화력발전소 연돌의 설계 및 시공 최적화에 관한 연구

Abstract

본 연구는 기존 연돌의 구조해석적인 측면에서 설계 및 시공 최적화에 관한 접근보다는 화력발전소의 전반적인 운전 System에 따라 다양하게 변화될 수 있는 조건을 연돌 설계 및 시공에 반영하고자 하였다. 또한 이를 최적화한 사례를 조사 연구하였고 이를 바탕으로 향후 건설될 연돌 설계 및 시공에 지표를 마련하였다.

최근 지구온난화가 가속되면서 화력발전소에서 배출되는 대기환경오염물질(Sox, Nox, 먼지 등)의 배출규제 기준이 대폭 강화되고 있는 추세이다. 따라서 화력발전소 내에 환경오염물질 저감설비인 탈황(FGD) 및 탈질(SCR)설비를 추가적으로 건설하고 있다. 이러한 설비의 추가는 연돌에 극심한 부식 환경을 유발시켜 구조물을 열화 시키는 주된 요인이 되므로 기존의 내화벽돌 형식의 연돌로 구조적 안정성과 내구성을 확보할 수 없는 실정이다.

또한 연돌은 점차 고층화 및 대형화되고 있으며 환경오염물질을 배출하는 대표적 혐오시설이란 인식을 줄이고자 다양한 단면 형태(사각형, 삼각형, 타원형 등)로 미관개선을 위해 노력하고 있으며 부식방지를 위해 다양한 내부 Lining재 재료를 사용연료 및 운전형태, 대기배출 허용기준에 근거하여 설계 및 시공되고 있다.

본 연구는 연돌의 설계 및 시공 최적화에 대한 이론적 고찰 즉, 신규 연돌 계획 시 고려사항과 연돌 열화요인에 대한 연구, 대기오염 저감시설이 연돌에 미치는 영향 등을 조사 검토하였다.

상기와 같은 이론적 고찰과 연돌 설계 및 시공경험과 선진공법 개선방안에 대한 조사와 연구 즉, 기초형식 개선, 연돌 내부 형식 검토, 연돌 내부 실린더 지지방안 검토, 연돌 외부 콘크리트 구조물 시공방법 검토 등을 조사 연구하였다. 이러한 이론적 기반과 설계 및 시공경험 바탕을 최대한 활용하여 이룩한 최적화 적용사례인 “태안화력 7,8호기 연돌축조공사”에 대하여 연돌 구조계산, 연돌 내부직경, 연돌 형식, 연돌 시공법 최적화에 대한 사례를 제시하였다.

결론적으로 화력발전소 연돌의 설계 및 시공 최적화에 대한 이론적 배경 고찰과 폭 넓은 경험적인 측면에 따른 선진공법 개선방안 연구를 통한 최적화 사례를 조사 및 연구한 결과 품질확보, 경제성 증대, 내구성 증대, 공기단축, 시공안정성 확보 등을 이룩하였다.

따라서 본 연구를 통한 “화력발전소 연돌의 설계 및 시공 최적화 연구” 논문을 활용하여 국내 연돌 설계기준 기초자료로 활용할 수 있도록 Guide Line을 제시하였다.