폐열 발전 시스템의 계통 연계 및 선로 보호 방식에 관한 연구

Abstract

시멘트 사업은 제조공정상 Energy Intensity가 높은 에너지 다소비 업종으로 생산 원가에서 에너지 비용이 차지하는 역할이 매우 높으며 그 중에서 전력비 비중이 20~30%를 차지하고 있다. 최근 유가 및 석탄가 인상에 의한 전력비 원가 상승의 가능성이 높은 시멘트 산업에서의 에너지 절감방안은 더욱 절실히 요구되고 있다. 또한 시멘트 사업은 클링커 제조 특성상 탈탄산 분해과정을 거치며 온실가스인 CO2를 발생시켜 타 산업에 배해 다량의 CO2 배출이 발생하는 상황으로 온실가스 배출량을 보면 전 세계적으로 시멘트 산업의 이산화탄소 배출량이 총배출량의 5%에 해당하고, 우리나라의 경우 온실가스 배출량이 3,900만톤(산업부문 총배출량의 18.9%, 2004년 기준)으로 전체 배출량의 8% 정도를 차지하고 있다. 정부의 에너지 다소비 산업에 대한 그동안의 지속적인 에너지절약 정책 추진결과 에너지 효율은 높은 수준에 이루고 있으나 이러한 노력에도 불구하고 향후 우리나라가 유엔기후변화협약(UNFCCC)에 의한 온실가스 감축의무를 이행해야 할 것으로 예상된다. 이에 시멘트 사업분야 에서는 별도의 연료원 없이 에너지 절감 및 CO2 감축을 위한 시멘트 생산 과정에서 발생되는 고온의 배기가스를 폐열회수 보일러의 열원으로 사용하여 고온, 고압의 증기를 생산한 후 증기터빈의 발전기에 공급하여 전기를 생산하는 시설인 폐열 발전 시스템을 운영함으로써 전력비 절감 및 CO2 감축에 상당한 기여를 이룰 수 있다. 본 연구에서는 폐열 발전 시스템을 효율적 전력 운영을 위해 기존 수전라인에 연결하여 전기를 공급하거나 한전 계통에 연계 운전을 하기 위한 설계시 기술적 고려 사항을 기술하였다.