두산중공업은 지난 2007년 5월 16일 세계 최대 규모의 인도 구자라트 지역에 있는 문드라(Mundra) 석탄화력발전 프로젝트를 수주했다. 문드라 석탄화력발전소는 인도정부가 전력난 해소와 전력요금 인하를 위해 2016년까지 9개의 초대형 화력발전소를 건설하는 프로젝트의 일환으로, 800MW급 초임계압 보일러 5기, 총 발전용량 4,000MW에 이르는 사상 최대 규모의 발전소다. 두산중공두산중공업은 인도 발전시장에는 이미 지난 1990년대말부터 진출한 이래 지난 2004년 인도 시파트 석탄화력발전소를 수주해 주목을 받은 바 있고, 올해 초에는 1,370MW (685MW 2기) 규모의 라이푸르-차티스가르(Raipur-Chhattisgarh) 석탄화력발전소를 수주해 인도발전시장에서 위상을 높이고 있다.
이 발전소는 전원개발 5개년 계획에 의거 급진하는 전력수요를 충족하고저 미국 AID자금에 의거, 신설되는 132MW용량의 화력발전소이다. 이 발전소 건설공사는 1962년 4월 AID와 Loan agreement를 체결함으로써 IGE와 한전간에 설계 및 건설공사에 대한 계약이 정식으로 체결되었으며 1962년 8월 15일에 비로서 됨으로써 AID 차관 Dollor portion의 신용장이 개발되므로서 이 공사계약은 발효하게 되었다. 본 고에서는 금산 화력발전소의 건설개요에 대하여 간단히 소개하고저 한다.
화력발전소는 화석연료 에너지를 전기에너지로 변환하는 과정에 참여하는 많은 종류의 기기들이 유기적으로 운전되는 복합시스템이다. 발전소 정상운전 중 어느 한 기기가 갑자기 정지되면, 불안정현상이 크게 발생하고 정상 운전이 어렵게 된다. 그러므로 이러한 상황이 발생하는 경우 빠른 시간 내에 적정한 수준으로 출력을 감소시키고, 새로운 안정운전 상태를 찾아가도록 하는 선행적 제어기능이 필요하게 된다. 화력발전소에 이 목적으로 구현되는 제어기능을 로드런백(Load Runback)이라고 부른다. 특히 화력발전소 보일러는 급수, 연료, 통풍을 담당하는 많은 기기가 많이 동시 운전되고 있으므로, 적합하게 설계된 로드런백 기능이 없다면 신뢰성 운전을 보장하기 어렵다. 이 논문에서는 국내 500MW급 표준화력에서 사용하고 있는 로드런백 기능의 핵심을 분석하였고, 이 분석을 토대로 현재 개발 단계에 국산화 제어시스템에 로드런백 기능을 구현하고자 한다. 실제 발전소 취득한 로드런백 시험 그래프를 제시하고 분석 결과의 타당성을 확인하였다.
본 논문에서는 화력발전소 터빈의 안정적 운전을 지원하고 발전소의 불시정지를 예방하기 위하여 필요한 전문가시스템의 지식베이스 구축과 그래픽 인터페이스에 대한 proto-type을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 전문가시스템은 화력 발전소 터빈 계통의 현재 상태로부터 대상 운전조작에 대한 운전방법을 지원하는 기능, 고장을 진단하는 기능 등을 제공한다. 지식베이스는 객체와 규칙의 혼성형태로 구성하였으며, 추론방법으로는 후향추론을 기본적으로 사용하고 현재 운전상황에 따른 고장진단을 위하여 전향 추론을 혼용함으로써 필요에 따라 최적추론을 유도하였다. 또한 지식베이스의 효율적 활용과 사용자의 손쉬운 접근을 위하여 그래픽 사용자 인터페이스를 구현하였다.
한국남동발전의 코어 발전소인 영흥화력발전소는 발전산업계에 있어 '강남스타일'로 통한다. 수도권 유일의 대단위 유연탄 발전소이며, 가장 최신의 발전설비들로 구성돼 있기 때문이다. 특히 지난해 상업운전을 개시한 영흥화력 5,6호기는 톡톡 튀는 신기술들이 요소요소에 접목되며 '혁신'의 아이콘으로 급부상했다. 국내 '최초'를 넘어 세계 '최고'의 친환경 명품 발전소로 발돋움 한 영흥화력 5,6호기를 구석구석 들여다봤다.
