용도가 높은 편인데, 현재는 IT와 OT가 통합이라는 화두를 갖고 융합하는 추세이다. 이렇듯 생산 데이터와 비즈니스 영역의 통합 시, 오에스아이소프트 제품은 결정적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다"라고 덧붙였다.


오에스아이소프에 관하여


오에스아이소프트는 실시간 데이터 및 이벤트를 관리하기 위한, 기업 인프라의 산업표준인 PI System을 제공합니다. 전 세계 110개국에 걸쳐 설치되어 있는 오에스아이소프트의 PI System은 제조, 에너지, 공공산업, 생명과학, 데이터센터, 시설 및 가공업계에서 두루 사용되고 있습니다. 이렇게 PI System이 설치되어 있는 세계 곳곳의 다양한 곳들은 오에스아이소프트의 PI System에 의존하여 데이터를 보호하며, 운영, 제조 및 비즈니스 데이터가 기업 전반에 걸쳐 가시화 될 수 있도록 합니다. PI System은 고객들의 자산 관리, 위험요소 완화, 규제 준수, 공정 개선, 혁신 추구, 실시간 비즈니스 의사 결정뿐만 아니라, 경쟁력 있는 비즈니스 및 시장 기회를 식별 가능케 해줍니다. 1980년에 창립된 오에스아이소프트는 캘리포니아주 샌리앤드로에 본사를 두고 있는 민간 기업으로서 전 세계적으로 운영되고 있습니다.


(끝)


출처 : 오에스아이소프트 보도자료

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