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설계기준 Korean Design Standard
KDS 31 90 10 : 2021
생활폐기물 소각시설 설계 일반사항
2021년 2월 19일 제정
건설기준 연혁
∙ 이 기준은 건설기준 코드체계 전환에 따라 기존 건설기준(설계기준, 표준시방서) 간 중복․ 상충을 비교 검토하여 코드로 통합 정비하였다.
건설기준 | 주요내용 | 제정 또는 개정 (년.월) |
KDS 31 90 10 :2021 | ∙건축기계설비설계기준 제정 | 제정 (2021.2) |
목 차 | ||
1. 일반사항 1 1.1 목적 1 1.2 적용 범위 1 1.3 참고 기준 1 1.4 용어의 정의 1 1.5 기호의 정의 4 1.6 시설물의 구성 4 1.7 해석과 설계 원칙 4 1.8 설계 고려사항 4 1.9 신규기술적용 4 1.10 구조 설계 도서 5 2. 조사 및 계획 5 2.1 조사 및 계획 일반 5 2.2 조사 5 2.3 계획 5 3. 재료 5 3.1 재료 일반 5 3.2 재료특성 5 3.3 품질 및 성능시험 5 4. 설계 5 4.1 반입 및 공급설비 6 4.2 소각설비 10 4.3 폐열회수 설비 15 4.4 연소용 공기공급 20 4.5 연소가스처리 설비 31 4.6 폐수처리 설비 38 4.7 여열이용 설비(터빈설치) 41 4.8 소각재 반출설비 42 4.9 급배수설비 46 4.10 생활폐기물 소각시설 보조설비 48 4.11 전기∙계장설비 53 |
1. 일반사항
1.1 목적
이 기준은 건설기술진흥법 제44조(설계 및 시공기준)의 규정에 따라 생활폐기물 소각시설의 신설, 개량 및 확장을 위하여 실시하는 기본계획, 기본설계 및 실시설계에 대한 최소한의 일반적⋅기술적 기준을 제시함으로써 설계의 효용성을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
1.2 적용범위
이 기준은 KDS 31 90 05에서 위임된 세부 사항과 폐기물관리법에 의한 생활폐기물처리시설 중 생활폐기물을 소각하는 소각설비 설계에 적용되는 일반사항에 대하여 규정한다.
1.3 참고 기준
1.3.1 관련법규
KDS 31 90 05에 1.3.1 관련법규에 따른다.
1.3.2 코드 및 표준
1.3. 대한민국 코드 및 표준
KDS 31 90 05에 1.3.2 대한민국 코드 및 표준에 따른다.
1.3.2.2국제 코드 및 규격
KDS 31 90 05에 1.3.2 국제 코드 규격에 따른다.
1.3.2.3기타
KDS 31 90 05에 1.3.2.3 기타에 따른다.
1.4 용어의 정의
(1) KDS 31 90 05(1.6)에 따른다.
(2) 이 기준에 규정한 것 외에 이 기준에 특별한 규정이 없는 용어의 정의는 법(시행령 및 시행규칙을 포함한다)이 정하는 바에 의한다.
계량기 : 운반차량에 폐기물이 담긴 상태에서 폐기물의 중량을 계량 할 수 있는 것
반입 배출로 : 폐기물 수집·운반차가 안전하게 통행할 수 있도록 하는 통행로
투입문 : 폐기물 반입장과 저장조를 분리하고, 폐기물 수집∙운반차가 폐기물을 저장조에 원할히 하역할 수 있도록 하는 문
폐기물 크레인 : 반입되는 폐기물을 혼합, 균질화 및 소각로에 투입을 위한 설비
폐기물 파쇄기 : 생활폐기물 또는 대형 폐기물을 일정한 크기이하로 파쇄하는 파쇄기
폐기물 저장조 : 반입 폐기물의 적체현상을 완충하기 위해 폐기물을 저장하는 시설
폐기물 투입구 : 폐기물을 소각로내로 일정하고 연속적으로 공급하기 위한 설비
유압피더 : 소각로내에 반입된 폐기물을 건조단, 연소단, 후연소단으로 밀어내주는 유압 설비
스크류 공급장치 : 소각로내에 스크류 공급방식으로 폐기물을 공급하는 설비
회전식 공급장치 : 로타리 회전으로 분리된 폐기물을 일정하게 폐기물을 공급하는 설비
화격자 : 폐기물이 주로 연소하는 곳으로 고정 화격자와 구동 화격자로 구분되어 폐기물을 이송, 혼합하며, 연소를 돕기 위한 1차 공기를 공급하는 설비
화격자식 연소장치 : 폐기물을 이송과 혼합을 위한 운동을 하며, 폐기물을 건조, 연소 및 후연소공정의 화격자상에서 연소시키는 장치
유동상식 연소장치 : 투입된 폐기물을 유동매체인 유동사와 유동함으로써 폐기물을 소각하고 소각재를 유동사와 유동시켜 배출시키는 장치
회전로식 연소장치 : 원통형의 회전로를 완만하게 회전시켜 폐기물을 투입구에서 배출구로 천천히 이동시키면서 연소시키는 장치
수냉로벽식 : 효율적인 소각열을 회수하기 위해 내화물내에 수냉배관을 일체형으로 만들어 급수를 순환시키는 형식의 내화벽
1차 연소실 : 화격자 위에서 화염을 형성하여 연소가스로 전환되는 1차 연소구간
2차 연소실 : 연소가스의 미연소분의 완전연소가 이루어지는 2차 연소구간
보조연소 버너 : 2차 연소로 출구 가스온도를 850℃ 이상을 유지하기 위한 가열능력을 갖춘 연소장치
정압기 : 고압의 LPG, LNG 및 연소가스를 사용측의 사용압력으로 일정하게 만들어주는 장치
공기예열기 : 폐기물의 완전연소 효율을 향상시키기 위해 공급되는 1,2차 공기의 열을 올려주는 장치
폐열보일러 : 고온의 연소가스에서 열을 회수하여 온수 또는 증기를 생산하고, 배출가스의 온도를 낮추어주는 설비
과열기 : 보일러에서 만들어진 포화증기를 고온의 과열증기로 만들이 위한 장치
절탕기 : 보일러 출구에서 배출되는 배기가스를 이용하여 급수를 가열하는 설비
급수장치 : 고온 고압의 보일러내에 급수을 공급하기 위한 설비
슈트블로어 : 보일러내에 튜브에 재가 부착되지 않도록 주기적으로 재을 털어주는 장치
탈기기 : 공급수중 산소, 탄산가스등의 비응축성 가스를 제거하여 부식을 방지하고, 보일러 급수를 가열할 수 있도록 하기 위한 설비
순수장치 : 막을 이용하여 보일러 용수의 원수중 각종 불순물을 제거하여 보일러 보급수에 적합한 수질로 처리하는 장치
연수장치 : 연수장치를 이용하여 원수중 각종 불순물을 제거하여 보일러 보급수에 적합한 수질로 처리하는 장치
복수기 : 소각장의 고압 또는 잉여증기를 외기에 방열하고, 증기를 응축수로 회수하도록 하는 장치
1차, 2차 압입송풍기 : 폐기물 완전 소각에 필요한 연소 공기를 여유롭게 공급해주는 설비
유인송풍기 : 소각로내의 압력을 부압으로 유지시켜 설비들내의 배가스 흐름을 평형하게 하기 위한 설비
VVVF 제어 : 인버터(Inverter)를 사용하여 전동기의 회전수를 송풍량에 비례하게 제어하는 방식
굴뚝 : 배출되는 가스의 통풍력과 확산을 목적으로 설치하는 설비
TMS : 배가스가 대기로 배출되는 굴뚝에서 배출되는 가스에 대기배출 관리 가스의 배출농도를 실시간으로 감시할 수 있는 설비
반건식 반응탑 : 배출되는 배가스중에 염화수소, 황산화물을 제거하기 위해 소석회와 반응시켜 제거하는 설비
활성탄 분무장치 : 배출되는 배가스중에 다이옥신을 흡착 제거하기 위해 활성탄을 분무하는 설비
여과집진기 : 배출되는 배가스중에 필터포를 통해 먼지를 분리하는 설비
전기집진기 : 배출되는 배가스중에 미세먼지를 코로나 방전에 의해 먼지를 이온화하여 집진하는 설비
SCR(촉매반응탑) : 배출되는 가스중 질소산화물을 촉매환원법으로 암모니아와 반응하여 제거시키는 반응탑
SNCR(무촉매반응기) : 고온의 소각로 내에 직접 암모니아 또는 요소수등을 분사하여 질서산화물을 환원시키는 장치
연소가스 냉각장치 : 연소후 다이옥신 재합성을 막기 위해 재생성 온도구간을 급냉시키는 장치
블로우다운수 : 보일러 내부의 수질을 유지하기 위하여 일정량을 물을 빼주는 보일러수
증기가열온수기 : 증기를 공급하여 온수를 생성하는 일종의 열교환기
흡수식 냉동기 : 흡수제의 화학적 상변화와 증기열을 이용하여 냉난방을 하는 냉동기
바닥재 : 폐기물 소각시 발생되는 소각재로로써 소각로 하부에서 배출되는 재
비산재 : 폐기물 소각시 발생되는 소각재로 폐열보일러 및 연소가스 처리설비등에 포집되는 비중이 가벼운 재
재컨베이어 : 소각재를 설비내에서 배출시키기 위한 이송설비
재 반출차량 : 소각하여 일시 저장된 소각재를 외부로 반출시키기 위한 반출차량
왕복동식 압축기 : 피스톤의 왕복동운동으로 공기를 압축하는 설비
스크류 압축기 : 서로 맞물리는 자웅 2개의 비틀어진 로터를 일정방향으로 회전시키므로써 2개의 로터사이 및 케이싱과의 사이의 공간에 흡입된 공기를 연속적으로 압축, 토출하는 형식의 압축기
스크롤 압축기 : 2개의 와권상의 고정스크롤과 가동스크롤의 상대적인 운동에 의해 압축하는 것을 스크롤 압축기라고 한다.
