무연탄 혼소 500 MW 석탄발전소에서 보일러 운전조건이 미연탄소 발생에 미치는 영향

Abstract

최근 북한에 대한 정부정책 기조와 북한의 전력설비 상황을 고려할 때 북한 무연탄을 우리나라 석탄화력발전소에서 소비할 수 있도록 그에 대한 대비가 필요할 것이다. 또한 미세먼지 등 환경이슈에 대한 국민적 요구에 의하면 석탄화력발전소가 무연탄을 소비 시 환경배출물 저감에 적극적인 노력을 보여야 할 것이다. 본 연구에서는 보령화력 500 MW 석탄화력발전소에서 무연탄 혼소 시 미연탄소 저감의 관점에서, 보일러 운전조건이 미연탄소 발생에 미치는 영향을 파악하였다. 유연탄 대비 상대적으로 휘발분이 적고 분쇄가 용이하며 연소성 지수가 낮은 무연탄의 특성을 고려하여 보일러 내 주입위치, 미분도 및 연소용 공기유량 등 3개의 주요 운전조건을 변화시키면서 무연탄의 혼소시험을 실시하였다. 혼소율이 일정한 조건에서 무연탄은 주연소영역 체류시간이 상대적으로 긴 보일러 하부 버너로 주입할 때 미연탄소 발생이 현저히 감소하고, 연소반응 표면적과 비례하는 미분도를 증가시켜도 미연탄소 발생이 감소하는 것을 확인하였다. 연소반응성을 증가시키는 공기유량의 증가도 미연탄소 저감에 기여한다. 주어진 혼소율에 대하여 상기의 운전조건 조절을 통하여 미연탄소 발생을 석탄회 재활용 품질기준인 5 % 이하로 유지하는 것이 가능하며, 시험범 위 내에서 운전조건 변경의 우선순위는 무연탄 주입위치가 가장 높다. 다만 혼소율이 일정 수준을 초과하면 운전조건만으로 미연탄소 발생을 품질기준에 맞추어 제어할 수는 없다.