석탄화력발전소 구성

[환경]

석탄화력발전소 구성

아래 그림은 석탄화력발전소 계통도 입니다.

주기기는 보일러와 스팀터빈이 있습니다.

보일러와 터빈 그리고 터빈 하부에 위치한 복수기까지  건물 내부에 위치하게 됩니다.

구조는 보일러 건물은 무조건 철골조입니다. 터빈건물은 RC조+철골조 입니다.

구성을 설명하기 편하게 임의로 연료계통, 증기계통, 공기계통, 환경설비계통, 복급수계통, 냉각수계통,  전기계통로

구분 하겠습니다. (WBS 구성과는 좀 다릅니다)

각 계통별로 구성내용은 다음과 같습니다.

(1) 연료계통

연료는 윗그림에 나온대로 석탄이 있고, 그림에는 없지만 경유도 있습니다. 

석탄부분의 구성과 흐름은

 1) 석탄운반선이 접안할수 있는 호안시설 (토목공사)(자국 생산이 가능한 외국은 육로로 이송합니다)

 2) 운반선에서 석탄을 양하기로 하역하여 저탄장까지 콘베이어 밸트로 이송 

 3) 저탄장은 옥외로 넓은 공간이 필요, 분진에 의한 화재 발생 방지를 위한 스프링클러 설비 필요

    (최근엔 실내 저탄장도 만들어지고 있습니다)

 4) 저탄장의 석탄은 급탄기(콘베이어 밸트) ->보일러 측면에 저탄조(Coal silo)에 저장 -> 이송설비(Coal Feeder)

    석탄분쇄를 하는 미분기(Pulverizer) -> 보일러의 버너 (일차 통풍기의 Hot Air로 이송됨)

(2) 증기계통

 1) 보일러로 전달된 연료 석탄 및 경유(초기운전시) + 예열공기로 보일러 하부의 4개의 버너를 통해 연소 

 2) 연소열은 보일러 측면의 수냉벽(Evaporator) 튜브(보일러에 있는 배관은 파이프가 아니고 튜브입니다)의 물을 증기로 변환

 3) 수냉벽에서 발생된 증기는 과열기(Superheater)를 거쳐 증기온도를 높여 과열 증기로 만들고 이중기는 터빈의 맨 앞단의

     고압터빈(HP)으로 전달되어 터빈을 가동시키고 다시 보일러로 돌아온다

 4) 보일러로 순환된 온도가 낮아진 증기는 재열기(Reheater)를 거치며 온도를 상승시켜 중압터빈(IP)으로 전달 터빈을 구동

 5) 중압터빈을 돌린 증기는 Cross Over Pipe를 거쳐 저압터빈(LP)2곳으로 전달하여 터빈을 구동한다

(3) 공기계통

 공기계통은 연료를 공급하는 일차통풍기(Primary Fan)과 보일러로 공기를 공급하는 압입통풍기(Forced Draft Fan) 

 이공기를 예열하는 공기예열기(Air Preheater)가 있다 공기예열기의 열원은 연소가스로 부터 얻는다

(4)환경설비계통

연소된 가스는 절탄기(Economizer)를 거쳐 공급된물을 예열한 후

 1) 탈질설비(De-Nox)를 거치며 연소가스에 포함된 질소 산화물을 제거하고

 2) 전기 집진기(Electric Precipitator)를 통하여 가스 중의 Fly Ash 입자 및 분진 등을 전기적인 작용에 의하여 포집

    대기오염방지

 3) 배연탈황설비(Fuel Gas Desulfurization)를 거치며 화석연료가 연소되며 발생하는 황산화물(Sox)를 석호석 슬러리에 흡수

    반응시켜 제거 부산물로 석고를 생성 환경오염방지

 4) 공해물질을 제거한 가스는 연돌(Stack)을 거쳐 대기중으로 배연

    연돌은 상하부 밀도차에 의한 압력차가 발생하여 공기를 상승시켜 기류생성

    (건축에서 고층건물의 경우 1층에서 연돌효과 방지를 말하는 것이 이와 같은 원리 입니다)

    연돌은 500MW~1000MW (150m~190m) 높이를 가집니다. 보일러 1기당 1개 또는 2기당 1개를 설치하기도 합니다.

(5) 복급수계통

최종적으로 저압터빈을 구동시킨 증기는 그 하부에 위치한 복수기로 유입되고

1) 복수기(Condensor)는  증기를 냉각시켜 물로 만들고 복수기에응축된 물은

2) 복수펌프(Condensate Pump: COP)로 양수하여 탈기기로 보냄

3) 저압급수 가열기(LP HTR - 열원은 저압터빈에서 뽑아낸 증기)를 통해 탈기기로 공급되기 전에  물을 가열

4) 탈기기(Deaerator) 및 저장 탱크 : 급수중의 설비 부식의 원인이 되는 불응 축성 가스를 분리하고 급수를 가열 저장

5) 급수펌프(Boiler Feed Water Pump: BFP) : 급수 저장 탱크의 물을 보일러로 공급

6) 고압급수 가열기(HP HTR) 고압 및 중압터빈에서 일부 뽑아낸 증기로 보일러에 공급되는 물을 가열

7) 보일러로 공급된 물은 절탄기(Economizer)를 거쳐 다시 가열된 후 보일러의 수벽으로 공급된다

8)급수 중 일부 모자라는 물은 담수(시수)를 수처리설비( De-Mineral)를 거쳐 저장탱크에 저장하고 필요한 만큼 복수기

  응축수와 합하여 보충

(6) 냉각수계통

바닷물 또는 강물등을 취수로를 통하여 끌어 들여 복수기 내의 튜브를 통과 시키며 열교환을 통해 증기를 물로 바꾸어 주고

다시 방수로를 통하며 방류. 방수로는 지하로 계획되는 경우도 있음 (이에 따른 바다물의 온도 상승은 어쩔수 없겠죠 이에 대한 어촌계와 보상이 이루어 지고 있답니다) 

(7)전기계통

전기는 터빈측에 연결된 발전기(Generator)에서 22Kv로 생산하고 주변압기에서 송전전압인 154, 345, 765Kv로 승압

송전선로를 거쳐 송전한다 

(8)회처리계통

석탄이 연소되고 나면 Ash가 발생하는데

1) Bottom Ash : 노 내의 튜브에 형성된 슬래그가 자중, 출력변화, Shoot Blowing에 의해 노하부로 낙하되어 Bottm Ash Hopper

    에서 포집되는 회  이경우 전량 회처리장 ( 이경우도 상당히 넓은 공간이 필요 보통 매립지에 활용합니다)

2) Fly Ash : 연소 가스와 섞여 흐르다가 절탄기, 공기예열기, 전기집진기에서 포집되는 회  회분류기 및 원심분리기를 거쳐

    정제된 회를 생산하고 레미콘 혼화제, 시멘트원료, 성토재로 판매 12,000원/ton

출처 ; http://cafe.naver.com/cpmplus/4067