공기저장탱크 : 공기의 일시적 사용량 변동에 맞게 공기를 공급하기 위한 완충 시설
공기제습기 : 계장용 공기로 공기하기 위해 고압의 공기중 수분을 제거하는 설비
청관제 : 보일러 급수중의 경도성분을 불용성 화합물로 바꾸는 목적으로 사용하는 약품
탈산제 : 보일러수중의 산소를 제거하는 목적으로 사용되는 약품
1.5 기호의 정의
(1) KDS 31 90 05에 기호의 정의의 도서 작성기준을 따른다.
1.6 시설물의 구성
(1) 생활폐기물 소각시설은 반입 및 공급 설비, 소각설비, 폐열회수 설비, 연소용 공기 공급 설비, 연소가스처리 설비, 폐수처리 설비, 여열이용 설비(터빈설치), 소각재 반출 설비, 급배수 설비 및 보조 설비 등으로 구성된다.
(2) 해당 설비별 기준은 4.설계의 시스템별 설계기준에 따른다.
1.7 해석과 설계원칙
(1) KDS 31 90 05의 해석과 설계원칙에 대한 기준을 적용한다.
(2) 질소산화물 제거를 위한 무촉매반응시 소각로내에 균등한 요소수 분사를 위한 유동해석을 검토해야 한다.
(3) 소각로내 연소시 연소가스의 균일한 유동을 검토하여야 한다.
(4) 소각로 외벽의 균일한 온도를 유지하도록 내화, 단열벽체 두께에 대해 전열해석에 대하여 검토하여야 한다.
(5) 배가스 대기 배출시 대기확산 해석을 검토하여야 한다.
(6) 외기온도에 의한 백연발생 여부 및 백연저감에 대한 해석을 검토하여야 한다.
1.8 설계 고려사항
(1) 인구밀도, 폐기물 발생량 원단위, 장래 인구 증감량 예측 등을 고려하여 생활폐기물 총발생량을 고려해야 한다.
(2) 반입되는 폐기물의 밀도를 검토하여 폐기물 저장조의 크기를 검토해야 한다.
(3) 지역에 발생되는 폐기물의 성상분석을 통해 삼성분(수분, 가연분, 회분)과 원소조성 분석을 통해 소각되는 폐기물의 발열량을 예측하여 소각로의 크기를 검토해야 한다.
(4) 원소조성 및 폐기물 발열량에 의한 배가스 온도별 체적을 검토하여 방지시설의 용량을 결정하여야 한다.
(5) 배가스 대기 확산에 대한 굴뚝 높이에 대해 검토하여야 한다.
(6) 민원등에 대한 백연발생 및 백연저감 방안에 대해 검토하여야 한다.
1.9 신규기술적용
KDS 31 90 05의 기준에 따른다.
1.10 구조설계도서
해당사항 없음
2. 조사 및 계획
2.1. 조사 및 계획 일반
생활폐기물 소각에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 소각시설이 계획될 수 있도록 필요장치의 부하와 조건을 조사하고 설계 계획을 수립한다.
2.2 조사
설치지역의 지역적 여건, 인구밀도, 폐기물 발생량, 장래 인구변화 추이, 발생폐기물 성상분석 및 대기배출기준 등의 필요조건들을 조사하여, 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 시공 및 운영에 적합한 시설물을 계획하고 설계할 수 있도록 한다.
2.3 계획
(1) 조사된 설치지역의 지역적 여건, 인구밀도, 폐기물 발생량, 장래 인구변화 추이, 발생폐기물 성상분석 및 대기배출기준 등을 검토하여 시설 용량에 대한 계획을 수립한다.
(2) 각 분야별로 이 기준에 명시된 계획업무를 바탕으로 해당 과업의 특성에 따라 필요한 항목 및 내용들을 명시한다.
(3) 산출된 추정사업비는 설계 시 산출되는 소요 사업비와 비교하여 가능한 한 오차가 적도록 한다.
(4) 수급인은 사업추진에 유리한 공사발주형태(일반 공사, 설계시공 일괄공사, 현상설계 등)의 장⋅단점을 분석하여 검토하여야 한다.
3. 재료
3.1 재료 일반
KDS 31 90 05의 재료 일반 기준에 따른다.
3.2 재료 특성
KDS 31 90 05의 재료 특성 기준에 따른다.
3.3 품질 및 성능시험
품질 및 성능시험은 KDS 31 90 05 의 품질 및 성능시험의 기준을 따른다.
4. 설계
4.1 반입 및 공급 설비
4.1.1 계량기
(1) 설치 목적 : 시설에 반입되는 폐기물과 배출하는 소각잔사 또는 회수된 유가물의 양 및 종류 외에 반입차량의 수량 등을 정확히 파악하는 시설
(2) 설비의 구성 : 계량대, 계량장치, 전달장치, 연산장치 등으로 구성되며, 기계식 계량장치와 전자식 계량장치로 구분된다.
(3) 설계 기준
① 계량치 설치위치는 ⓐ운전자쪽으로 향하게 하는 경우, ⓑ계량원쪽으로 향하는 경우, ⓒ쌍방에서 볼 수 있게 하는 방법이 있으며 필요에 따라 정한다.
② 컴퓨터에 차량번호, 차량중량, 폐기물 종류, 시간, 출입시간등을 기록하며, 적재중량, 적재누계치 등의 인자조작을 가능하게 하여 관리기능을 간편하게 하며, 데이터를 중앙 데이터 처리장치로 전송할 수 있어야 한다.
③ 기계식 계량장치의 경우 상용 측정량이 최대 측정량의 70~80%를 초과하지 않도록 하여야 한다.
④ 적재대의 치수는 최대 반입차량의 차량길이, 차폭에 의해 정해지고, 차량길이에 1,500mm 정도를 더한 길이와 차폭 800mm 정도를 더한 폭 이상을 적용한다.
⑤ 설치댓수는 시설규모 기준으로 대략 300톤/일에 대하여 1대가 필요하며, 소각시설의 설치장소에 따라 반입차량에 의한 교통체증을 초래할 수 있기 때문에 대용량인 소각시설의 경우에는 2~3대를 설치할 수도 있다.
⑥ 계량기의 설치는 차량동선, 시설의 배치 등을 고려하여 합리적으로 배치하여야 한다.
⑦ 우수가 계량대 안으로 들어오는 것을 방지하기 위해서 도로면보다 50~100 mm정도로 높게 계량대를 설치하여야 하며, 개량대 하부 바닥에는 배수펌프설치 및 우수배관과의 연결 등 내부의 배수문제를 처리하여야 한다.
4.1.2 반입배출로
(1) 설치목적 : 폐기물 반입차량, 재배출 차량, 관리 및 견학차량 등 출입하는 차량의 안전을 위해 계획한다.
(2) 설계 기준
① 일방통행로의 경우 3.5m이상, 왕복통행로의 경우 6m이상으로 경사부의 기울기는 1/10이하로 한다.
② 일반차량과 폐기물 반입차량의 출입동선을 가능한 분리한다.
③ 폐기물 반입시 차량정체를 방지하기 위해 도로 진출입이 용이하게 하고, 정체가 일어나지 않도록 입구측에 대기차량 공간을 확보해야 한다.
④ 가능한 일방통행을 원칙을 하고, 차량이 교차하지 않도록 흐름을 유도해야 한다.
⑤ 차량 진입은 부지내에 최단거리가 될수 있도록 한다.
⑥ 차량제원과 시설규모에 맞는 주차장 계획을 수립해야 한다.
⑦ 소각시설 유지보수가 용이한 동선이 될 수 있도록 계획해야 한다.
⑧ 차량제원 및 부지조건을 고려한 적절한 회전반경을 갖도록 해야 하며, 반사경등을 설치하여 차량 회전시 안전을 확보하여야 한다.
4.1.3 반입장
(1) 설치목적 : 폐기물 반입차가 저장조에 폐기물 반입시 다른차량과 간섭 방지와 악취 및 오수의 외부 누출을 최소화한다.
(2) 설계 기준
① 폐기물 반입차 및 그 밖의 차량이 폐기물 저장조에 폐기물 투입시 차량간섭이 없는 넓이 이어야 한다.
② 반입하는 폐기물 최대제원의 크기를 기준으로 반입장의 크기를 산정하여야 하고, 차량 출입의 입출구는 가능한 90도 방향으로 배치하여 강풍에 의한 악취 방출을 최소화 한다.
③ 차량 진출입시 입출구 소손을 방지하기 위해 차량 안전지지대를 고려해야 한다.
