석탄화력 발전설비의 출력에 따른 탈황 흡수탑 액기비와 황산화물 배출농도 변화에 대한 연구

Abstract

본 연구에서는 정격출력 500 MW로 연속운전 하는 표준석탄화력 발전설비의 출력을, 서해안 발전설비 송전제약에 따라 300 ～ 500 MW로 변동운전하게 될 때 황산화물의 생성량과 탈황설비 흡수탑에서의 황산화물 배출농도 변화를 비교하고, 출력에 반비례하는 과다한 액기비 개선을 제안하였다. 이는 표준석탄화력 탈황설비에 있어서 유래가 없던 접근방법으로, 정격출력 기준의 탈황설비의 운전데이터를 저출력 발전 시에도 동일하게 적용하였을 때 발생하는 황산화물 생성량과, 탈황공정 후 최후 배출농도의 차이, 그리고 액기비 변화를 300 MW, 400 MW, 500 MW 등 출력별로 비교하였다. 고유황 연료 일수록 저출력 일 때보다 고출력에서 유황성분의 발생농도가 상승하였다. 이것은 저출력에서 연소효율 보정을 위해 과잉공기비를 높임에 따라 발생하는 연소가스량에 비해 상대적으로 황산화물의 비율이 낮아지기 때문인 것으로 나타났다. 또한 출력변동과 함께 탈황흡수탑 입구 황산화물 생성농도를 300 ～ 500 ppm으로 변화시켰을 때, 석회석 슬러리와 연소가스의 액기비는 10.99 ～ 16.27로 변화되었다. 이때, 500MW 출력에 황산화물 500ppm 발생 시 슬러리 1,000 리터로 황산화물 133.34 g/sec 를 제거할 수 있었으며, 같은 방법으로 300 MW에서는 황산화물 54.48 g/sec 을 제거 가능했다. 따라서 저출력일 때 비교적 적은 양의 석회석 슬러리로도 탈황효율을 유지할 수 있으므로, 액기비 개선을 통해 슬러리 재순환 펌프 동력절감이 가능할 것으로 사료된다.