한국남부발전(주) 영남화력발전소는 울산 경남지역 최초의 화력발전소로 1970~80년대 산업발전 중흥기부터 지금까지 산업분야에 안정적인 전력을 공급하기 위해 만전을 기해오고 있다. 또한 발전소건설 이후 체계적인 안전관리 활동을 통해 무재해 사업장으로서의 면모를 다져나가고 있는 것은 물론 안전선진문화를 선도하는 사업장으로서의 입지도 착실히 구축해 오고 있다. 영남화력발전소의 슬로건은 "창의와 역동적인 사업소 구현"이다. 그리고 다음과 같은 분야별 기본방침을 설정하여 모든 업무의 최우선에 적용하고 있다. 첫째, 안전분야로서 '인간존중, 인명중시, 3무(무재해, 무사고, 무상해) 달성', 둘째, 품질분야로서 '설비안전성 및 수익성 제고, 국제표준에 부합하는 물질 경영체제 구축', 셋째 환경분야로서 '환경경영 선진화로 녹색성장 추구 선도적 환경관리로 기업이미지 제고' 등이 그것이다. 인간존중의 이념을 최우선으로 내세우고 있다는 것을 볼 때 이곳이 안전경영을 얼마나 중시하고 있는지 쉽게 짐작해볼 수 있다. 화력발전소로서 규모가 크지는 않지만 구성원 모두가 가족적인 분위기 속에서 신명나는 직장분위기를 조성하려 노력한다는 한국남부발전(주) 영남화력발전소를 찾아가 봤다.
한국중부발전(주) 서울화력발전소는 당인리발전소로 잘 알려진 우리나라 최초의 화력발전소다. 제4호기(137,500kW)가 준공된 1971년 당시에는 서울시 전력수요의 75%를 담당하는 등 우리나라 산업발전의 견인차 역할을 해왔다. 현재는 제4, 5호기 총 설비용량 387,500kW로 수도권 전력 공급의 중추적인 역할을 해오고 있는 것은 물론, 국내 최초 열병합발전소로서 여의도, 동부이촌동, 반포, 마포 지역의 5만 여 세대에 난방열과 온수를 공급하고 있다. 이외에도 1993년부터는 발전연료로 사용해온 유류를 천연가스로 전환하고, 2002년에는 질소산화물 저감설비를 설치해 대기환경오염 수치를 10분의 1로 낮추는 등 에너지 절약 및 환경보전에 대한 노력도 꾸준히 펼치고 있다. 이와 같이 우리나라 최고의 화력발전소로서 명성을 이어온 이곳은 지난 1980년 11월 7일부터 무재해를 이어오면서 무재해 23배수와 무재해일수 11,591일이라는 대기록을 달성했다. 이는 무재해 운동을 벌이고 있는 기업들 중 최장의 무재해기록이기도 하다. 그렇다면 이곳은 어떤 활동을 통해 무재해 사업장의 명맥을 이어나갈 수 있었을까. 한국중부발전(주) 서울화력 발전소의 박형구 소장을 만나 이야기를 나눠봤다.
본 연구는 1990년대 초 중반의 한국의 화력발전소 자료를 이용하여 발전부문의 생산성 변화를 분석하되, 생산성 변화를 발전소간의 효율성 격차에 의한 부문과 발전부문 전체의 생산함수 이동을 통해 나타나는 기술변화로 나누어 분석하였다. 분석결과, 화력발전소간에는 의미있는 정도의 효율성 격차가 존재하는 것으로 나타났으며, 분석에 포함된 기간 동안 연평균 약 5% 정도의 생산성 증가가 발생하였고, 이 가운데 효율성 격차의 해소를 통한 생산성 증가가 약 2%, 그리고 기술진보에 의한 생산성 증가가 약 3%를 차지하였다.
대부분의 기존 화력발전소는 기동정지가 빈번하지 않고 부하는 정상운전시에 일정하게 운전된다. 그러나, 최근에 원자력발전소 운전과 다양한 형태의 전력소비가 이루어지고 있어 발전소에 대한 효율적인 운전이 요구되어지고 있다. 따라서, 일일기동정지 및 주말기동정지 운전이 이루어지고 있으며, 발전소의 기동, 정지 및 부하변동이 자주 일어나며, 이러한 운전형태는 수처리시스템에 영향을 미치게 된다. P 화력발전소는 일일기동정지 운전개념으로 설계되었으며, 수처리설비중의 하나인 약품주입 제어시스템은 수질을 일정한 설정치로 유지시키지 못하였으며, 현장기술자가 PID 제어기 대신에 F(x) 함수를 갖는 제어시스템으로 설계변경하였으나 시험운전 결과는 만족스런 성능을 나타내지 않았다. 본 논문에서는 제어성능을 개선하기 위한 퍼지약품주입시스템을 제안하고 시뮬레이션으로 타당성을 입증하였다.
화력발전소 보일러 배관은 복합한 형상과 다양한 형태로 용접되어 발전소 외관을 감싸고 있다. 발전소 운전에 필수적인 부분을 차지하기 때문에 주기적으로 발전소 점검기간에 모든 용접부위를 검사하여 품질 이상 부분에 대해서는 교체 작업 및 보수 작업을 수행해야한다. 지금까지는 작업자를 통한 검사이다보니 부정확성과 반복 결과가 유지되지 않았다. 본 논문에서는 디지털 방사선 투과 검사모듈을 장착한 자동화 검사 플랫폼을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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