④ 반입장 청소수의 배수를 위해 적정한 경사를 두고, 배수피트와 배수펌프등을 설치하여야 한다.
⑤ 반입차량 위해 반입장 입구, 저장조 투입문에 투입지시기를 설치하고 폐기물 크레인 운전실 또는 투입문 조작실(기)에서 조작할 수 있도록 하여야 한다.
⑥ 폐기물 반입차가 저장조에 폐기물 투입시 차량 보호를 위해 추락방지턱 또는 추락방지 지지대를 설치하여야 한다.
⑦ 폐기물 반입량∙반입시간 및 폐기물 수집 차량의 제원에 따라 투입문의 수와 크기를 결정하여야 한다.
⑧ 폐기물 투입문은 저장조에서 발생되는 먼지와 악취의 비산을 방지하기 위해 기밀성과 개폐동작이 원활하게 내구성과 강도를 요구한다.
⑨ 악취방지를 위해 반입장 악취를 저장조로 흡입될 수 있도록 하여야 한다.
⑩ 반입장은 출입하는 차량의 최대제원을 고려하여 반입장의 높이를 적용해야 한다.
⑪ 폐기물 투입문은 크레인 버켓과 접촉하지 않도록 저장조 안쪽으로 돌출되지 않는 형식을 적용해야 한다.
4.1.4 폐기물 저장조
(1) 설치목적 : 휴일 및 공휴일, 대보수 기간등으로 폐기물의 적채현상을 완충하기 위해 일정량 이상을 저장하는 시설
(2) 설계기준
① 폐기물 저장조 용량은 계획 1일 최대 처리량의 5배 이상 (500톤 이상은 3일이상)의 용량(중량기준)으로 계획한다.
② 저장조 용량산정을 위한 폐기물 비중량은 실측자료가 없는 경우 평균 비중량인 0.22ton/㎥을 적용하며, 유기성 폐기물의 분리수거로 인하여 비중량을 낮게 적용하는 것이 적정하다.
③ 반입폐기물의 침출수를 배출할 수 있는 배수대책을 세워야하며, 침출수 집수정으로 통하는 배수구는 스테인레스등 부식에 강한 재질을 사용하고, 배수망을 설치하여 이물질이 넘어가지 않도록 하여야 한다.
④ 집수정은 침출수 악취로부터 작업자 또는 근무자를 보호할 수 있도록 강제환기시설을 설치하여야한다.
⑤ 저장조에서 발생되는 악취와 비산먼지가 외부로 배출되지 않도록 밀폐구조로 하여야 한다.
⑥ 폐기물 저장조를 부압으로 유지하고, 악취를 처리하기 위해 연소용 공기팬을 이용하여 소각로 운영시 연소 처리할 수 있도록 계획하여야 하고 , 정지시는 별도의 악취처리시설을 설치하여야 한다.
⑦ 저장조에서 자연발화 등에 의한 화재를 방지하기 위해 소화기등 화재대비 소방시설을 설치하여야 한다.
⑧ 폐기물 저장조 용량은 폐기물 투입문 하부면의 수평선이하에서 저장조 바닥까지의 용적을 적용한다.
⑨ 크레인 조종실에서 폐기물의 저장상태, 질 등의 상황을 용이하게 파악하여 폐기물의 혼합, 균질화, 원활한 폐기물의 투입을 할 수 있도록 조종실 밑부분의 조도를 150~200Lux를 유지하여야 한다.
⑨ 크레인 조종실은 폐기물 저장조의 형태, 소각로 계열수 등을 고려하여 폐기물 저장조와 폐기물 투입구가 잘 보이는 위치에 설치하여야 하며, 조정실의 창은 전면유리로 하여 악취를 방지할 수 있도록 하여야 한다.
⑩ 크레인 버켓 고장시 반출을 할 수 있는 반출입구를 계획하여야 한다.
4.1.5 폐기물 크레인
(1) 설치목적 : 반입되는 폐기물을 혼합, 균질화 및 원할한 소각로 폐기물 투입을 위해 설치하는 설비
(2) 설비의 구성 : 버킷, 권상⦁권하장치, 주행⦁횡행장치, 전기공급장치, 조작장치, 투입량 계량장치, 크레인거더, 브레이크, 감속기, 드럼, 안전장치 등
(3) 설계기준
① 저장조내의 폐기물을 소각로의 가동상태에 맞춰 신속하게 소각로에 투입할 수 있는 용량과 구조로 설계해야 한다.
② 폐기물 크레인의 형식, 용량, 설치 댓수는 폐기물의 혼합, 적환, 투입에 필요한 시간을 고려하여 산정하고, 크레인 고장시 신속하게 소각로의 정상 운전이 가능하도록 필요시 예비용을 확보하여야 한다.
③ 혼합, 적환, 균질화, 폐기물투입 등과 같은 시간이 필요한 것으로 전체 작업에 대하여 크레인 가동율 2/3를 표준으로 한다.
④ 크레인 버켓의 용량은 폐기물 저장조내의 폐기물 겉보기비중을 고려하여 결정한다.
⑤ 폐기물 크레인 버켓의 형식, 작동방식은 폐기물의 종류를 고려하여 적정한 형식을 선정해야 한다.
⑥ 크레인은 1회 폐기물을 포집할수 있는 버킷용량, 권상⦁권하, 주행⦁횡행장치, 전기공급장치, 조작장치, 투입량 계량장치등을 구성해야 한다.
⑦ 크레인거더는 부착되는 버킷, 권상장치 및 전동기, 브레이크, 감속기, 드럼, 안전장치등의 하중⦁충격에 견딜수 있는 강도가 필요하다.
⑧ 브레이크는 전자식 또는 유압식을 적용하며, 드럼의 직경은 로프 직경의 20배 이상으로 하여야 한다.
⑨ 운전조작용 제어기에는 수동식, 반자동식, 전자동식의 형식이 있지만 통상 반자동식, 전자동식 사용한다.
⑩ 전기공급방식에는 트롤리선방식, 케이블방식의 두 가지 방식이 있다. 트롤리선방식은 트롤리가선(架線)에 집전장치를 접촉시켜 집전하는 것으로, 먼지발생 등 여건이 좋지 않은 폐기물저장조 내부에서는 트롤리선과 집전부가 오염되고 접촉불량에 의한 아크가 발생하며 마모에 의한 고장이 발생하기 때문에 거의 사용하지 않고 있고, 최근에는 케이블방식이 흔히 채용된다. 케이블방식은 캡타이어케이블에 의해 급전하는 방식으로 트롤리의 횡행, 크레인거더의 주행이 자유롭도록 커튼 케이블식 등의 방식으로 전기를 공급한다.
⑪ 투입량계량장치는 신뢰성 향상을 위해 전압, 전류의 두가지 요소에 의해 계측하는 방식과 로드셀에 의해 하부하중을 전기적으로 검출하는 계량장치도 많이 쓰고 있으며, 현재 가동중인 소각시설의 경우 대부분 로드셀에 의한 계량을 적용한다.
⑫ 폐기물 조종실 설치위치는 폐기물 소각시설의 부지조건, 소각로 계열수등에 따라 결정하여야 한다.
⑬ 크레인 용량은 저장조내에 평균 주행구간에 대한 권상⦁권하, 주행⦁횡행 속도, 버켓 개폐동작에 필요한 시간등 1회 폐기물 공급에 필요한 운전시간등을 상정하여 작업선도를 작성한다. (권상, 권하 30~50m/min, 주행 30~60m/min, 횡행 20~40m/min이 기준)
⑭ 크레인의 공급능력은 소각로 공급시간 1시간동안 20분으로 하고, 남은시간 40분을 저장조내 폐기물 균질화, 혼합, 대형폐기물 파쇄(필요시) 및 정지시간 20분(여유인자)로 하여 크레인의 공급능력을 산출한다.
⑮ 단위용적중량 계산시에 고려해야할 인자는 버켓용량, 폐기물 겉보기 비중, 압축율 등을 적용한다.
⑯ 크레인 조정실은 투입문의 개폐상황, 폐기물 투입구로의 투입작업을 쉽게 감시할 수 있어야 하며, 소각로 내 연소상태 및 온도를 확인 할 수 있도록 CCTV와 온도등을 감시하여 적정 폐기물 투입 및 혼합을 조종할 수 있도록 폐쇄회로 모니터를 설치하여야 한다.
⑰ 폐기물 연소상태에 따라 적정 폐기물 투입 및 혼합을 하도록 한다.
4.1.6 폐기물 파쇄기(필요시)
(1) 설치목적 : 반입되는 대형폐기물을 일정한 크기이하로 파쇄하여 소각로 내에 투입을 원할하게 하는데 있다.
(2) 설비의 구성 : 파쇄기 본체, 전단축(1축 또는 2축), 유압공급설비 등
(3) 설계기준
① 파쇄기의 전단축은 내마모성이 좋은 특수내마모강등의 강을 사용하여야 한다.
② 종량제 봉투 반입하는 파쇄기인 경우 파봉하여 수분을 분리할 수 있는 장치를 갖추고, 폐기물을 일정한 크기 이하로 파쇄할 수 있는 구조여야 한다.
③ 파쇄기는 폐기물 계획처리량, 시설의 가동시간, 기존시설의 처리능력 등을 감안하여야 한다.
④ 처리시설에서 발생되는 먼지를 배풍, 집진할 수 있도록 방지시설을 갖추어야 한다.
