유연탄 화력발전소 보일러에서 다탄종 연소가 슬래깅 발생에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 역청탄으로 설계된 870 MW급 유연탄 화력발전소를 대상으로 발전기 출력, 연소조건, 통풍조건을 일정하게 유지하면서 역청탄과 아역청탄을 혼합하여 연소함에 따른 슬래깅 발생 영향을 분석하였으며, 이에 따른 보일러 성능에 영향을 주지 않는 허용 가능한 혼탄 방안을 제시하였다. 혼탄 조건에 따라 슬래깅이 발생하는 정도가 다르고 이에 따라 보일러 튜브 내 유체로의 연소가스 열이 전달되는 정도가 다르므로 적정 혼탄 조건은 반드시 필요하다. 따라서 아역청탄의 혼합 비율을 10%, 20%, 40%, 60%, 80% 등으로 조정하여 원소분석, 공업분석, 회융점 변화, 슬래깅 지수 등을 확인하였고, 슬래깅 발생에 따른 보일러 튜브 표면의 온도 변화와 노 출구에서의 연소가스의 온도 변화를 측정하였다. 적정 혼탄 조건은 아역청탄은 40% 이하로 혼탄하고, 회의 산성분 대비 염기성분 비율은 0.4 이하 또는 1.0 이상, 총 알칼리는 3.5 이하, 융점 슬래깅 지수는 1,345℃ 이상, 원소분석 시 회함량은 13% 이하, 공업분석 시 회함량은 15% 이하, 초기변형점은 최소 1,200℃ 이상이어야 바람직하다고 판단된다.