석탄화력발전소의 재열저감수 저감 방안

Abstract

최근 발전회사들은 연료비 절감 방안으로 석탄화력발전소의 연료로 저열량탄 사용을 확대하고 있다. 하지만, 저열량탄 사용으로 비용절감이라는 장점을 가져오는 반면, 발열량이 낮은 탄종 연소시 터빈에 공급되는 증기온도보다 높은 온도의 연소가스량 증가로 인한 대류열전달이 증가되어 재열기 온도상승을 초래하게 되었다. 재열기 온도 상승은 재열기 튜브 피로증가와 발전소 효율 저하요인인 재열저감수 사용의 결과를 가져오게 된다. 따라서 재열기 출구온도와 관계된 운전변수들을 분석하여 재열기 출구온도를 적정하게 유지하여 재열저감수 사용량을 절감할 수 있는 방안이 필요하다. 기존의 논문들은 재열기 튜브열화와 재질에 관한 것으로서 실제로 재열증기 온도를 설계기준치를 유지하기 위한 운전방안에 대하여서는 연구되지 않았다. 따라서 본 논문에서는 재열증기 온도 상승 요인이 무엇이며, 실제로 운전변수 조절로 인하여 재열증기 온도와 재열저감수 사용량에 어떠한 변화가 있는지 분석하였으며, 향후 재열기 온도 상승시 대응방안을 제시하였다. 첫째, 버너 팁의 동작 속도를 향상시킨 경우, 둘째, 버너 팁의 동작 설정온도를 강하하였을 경우, 셋째, 상부 미분기 연료공급량을 줄였을 경우, 넷째, 연소공기량을 줄였을 경우로 분류하여 재열증기 온도와 재열저감수 사용량의 변화를 분석하였다. 그 결과, 운전변수 4가지를 각각 조정하였을 때 모두 재열증기온도를 기존보다 설계온도에서 안정적으로 유지함과 동시에 재열저감수 사용량을 줄여 열효율 저하를 막을 수 있는 결과를 도출하였다. 따라서, 저열량탄 사용에 따른 재열기 출구온도 상승을 막고, 재열저감수량을 감소하는 방안으로 위 4가지 운전변수 조절을 검토․ 적용함으로써 발전소 운전을 최적화하고 발전소 효율 향상에 기여하도록 하여야 한다.|Recently, the way to competition is that generation companies use low calorie coal as the fuel of their thermal power plant. Using low calorie coal reduces the cost but, it causes the increase in the temperature of reheater. The increase in the temperature of reheater results in the increase in reheater's fatigue. The use of reheater spray can decrease the thermal efficiency. The study covers the cause of the increase in the temperature of reheater steam and the effect of operation parameters on the temperature of reheater and the use of reheater spray flow rate. Finally this work suggests the solution when the temperature of reheater is over the designed value. When four operation parameters are adjusted, the temperature of reheater steam is around the designed operator temperature and decrease of reheater spray flow rate is achieved. As a result, the decrease of thermal efficiency also can be prevented. To keep the reheater exit temperature on the designed value and decrease the use of reheater spray flow rate, the control of four operation parameters is considered and applied in the operation of a thermal power plant.; Recently, the way to competition is that generation companies use low calorie coal as the fuel of their thermal power plant. Using low calorie coal reduces the cost but, it causes the increase in the temperature of reheater. The increase in the temperature of reheater results in the increase in reheater's fatigue. The use of reheater spray can decrease the thermal efficiency. The study covers the cause of the increase in the temperature of reheater steam and the effect of operation parameters on the temperature of reheater and the use of reheater spray flow rate. Finally this work suggests the solution when the temperature of reheater is over the designed value. When four operation parameters are adjusted, the temperature of reheater steam is around the designed operator temperature and decrease of reheater spray flow rate is achieved. As a result, the decrease of thermal efficiency also can be prevented. To keep the reheater exit temperature on the designed value and decrease the use of reheater spray flow rate, the control of four operation parameters is considered and applied in the operation of a thermal power plant.