⑤ 소음 및 진동은 주변조건을 고려하여 관련법규에 적합하도록 저감대책을 수립하여야 한다.
⑥ 처리능력은 지정된 조대폐기물 및 폐기물질의 범위내에서 지정된 폐기물의 파쇄 최대치수를 준수하도록 하여야 한다. (대형 폐기물은 200cm 이하)
⑦ 대형폐기물 파쇄기 설치 위치는 저장조에 인접하게 설치하여 폐기물 크레인으로 폐기물을 파쇄기 투입구에 공급하고, 파쇄된 폐기물이 폐기물저장조로 다시 이송⦁저장할수 있도록 설치하여야 한다.
⑧ 파쇄기의 형식은 생활폐기물, 목재류의 대형폐기물, 건축 폐자재 목재 등 폐기물의 형태와 양에 따라 회전식 파쇄기, 왕복동 파쇄기로 구분하여 결정할 수 있으며, 효율에 따라 회전식 파쇄기는 충격전단형, 충격압축형, 전단형으로 구분되고 왕복동식 파쇄기는 전단형파쇄기와 압축전단형 파쇄기로 구분된다.
⑨ 폐기물 크레인 버켓으로 폐기물을 공급하는 파쇄기는 버켓에서 공급할 수 있는 1회 이상의 버켓용량의 공급호퍼를 갖추어야 한다.
4.2 소각설비
4.2.1 폐기물 투입구
(1) 설치목적 : 폐기물을 소각로내로 일정하고 연속적으로 공급하기 위한 설비
(2) 설비의 구성 : 상부 슈트, 하부 슈트, 가교해제장치, 수냉식 또는 공랭식 냉각설비, 투입량 탐지기, 익스펜션 조인트 등
(3) 설계기준
① 소각로 내에 원할히 공급될 수 있는 형상과 크기를 가져야 한다.
② 국부적인 막힘현상이나 가교현상을 방지하기 위해 슈트부 하부구조가 상부구조보다 넓은 형상으로 하여 자중에 의해 막힘이 없는 구조로 하거나, 국부적인 막힘현상인 아칭(Arching) 또는 브릿지(Bridge) 현상을 대처할수 있는 가교해제장치를 부설하여야 한다.
③ 하부 슈트는 연소실내의 복사열로부터 보호될 수 있도록 내화물로 시공하거나 수냉식 또는 공랭식 등의 냉각설비를 적용하여야 한다.
④ 폐기물 투입량 탐지기는 크레인 작업시 버켓등으로부터 보호될 수 있도록 하여야 한다.
⑤ 폐기물 투입구는 폐기물을 공급하는 버켓이 열렸을 때의 최대 치수보다 크기가 커야한다.
⑥ 저장된 폐기물 공급시 소각로 내부의 기밀을 유지하여 공기의 침투, 연소가스의 누출등을 방지할 수 있어야 한다.
⑦ 투입구의 상단은 바닥으로부터 순회점검원 등이 도보 중 발을 헛디뎌 추락하지 않을 높이로 해야 하며 700-900 mm로 설치하는 사례가 있다.
⑧ 폐기물 투입구, 슈트는 통상 강판제이고 오랜 사용과 폐기물의 마모 및 침출수 부식등을 고려하여 강판의 두께를 결정해야 한다.
⑨ 슈트와 폐기물 투입구 사이에는 소각열에 의한 열팽창에 따른 응력이 콘크리트 구조물에 전달되는 것을 방지하도록 익스펜션 조인트를 설치하여야 한다.
4.2.2 공급장치
(1) 설치목적 : 폐기물 투입구에서 떨어지는 폐기물을 소각로 연소단에 안정적으로 공급할 수 있는 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 공급장치식(유압피더), 화격자 병용식, 스크류 공급장치(Screw Feeder), 회전식 공급장치(Rotary Feeder), 공급제어장치, 유압구동부, 전동식 구동부, 등
(3) 설계기준
① 페기물을 소각로내에 안정적으로 공급할 수 있는 형상과 크기 및 공급량을 조절할 수 있는 기능을 가져야 한다.
② 소각로 본체와 슈트와의 접속부는 외부와의 기밀이 유지될 수 있는 구조이어야 한다.
③ 튜입슈트와 폐기물 투입구 사이에는 초기 가동시 및 비상시 개폐할 수 있는 체절문과 고온에 견딜 수 있는 구조이어야 한다.
④ 소각로 내의 연소상황에 따라 연속적이고, 안정적으로 폐기물 공급할 수 있어야 한다.
⑤ 폐기물 질의 변화 및 소각로 내의 연소상황에 따라 공급량을 적절한 범위로 제어 가능해야 한다.
⑥ 공급 장치 가동시 폐기물층이 가능한 한 행정에 따른 일정한 두께로 화상에 형성되어 건조 및 연소가 균일하게 이루어지고 소각로 하부에서의 연소공기 공급이 원활히 될 수 있도록 해야 한다.
⑦ 공급 장치의 고장은 소각로의 가동중지를 의미하므로 간단하고 견고한 구조로 되어서 고장이 없도록 해야 한다.
4.2.3 연소장치
(1) 설치목적 : 생활폐기물 주요 연소장치는 화격자식과 유동상식으로 폐기물의 이송과 함께 연소공기의 공급을 통한 연소를 이루게 하는 주요 장치
(2) 설비의 구성
화격자식 : 화격자, 건조단, 연소단, 후연소단, 유압구동장치 등
유동상식 : 유동화, 다공 분사판, 유동사 등
회전로식 : 회전로, 후연소 화격자, 2차 연소실, 수관, 저장조, 회전 구동장치 등
(3) 설계기준
① 화격자식 설계기준
가. 화격자는 이송과 혼합을 위한 운동을 하며 화격자 상에서 연소되는 폐기물은 건조, 연소 및 후연소공정을 거치게 된다.
나. 폐기물 건조, 연소 및 후연소공정 구간별 연소 특성에 따라 이송속도를 제어할 수 있어야 한다.
다. 화격자는 고온의 연소중 폐기물과 직접 접촉하게 되어 있으므로 내열, 내식성 및 내마모성이 우수하고 고온강도가 높은 재질을 적용해야 하며, 냉각효과가 높은 형상을 가져야 한다.
라. 폐기물 건조, 연소 및 후연소 공정 구간별 특성에 따라 1차 공기가 화격자를 통하여 공급될 수 있도록 되어야 한다.
마. 주연소부의 측벽은 로의 형식에 따라 내화물에 냉각공기의 유입 또는 수냉벽 설치등으로 비산재등이 로벽 내화물에 용융 고착되지 않도록 설계되어야 한다.
바. 건조단은 폐기물 층이 상당히 두꺼워 복사전열, 접촉전열등은 폐기물층 내부까지 미치지 않으므로 건조효과를 높이기 위하여 폐기물층의 교반, 반전에 의해 내부층 건조가 가능하도록 하여야 한다.
사. 연소단은 건조된 폐기물은 보통 200℃ 전후에서 열분해가 시작되어 가연성의 휘발분이 기체상태로 빠져나와 고온 분위기에서 착화되고, 잡다한 폐기물 연소단계로 연소속도를 조정할 수 있어야 한다.
아. 후연소단은 타고남은 미연잔류물을 완전 연소시키기 위한 적절한 내부 온도를 유지해야 한다.
자. 후연소단은 클링커 발생이 없고 재 배출을 원활하게 해야 한다.
차. 후연소단은 열발생량이 적은 구간으로 소량의 공기가 공급되어 불필요한 과잉공기에 의해 냉각되지 않도록 조절하여야 한다.
카. 소각재, 대형 불연물이 늘기 때문에 낙진이 적고 내마모성을 고려한 구조이어야 한다.
타. 화격자 상의 폐기물층 두께차나 상이한 폐기물 질에 의해서 생기는 통기성 차이에 의한 영향을 감쇄시키고 각 구역별 화격자 상면에서 거의 균등한 공기공급을 가능케 하도록 1차공기 공급의 통로 및 배분을 적용하여야 한다.
② 유동상식 설계기준
가. 투입된 폐기물은 유동매체인 유동사와 유동함으로 소각재가 원할히 배출되도록 하는 것이 중요하다.
나. 적절히 파쇄된 투입폐기물이 정량 공급되도록 하여야 한다.
다. 다공 분사판의 노즐은 폐기물의 융착에 의한 막힘 또는 고온에 의한 노즐경 확대등이 발생되지 않는 구조와 재질을 사용하여야 한다.
라. 유동사는 입도, 경도, SiO2 함유량, 불순물 함량등 유동사 구비조건에 맞는 유동사를 적용하여야 한다.
마. 유동사에 불연물 함량 증가에 따른 경도, 열보유능력등이 현저히 저하되므로 연2회 정도 유동사 전량교체를 반영하여야 한다.
③ 회전로식 설계기준
가. 회전로식 연소장치는 원통형의 회전로를 완만하게 회전시킬 수 있는 구동장치를 구비하여야 한다.
나. 폐기물의 교반 및 이송이 적절하게 이루어지도록 설계하며 이를 위해 완만한 경사를 유지하여야 한다.
다. 회전로의 내외벽은 내열, 내마모성 및 기계적 강도 등을 충분히 고려하여야 하며, 내부가스가 외부에 누출되지 않도록 설계되어야 한다.
다. 회전로의 본체 내부는 내화물 라이닝(Lining)을 적용하고, 폐기물 이송방향으로 축심을 약간 경사지게 설치하여야 한다.
라. 구동부는 전동기, 감속기를 써서 기어 또는 롤러의 마찰력으로 구동되도록 하여야 한다.
마. 회전로 하부에 설치된 분할된 저장조로부터 주위 벽체를 통하여 연소용 공기를 회전로내에 공급하도록 하여야 한다.
4.2.4 소각로 본체의 구조
(1) 설치목적 : 각 연소방식 및 특성에 따른 용적과 구조를 갖고 그 내부에서 연소가스가 충분히 혼합되어 계획한 폐기물을 일정한 시간내에 연소할 수 있도록 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 물분사식 노즐, 조작기 등
(3) 설계기준
① 화염이 직접 닿는 부분은 내화물로 피복하여 염소(Cl)성분 등에 의한 고온부식 및 수증기에 의한 부식을 방지할 수 있는 구조이어야 한다.
② 내화재는 소각로내부의 운전온도, 연소가스의 특성등을 고려하여 내부식성, 내열성 재료를 사용해야 하고 급냉 및 온도의 급상승에 충분히 견딜 수 있는 구조로 제작되어야 한다.
③ 폐기물 및 재와 직접 접촉하는 부분의 내화재는 내마모성이 강한 재료를 사용해야 한다.
④ 소각로 본체는 연소에 의해 발생하는 열에너지를 폐기물의 건조, 연소 및 후연소의 각 단계에 직접 또는 간접적으로 이용 가능한 형상과 크기로 유의하여 설계하여야 한다.
⑤ 소각로 본체는 폐기물이 화격자 위에서 화염을 형성하여 연소가스로 전환되는 1차 연소실과 연소가스내의 미연소분의 완전연소가 이루어지는 2차 연소실로 구분하여 설계하여야 한다.
⑥ 2차 연소실은 850℃ 이상의 온도에서 체류시간 2초 이상을 만족하도록 연소실 용적을 설계하여야 한다.
⑦ 연소실은 통상 내화물로 구성되어 있으나 배출가스 냉각에 보일러 방식을 채용한 경우는 2차 연소실에 수냉벽을 배치하여 연소가스의 냉각을 도모하고, 고발열량의 폐기물을 소각할 때에는 보일러 수관을 1차 연소실의 일부까지로 연장하여 노내 온도를 적절한 범위로 제한 유지하면서 완전연소를 하도록 설계해야 한다.
⑧ 연소실 형식은 연소 특성에 따라 향류식, 병류식, 중간류식, 2회류식등의 특성을 고려하여 선정하여야 한다.
⑨ 소각로 본체는 화격자 및 내화보온재 등을 지지하며, 내진강도와 열응력, 열팽창등을 고려하여 강도와 구조를 고려해야 한다.
⑩ 철골과 철판은 전용접구조로 밀폐구조를 형성하고, 내화 단열재를 고정함과 함께 연소가스의 누설을 방지하는 구조로 한다.
⑪ 강판의 강도상 비틀림 방지를 위해 최소 3.2mm이상의 두께로 하며, 케이싱 표면온도는 80℃ 이하가 되도록 내화벽돌 및 케스타블을 구성한다.
⑫ 내화물은 소각로 본체의 온도 분포관계, 소각재와의 화학반응, 로벽에 부착하는 클링커 현상 및 가스 반응에 의한 내화물 조직 파괴등의 우려를 검토하여야 한다.
⑬ 폐기물과 직접 접촉하여 마찰에 의해 마모작용이 예상되는 구간은 내마모성 내화물을 적용하여야 한다.
⑭ 소각로 정지 및 소각로내 온도변화에 강한 내화물로 선정하여야 한다.
⑮ 노내의 청소, 점검, 보수를 위한 맨홀, 청소구, 감시창을 설치하여야하며, 맨홀은 사람의 출입뿐만 아니라 보수기재의 출입도 고려한 크기로 설계되어야 한다.
⑯ 맨홀, 청소구, 감시창은 공기의 침입과 연소가스의 누출이 없는 밀폐구조로 하여야 한다.
⑰ 감시창은 노내의 연소상황을 감시할수 있도록 필요한 시야를 갖는 크기로 하여야하며, 감시창은 내열유리를 하고 유리면 오염을 방지하도록 냉각공기 주입방식을 적용하여야 한다.
4.2.5 보조연소장치
(1) 설치목적 : 폐기물 발열량 변동과 미연소에 의한 가스 배출을 방지하기 위한 2차 연소로 출구 가스온도를 850℃ 이상을 유지하기 위해 적정한 가열능력을 갖춘 보조연료 연소장치를 적절한 위치에 설치함
(2) 설비의 구성 : 저장탱크, 스트레이너, 기어펌프, 서비스탱크, 계량펌프, 보조연소 버너, 정압기, 혼합기, 연소공기 공급장치, 예열기등
(3) 설계기준
① 연소보조장치는 로의 기동, 정지시에 노내 온도의 제어, 승온 또는 로냉각 조작을 할수 있어야 한다.
② 저질폐기물 연소시 노내온도 저하를 대처하기 하기 위해 소정의 온도 보정 역할을 할 수 있어야 한다.
③ 축로공사 완료 후 또는 내화벽돌 보수 후 건조를 승온 제어를 할 수 있어야 한다.
④ 연소보조장치 설치위치 및 설치 댓수는 로의 형식, 조작성 등을 고려하여 결정하나 버너 용량은 로의 기동 또는 정지시에서의 승온이나 로냉각(급냉방지)에 필요한 양과 폐기물 열량이 노내온도를 유지하기 위한 최소한계 이하인 경우 조연용으로서 필요한 양과 비교하여 큰 쪽을 선택하여 선정한다.
⑤ 급속한 승온작업, 노내의 급격한 온도 변화에 의한 열적 및 기계적 스폴링에 의한 내화물 균열 발생을 방지하도록 온도조절 제어가 가능해야 한다.
⑥ 로 연소 보조버너는 공급가능한 연료원에 따라 경유, 등유등의 액화연료와 액화석유(LPG), 도시가스 등의 기체연료를 사용할 수 있는 기기를 선정하여야 한다.
⑦ 저장탱크는 시설용량에 따라 지상 또는 지하에 설치한다. 또한 탱크형식은 수평형, 수직형이 있고, 구조, 재질, 강도 및 부속품등에 관하여서는 소방법등의 관련 법규에 준한다.
⑧ 가스 연소장치의 경우 노내에 가스가 누입되지 않도록 가스 배출밸브가 차단밸브에 연동되어 안전이 유지되도록 안전장치를 구성하여야 한다.
4.2.6 2차 연소용공기 공급장치
(1) 설치목적 : 1차 공기에 의해 화격자 연소에서 완전연소가 되지 못한 가연성물질을 완전연소시키기 위한 목적으로 사용되는 공급설비
(2) 설비의 구성 : 2차 공급팬, 차단밸브 등
(3) 설계기준
① 2차 연소실 입구측에 주입하여 상승하는 미연분과 반응하여 완전연소가 이루어지는 위치에 2차 연소용 공기를 주입하도록 하여야 한다.
② 난류 혼합과 잉여 산소의 공급을 통해 미연분의 산화반응을 종료시킬 수 있도록 2차 연소공기 유량, 고속, 고압을 공급할 수 있도록 설계하여야 한다.
③ 미분입자의 이월방지, 연소화염 높이 유지, 연소가스 농도 균질화, 온도 과다상승 방지를 위한 냉각효과를 유지할 수 있어야 한다.
4.3 폐열회수 설비
4.3.1 보일러
(1) 설치목적 : 고온의 폐기물 연소가스에서 열을 회수하여 온수 또는 증기를 만들고, 보일러 출구의 연소가스온도를 배출가스 처리설비의 적정 입구온도까지 냉각할 수 있도록 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 폐열보일러, 증발기, 과열기, 절탕기, 급수장치, 자동제어장치, 안전밸브, 슈트블로어, 블로우다운 탱크, 증기식 공기예열기, 보일러 급수 펌프, 약품주입장치, 탈기기, 탈기기 급수펌프, 순수장치, 연수장치 등
(3) 설계기준
① 배출가스 처리설비의 기기를 보호하기 위한 설비로 재질의 보호측면을 잘 고려하여 배출냉각 온도를 결정하여야 한다. (다이옥신 재형성을 제어: 배출 온도 200℃ 이하 유지)
② 보일러 본체는 연소실에서 발생한 열을 방사와 고온 연소가스와의 접촉에 의해 물을 가열 증발시키는 부분으로 온수 또는 증기의 압력에 견딜 수 있는 재질과 두께를 산정해야 한다.
③ 보일러의 접촉 전열면인 전열관 외부표면에 비산재가 부착하여 커지는 현상 방지 방법
가. 접촉 전열면에 들어갈 때 가스의 흐름을 반전시켜서 가스중의 비산재를 가능한 한 제거 해야 한다.
나. 접촉 전열면 입구에 도달할 때까지 방사전열 면적을 두어 일정한 온도까지 연소가스 온도를 강하시켜야 한다.
다. 접촉전열면의 전열관 피치(Pitch)를 가능한 한 크게 해야 한다.
라. 재가 부착되지 않게 슈트블로어(Sootblower)나 해머링(Hammering)등의 방법으로 주기적으로 보일러 튜브를 청소해야 한다.
슈트블로어 조작회수는 1일 3회, 8시간 간녁으로 재의 성질, 양등 시설마다 다르기 때문에 실제 운전하여 경험에 의해 조절, 결정할수 있도록 해야 한다.
슈트블로어는 공기식과 증기식이 있으며, 설비비, 유지비 그리고 성능등을 고려하면 발생증기를 이용한 증기 분무식 슈트블로어를 계획하는 것이 유리함.
슈트블로어는 500℃ 이상의 범위에서는 삽입식 단일노즐 형식을 적용하며, 500℃ 미만의 지역에서는 복수노즐의 고정형 회전식 블로어를 적용한다.
슈트블로어의 재질은 내열성 및 설치지역의 부식 환경을 고려하여 적절한 재질을 선정해야 한다.
④ 증기 터빈 전기생산에 필요한 고압 및 과열도의 증기를 만들기 위해 과열기를 설치하여야 한다.
⑤ 과열기는 보일러 본체의 포화증기를 고온으로 가열하여 과열증기로 만드는 장치로 여러개의 고압 튜브로 구성되어 외부에서 연소가스와의 접촉, 방사가 되도록 해야 한다.
⑥ 보일러 본체에 보내는 물을 예열하기 위해 보일러 배출가스에 절탄기를 설치하여야 한다.
⑦ 과열기 및 절탄기는 고온가스에 의해 고온부식, 저온부식이 발생할 수 있으므로 내부식성 재질을 선정하여야 하며, 유지 보수 및 교체가 용이한 구조로 구성되어야 한다.
가. 고온부식 대책
내열 및 내식성이 뛰어난 재료를 선정한다.
고온부식이 발생할 수 있는 금속표면에 피복을 한다.
고온부식이 발생할 수 있는 금속표면의 온도를 내린다.
퇴적 혹은 침적된 먼지를 제거한다.
부식성 유해가스 농도를 낮춘다.
먼지의 퇴적이 어려운 구조로 한다.
나. 저온부식 대책
내산성이 있는 금속재료를 선정한다.
저온부식이 발생할 수 있는 금속표면에 피복을 한다.
연소가스온도를 산노점온도 이상으로 유지하도록 한다.
예열공기를 사용하여 에어퍼지를 한다.
보온시공을 한다.
⑧ 보일러는 시설의 규모등에 따라 노통식, 노통연관식보일러, 수관식 보일러를 선정해야 한다.
⑨ 수순환 방식은 온수 또는 증기 생산에 따라 자연순환식 보일러와 강제순환식 보일러 형식을 선정해야 한다.
⑩ 일반적으로 2톤/시간 이상의 폐기물 처리시설에서는 연소실과 폐열보일러가 일체형인 보일러를 설치하여야 한다.
⑪ 폐기물의 배출가스중 다량 포함된 비산재가 가스흐름에 섞여 보일러 전열관에 충돌하여 가스유속이 어느 한도를 초월하면 보일러 강재를 현저하게 마모시키므로 가스유속을 6m/sec 이하로 하는 것이 적당하다.
⑫ 보일러 드럼수위 제어방식은 압력제어 방식으로는 배압조절기에 의해 보일러 출구 증기압력을 제어하며, 드럼수위는 드럼수위, 증기유량 및 급수유량의 3가지 요소를 루프방식으로 제어할 수 있도록 해야 한다.
⑬ 안전밸브 용량은 최대 증발량 용량 이상으로 한다.
⑭ 탱크류에는 탈기기 및 복수탱크가 있다.
가. 공급수중 산소, 탄산가스등의 비응축성 가스를 제거하여 부식을 방지하고, 보일러 급수를 가열할 수 있도록 하기 위해 설치한다.
나. 탈기기 저수조 용량은 폐열보일러의 최대 증발량을 고려하여 결정한다. (시간당 최대 급수량의 40% 정도)
다. 복수탱크는 증기복수기에서의 복수, 각 설비에서의 배출수, 순수장치에서의 보급수 등을 받아 급수를 일시 저장하기 위해 설치한다.
라. 탱크용량은 각 부분에서의 최대 유량을 고려하여 결정하고, 해머링(Hammering)현상 방지의 목적으로 대기 개방형으로 한다.
⑮ 펌프류
가. 펌프류는 보일러 급수펌프, 탈기기 급수펌프 등이 있으며 양정, 토출량, 급수의 온도등에 따라 펌프 형식, 용량이 결정된다.
나. 연속운전을 하는 펌프에서도 공동화현상(Cavitation)이나 타버리는 현상이 발생할 수 있으므로 과열방지 대책을 수립해야 한다.
다. 각 펌프 및 그와 관련되는 기기는 조작, 보수하기에 쉽도록 배치하여야 하며, 유지관리를 위하여 필요시 호이스트 또는 천장 크레인(대용량시)을 설치하여 장비 철거 및 반출에 편리하도록 하여야 한다.
라. 펌프 및 그 부품의 취급을 쉽게 하기 위하여 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등이 있어야 한다.
마. 모든 펌프는 그 펌프의 테스트 압력에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 테스트 압력은 흡입 압력이 최대인 상태에서 최대 토출압의 1.5배의 압력으로 한다. 토출부의 주철제 케이싱은 체절 압력의 1.5배로 설계되어야 한다. 만약, 대기압 이하의 흡입 압력 상태에서 운전될 때는 진공압력에 견딜 수 있는 것으로 한다.
바. 모든 펌프의 축은 원동기의 최대 출력을 충분히 전달할 수 있는 크기로 한다. 펌프의 축 및 커플링은 커플링에 걸리는 최대 전달 토크보다 축의 허용토크가 크도록 설계되어야 한다.
사. 모든 펌프의 습동 부위는 그 유체의 물성치 및 특성에 맞는 재질을 선택하여야 하며 내마모성 및 내부식성이 있어야 한다.
아. 그랜드 패킹(Gland Packing) 또는 미케니컬 실(Mechanical Seal)은 신속한 교체 작업이 가능하도록 설계되어야 한다.
자. 펌프의 케이싱은 보수유지를 쉽게 하기 위하여 분할방식(가급적이면 수평방향)으로 하여, 임펠러 및 펌프 축을 케이싱으로부터 제거 시에 주 배관 및 밸브 등에 의하여 방해를 받지 않도록 하여야 한다. 일반적으로 회전축을 분리하여야 하는 펌프는 커플링으로 전동기와 연결되어야 한다.
차. 어떠한 운전 조건 하에서도 유효흡입수두(NPSH Available)가 보증될 수 있는 펌프형식을 선택하여야 한다.
카. 펌프의 재질은 KS규격을 참조하며, 폐수처리설비에 적용되는 펌프 샤프트 및 임펠라는 STS 304 또는 동등 이상의 내부식성 재질을 사용 하여야 한다.
⑯ 약품주입장치
가. 보일러수의 수질을 최적의 상태로 유지하기 위해 왕복구동 플러저 펌프식이나 다이아프램식등을 적용해야 한다.
나. 다수의 보일러 설치시 각각의 드럼에 주입펌프를 설치해야 한다.
⑰ 블로우다운장치
가. 급수중의 불연물과 순환계 내에 주입된 약품이 보일러수에서 농축되어 규정치를 넘는 것을 방지하기 위해 설치한다.
나. 블로우다운량은 샘플링 수의 수질분석 결과에 따라 결정하면 좋으나 폐기물 소각로의 폐열보일러의 경우 일반적으로 복수회수율이 높아 농축되기가 쉽지 않기 때문에 블루우다운 밸브에 의해 간헐적으로 불로운다운하는 것으로 충분하다.
다. 연속 블로우다운 장치를 설치하는 경우에는 최대 증발량의 2~3% 정도의 장치능력을 갖는 것으로 충분하다.
라. 관수 측정 장치는 냉각기(Cooler)가 장치된 샘플링 장치를 설치하여 정기적으로 보일러 수질을 분석하여 수질관리를 하는 것이 필요하다.
⑱ 순수장치 및 연수장치
가. 순수 및 연수장치는 보일러 용수의 원수중 각종 불순물을 제거하여 보일러 보급수에 적합한 수질로 처리하는 장치이다.
나. 순수장치의 용량은 설계보다 실제가동시 항시부족하므로 보일러 용량에 3~4%로 설계하여야 한다.
다. 원수처리 방법
약품처리법
증류법
이온교환수지법
㉮ 단순연화
㉯ 탈 알칼리(Alkali) 연화
㉰ 혼상식 전염 탈염
㉱ 복상식 전염 탈염
역삼투압
4.3.2 증기복수설비
(1) 설치목적 : 폐열 보일러에서 만들어진 증기를 물을 매체로 하는 수냉식 냉각방법과 공기에 의해 냉각하는 방법으로 외기조건, 잉여증발량 및 증기터빈의 통과증기량 등의 부하변동 등 소각시설의 현장여건에 맞추어 설치하는 설비
(2) 설비의 구성 : 고압증기 헤더, 복수기, 복수탱크, 냉각수 순환펌프, 루버, 송풍기, 구동장치 등
(3) 설계기준
① 겨울철 운전시 또는 소각로 정지시 동파가 되지 않도록 대책을 세워야 한다.
② 공랭식으로 건물내부에 설치시 냉각공기의 재순환으로 냉각효율이 저하될 우려가 있으므로 적절한 배치계획을 세워야 한다.
③ 보일러의 잉여증기에 따라 고압증기 복수기와 저압증기 복수기로 구별하여 선정한다.
④ 복수기의 냉각제어 방식은 팬의 각도조절(Pitch Control)에 의한 제어방식과 팬의 회전수를 조절하는 제어(VVVF Control) 및 루버에 의한 제어 방식등을 적용해야 한다.
4.3.3 물분사식 가스냉각설비
(1) 설치목적 : 페열 보일러에서 만들어진 증기를 물분사 방식을 적용하여 분사된 물이 완전히 증발하면서 연소가스를 냉각하는 방식
(2) 설비의 구성 : 버켓, 권상⦁권하장치, 주행⦁횡행장치, 전기공급장치, 조작장치, 투입량 계량장치, 크레인거더, 브레이크, 감속기, 드럼, 안전장치 등
(3) 설계기준
① 유량이 큰 폭으로 변화하는 경우에는 노즐의 수를 검토해야 하며, 다수의 노즐을 배치시에는 분무된 미세물방울의 상호간섭이 발생하지 않도록 배치하여야 한다.
② 분사정지시에 노즐의 고온 부식을 방지할 수 있는 구조 및 노즐의 교환등 유지관리가 용이하도록 해야 한다.
③ 정전시나 용수공급 중단시에도 수조로부터 용수가 30분 이상 비상 공급될 수 있도록 설계되어야 한다.
④ 냉각실 바닥이나 출구 덕트에 비산재가 고착되지 않도록 적정한 크기의 필요한 설비를 갖추어야 한다.
⑤ 가스의 흐름방향과 기액접촉방식에 따라 기액병류 하향류형, 기액향류 상향류형, 기액병류 상향류형식으로 배출가스의 특성에 따라 선정한다.
가. 가스 냉각실의 유효요소 높이에 가장 큰 영향을 미치는 것은 물방울의 입경으로 입경의 제곱에 비례한다.
나. 가스유속이 많은 영향을 미치며 소요높이는 거의 가스유속(Gm3/m2)에 비례한다.
다. 초기 입경의 크기는 분사압력의 제곱근에 비례하고 수량에 반비례한다.
⑥ 고온의 연소가스를 효율적으로 냉각하기 위한 구조조건
가. 분사수의 분무입자를 미립화한다.
나. 분사수량을 폭넓고 광범위하게 조절할 수 있다.
다. 조절폭을 넓게 하여도 입자경이 크게 되지 않아야 한다.
4.4 연소용 공기공급
4.4.1 1차 공기 압입송풍기
(1) 설치목적 : 폐기물 저장조에서 흡입공기를 흡입하여 저장조내에 부압을 유지하고, 악취를 소각로 연소단에서 연소처리하며, 폐기물 1차 연소 공기를 공급하는 설비
(2) 설비의 구성 : 흡입덕트, 흡입댐퍼, 열교환기, 1차 압입송풍기 등
(3) 설계기준
① 폐기물 소각에 필요한 공기를 공급해주는 설비로 반입폐기물의 단위 중량당 원소성분 C, H, O, N, S 등의 완전연소에 공연비에 폐기물 소각량을 곱한 필요한 최대 송풍량에 10~20%의 여유를 갖도록 설계하여야 한다.
Q = L × A × (1+α) (4.4-1)
여기서 Q : 압입 송풍기의 풍량 (N㎥/hr)
L : 단위 폐기물에 대한 필요공기량 (이론공기량×공기비+노온제어에 필요한공기량), (N㎥/hr)
A : 시간당 폐기물 소각량, kg/hr
α : 송풍기 선정시의 풍량 여유율
② 압입송풍기는 연소용 공기를 노내로 압입하고 그 압력으로 배출가스를 대기로 방출하도록 설계하여야 한다. (필요한 풍압 P는 다음 식에서 구해진다.)
P = P1 + P2 + P3 + P4 – P5 (4.4-2)
여기서 P : 압입송풍기 설계풍압, mmH2O
P1 : 공기예열기의 압력손실, mmH2O
P2 : 송풍기에서 소각로까지의 덕트라인에서의 압력손실, mmH2O
P3 : 화격자의 압력손실, mmH2O
P4 : 폐기물 층의 압력손실, mmH2O
P5 : 송풍기 입구 풍압(통상 부압), mmH2O
③ 필요한 풍압 P는 시설의 규모와 용량(화격자의 종류, 덕트에 설치되는 기기, 덕트내 설계풍속, 덕트의 굴곡부 등)에 따라 달라지나 일반적인 화격자식의 경우 160~650 mmH2O 정도로 선정하는 경우가 많고, 유동층 소각로의 경우에는 유동사의 유동에 필요한 압력을 고려하여야 하므로 1,500~2,500 mmH2O를 적용한다.
④ 폐기물 저장조 내의 공기를 압입송풍기로 흡입하여 연소용 공기로 사용하여 저장조내를 부압상태로 유지시킴으로써 악취의 외부비산을 방지한다.
⑤ 연소용 공기 흡입구는 폐기물 저장조 상부에 설치하며 이물질 유입을 방지하기 위하여 흡입구에 스크린을 설치하여야 한다.
⑥ 1차 공기의 흡입은 연소효율을 향상시키기 위하여 소각로의 방열을 열교환하여 상승된 1차 공기를 화격자 공기 공급관에 공급하여 연소효율을 높인다.
⑦ 송풍기는 통상 예비송풍기 없이 단독으로 설치되므로 베어링 온도, 전동기 권선온도 상승으로부터 보호되어야 하며 중앙제어실, 현장에서 기동 및 정지가 가능하도록 구성하여야 한다.
⑧ 송풍기 및 부속장비는 운전하기에 용이하고, 유지관리 및 제거시 시설의 운전에 방해되지 않도록 배치하여야 한다.
⑨ 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등은 송풍기 및 그 부품을 용이하게 취급하기 위하여 공급되어야 한다.
⑩ 송풍기, 구동기 및 보조기기는 지침서에 명시된 최저 및 최고 주위 온도 하에서 가동 및 운전이 적절하게 이루어져야 한다.
⑪ 송풍기는 구동기 및 기어와 함께 구성되며, 경우에 따라 커플링 및 보호판, 보조기기 등도 포함되어야 한다.
⑫ 송풍기, 구동기, 보조기기 등은 최소 7,200시간 이상의 연속운전을 기준으로 설계되어야 한다.
⑬ 송풍기 케이싱의 내부표면, 연소용 공기 연결 덕트 내⦁외부 등은 방식 페인트로 도장되어야 한다.
⑭ 모든 내부 볼트는 풀리지 않도록 설계되고 체결되어야 한다.
⑮ 소음에 관한 자료는 KS 규정을 따라야 하며 방진설비 및 방진대책을 세워야 한다.
⑯ 케이싱에는 임펠러 쪽에 적어도 1개소 이상의 점검구를 설치하여야 한다.
⑰ 케이싱 설계 시 케이싱 부품을 분해하지 않고도 베어링 및 샤프트 실을 보수, 유지할 수 있어야 한다.
4.4.2 2차 공기 압입송풍기
(1) 설치목적 : 소각로에서 발생하는 미완전연소가스를 완전연소하기 위하여 1차 연소실 출구에 공기를 주입시켜주는 설비
(2) 설비의 구성 : 흡입덕트, 흡입댐퍼, 열교환기, 2차 압입송풍기 등
(3) 설계기준
① 공기의 흡입은 소각동, 폐기물 저장조 또는 재저장조에서 취하여 2차 연소실로 공기를 공급하여 악취를 산화분해하도록 설계한다.
② 2차 공기량은 전체 연소공기중 1차 공기와 일정비율로 분할하여 공급하며 이는 연소제어 계통에서 결정된 값을 2차 공기 압입송풍기 흡입측 댐퍼를 자동연속 제어함으로써 연소실의 온도를 조절하는데 연소공기량은 노내 온도감지에 의해 이루어진다.
③ 2차 공기는 소각로 측면에서 여러 개의 주입노즐에 의하여 공급하는 방식으로 1차공기와 같이 넓은 면적에 균일하게 공급하기 어려워 연소가스와 충분히 혼합할 수 있는 방안을 강구하여야 한다.
④ 2차 공기의 풍압을 높게 하여 노즐에서의 주입속도를 크게 함으로써 2차 공기 주입부위에서 난류(Turbulence)를 형성하여 미연가스와 2차 공기를 충분히 혼합하도록 해야 한다.
⑤ 2차 공기 압입송풍기 출구의 압력은 높게 되어 송풍기, 댐퍼, 노즐등과 공기 덕트와의 연결부위에서 공기의 누설이 발생하지 않도록 해야 한다.
⑥ 2차 공기 압입송풍기의 풍량은 1차 공기 계산시 설계 최고 폐기물질 소각시 필요한 연소 공기량중 2차 공기에 분배된 양에 10~20% 여유를 갖도록 설계한다. 이는 갑작스런 고발열량 폐기물의 연소시 2차 공기 소요량 증대에 대비하거나 노내의 급격한 온도상승시 냉각용 공기로 활용하도록 해야한다.
⑦ 2차 공기의 흡입은 연소효율을 향상시키기 위하여 소각로의 방열을 열교환하여 상승된 2차 공기를 소각실 상부에 공급하여 연소효율을 높인다.
⑧ 송풍기는 통상 예비송풍기 없이 단독으로 설치되므로 베어링 온도, 전동기 권선온도 상승으로부터 보호되어야 하며 중앙제어실, 현장에서 기동 및 정지가 가능하도록 구성하여야 한다.
⑨ 송풍기 및 부속장비는 운전하기에 용이하고, 유지관리 및 제거시 시설의 운전에 방해되지 않도록 배치하여야 한다.
⑩ 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등은 송풍기 및 그 부품을 용이하게 취급하기 위하여 공급되어야 한다.
⑪ 송풍기, 구동기 및 보조기기는 지침서에 명시된 최저 및 최고 주위 온도 하에서 가동 및 운전이 적절하게 이루어져야 한다.
⑫ 송풍기는 구동기 및 기어와 함께 구성되며, 경우에 따라 커플링 및 보호판, 보조기기 등도 포함되어야 한다.
⑬ 송풍기, 구동기, 보조기기 등은 최소 7,200시간 이상의 연속운전을 기준으로 설계되어야 한다.
⑭ 송풍기 케이싱의 내부표면, 연소용 공기 연결 덕트 내⦁외부 등은 방식 페인트로 도장되어야 한다.
⑮ 모든 내부 볼트는 풀리지 않도록 설계되고 체결되어야 한다.
⑯ 소음에 관한 자료는 KS 규정을 따라야 하며 방진설비 및 방진대책을 세워야 한다.
⑰ 케이싱에는 임펠러 쪽에 적어도 1개소 이상의 점검구를 설치하여야 한다.
⑱ 케이싱 설계 시 케이싱 부품을 분해하지 않고도 베어링 및 샤프트 실을 보수, 유지할 수 있어야 한다.
4.4.3 연소용 공기제어
(1) 설치목적 : 유량조절은 송풍기 전단의 흡입댐퍼에 의해 조절하며, 공기량은 연소가스중의 산소농도에 따라 조절이 가능해야 하고 중앙제어실 및 현장에서 정지와 기동이 가능하도록 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 흡입댐퍼, 엑츄에이터, 유량계, 등
(3) 설계기준
① 유량조절은 송풍기 전단의 자동흡입댐퍼를 이용하여 조절하도록 하여야 한다.
② 공기량은 연소가스의 산소농도에 따라 조절이 가능해야 하며, 중앙제어실 및 현장에서 정기와 기동이 가능하여야 한다.
③ 연소공기는 소각로의 형식 및 구조에 따라 미연가스 배출량이 최소화 되도록 적절한 양의 공급이 중요하며 그 양은 연소가스 중의 산소(O2)량을 측정하여 과잉공기비를 산출함으로써 결정되어진다.
④ 연소공기량은 기설정된 과잉공기비와 연소가스중의 산소(O2)측정에 따른 실제 과잉공기비의 차를 보정하여 압입송풍기에서 공급하는 공기량을 연속 제어함으로써 이루어진다.
⑤ 소각로로 공급되는 연소공기량은 중앙제어실에 지시 및 기록되어야 하며 유량제어 댐퍼의 개도가 중앙제어실에 지시되어 원격수동제어가 가능하도록 구성한다.
4.4.4 공기예열기
(1) 설치목적 : 공기의 예열은 폐열보일러에서 발생된 증기를 이용하는 증기식 예열기와 배기가스의 일부를 이용하는 가스식 공기예열기 및 LNG 등 연료를 이용하여 직접 공기를 예열하는 직화식 공기예열기로 압입송풍되는 1,2차 공기를 예열하여 소각로 연소효율을 상승시켜주는 설비
(2) 설비의 구성 : 증기 자동밸브, 증기식 공기예열기, 배가스 자동댐퍼, 가스식 공기예열기, 직화식 공기예열기, 등
(3) 설계기준
① 배가스식 공기예열기의 경우에는 산성가스 및 저온에 의한 부식을 고려해야 하며, 증기식 예열기의 경우에는 사용증기의 조건(압력, 온도 등)에 맞도록 설계하여야 한다.
② 예열기의 온도조절용 증기와 연료사용량은 자동으로 조절되어야 하며 부식 및 먼지고착을 고려하여 재질을 선정하고 점검 및 보수를 위한 공간과 접근이 용이한 구조이어야 하고 내부점검을 위한 맨홀도 설치하여야 한다.
③ 공기온도는 높으면 높을수록 건조도 빠르고 연소가 양호하게 진행되어 소각재 중의 미연분, 즉 강열감량이 감소하나 공기예열기의 구조 및 경제성 측면에서 고려하여 설계하여야 한다.
④ 공기예열기에는 연소가스의 열에 의해 연소용 공기를 예열하는 가스식 공기 예열기, 보일러로부터의 발생증기에 의해 예열하는 증기식 공기예열기, 연료(경유, 등유, 도시가스, 프로판 등)를 연소시킨 고온 연소가스를 연소용 공기와 혼합시켜 예열하는 직화식 공기예열기등을 적용할 수 있다.
⑤ 가스식 공기예열기에 의한 공기온도의 조절은 예열기에 들어가는 배출 가스량으로 조절한다. 가스량 조절은 예열기에 바이패스를 설치하여 바이패스 유량을 조절하는 것에 의한 방법과 물분사식 가스냉각 설비의 바이패스에 예열기를 설치하여 가스냉각설비를 흐르는 가스유량을 조절하는 것에 의한 방법이 있다.
⑥ 증기식 공기예열기는 증기가 응축할 때 방출하는 열량으로 공기온도를 상승시키는 것으로 상승 가능온도는 경제성을 고려하여 포화증기 온도에 비해서 20~30℃ 낮은 온도로 하여야 한다.
⑦ 증기식 공기예열기는 핀(Fin)을 부착시켜 전열면적을 증가시킨 핀튜브(Fin Tube)식과 핀이 없는 베어튜브(Bare Tube)식이 있으며 양쪽 모두 관내에 증기, 관외에 공기를 통과시키는 방식을 적용한다.
⑧ 베어튜브 식은 핀튜브 식에 비해서 효율이 나쁘기 때문에 장치가 크게 되고 고가의 장치가 되는 결점이 있으나, 공기중에 포함되는 먼지의 부착은 핀튜브 식에 비해서 적고 청소가 간단한 이점이 있기 때문에 공간과 설치비용 등을 고려하여 적절한 형식을 선정하여야 한다.
⑨ 직화식 공기예열기는 폐기물의 발열량이 저질기준으로서 가스식 공기예열기가 없는 경우와 증기식 공기예열기에서 공기 온도가 너무 낮은 경우에 설치한다.
4.$ 연소공기 이송덕트
(1) 설치목적 : 연소공기 이송덕트는 연소공기를 화격자로 공기공급라인에 공기를 유도하여 주는 역할을 한다.
(2) 설비의 구성 : 이송덕트, 유량계, 압력계, 온도계, 차압계, 유량조절용 댐퍼, 볼륨 댐퍼 등
(3) 설계기준
① 용접강재로서 온도에 대한 영향을 고려하여 덕트 재료 및 두께를 설계하여야 하고, 내부공기의 누설을 막을 수 있는 구조로 되어야 하며 닥트의 형식은 원형 또는 각형으로 한다.
② 적절한 장소에 유량조절용 댐퍼를 설치하여 로의 각 공정 및 그 밖의 필요한 장소에 적절한 양의 공기가 공급되도록 한다.
③ 공기예열기 후단의 덕트에는 온도저하방지 및 화상방지를 위한 적절한 두께의 보온이 되어야 한다.
④ 통풍 덕트에는 일반 구조용 압연강재가 많이 사용되지만 공기 흡입구인 폐기물 저장조 벽의 부분은 콘크리트로 만드는 경우도 있다.
⑤ 덕트의 모양은 원형과 각형이 있으며 원형은 구조상 튼튼해서 보강제는 필요하지 않은 경우가 많으나 각형에 비해서 내부유체 속도를 동일하게 유지하는데는 넓은 공간을 필요로 한다. 한편, 각형은 공간면에서는 유리하나 보강재가 필요하다. 또한 일반적인 덕트내의 유속은 최대 12m/s가 되도록 설계하는 것이 바람직하다.
⑥ 덕트의 열팽창수축에 대비하여 적절한 위치에 캔바스(Canvas)를 설치하고 점검이 필요한 댐퍼 부근에는 사람이 들어갈 수 있는 맨홀을 설치하는 것이 좋다.
4.4.6 유인송풍기
(1) 설치목적 : 평형통풍방식의 적용시 소각로내의 압력을 부압으로 유지시키기 위하여 설치하는 것으로 설치된 설비들 내에 배가스의 흐름을 평형하게 하고, 각설비별 배가스의 상태를 예측하게 하여 소각을 안정화 시키고, 각 시설의 성능을 향상하도록 하여 준다.
(2) 설비의 구성 : 유인송풍팬, 흡입 자동 댐퍼, VVVF 제어, 압력계, 차압계, 온도계, 베어링 냉각수 순환 등
(3) 설계기준
① 고온의 가스취급에 적합하도록 설계되어야 하며, 입․출구에는 열팽창에 의한 덕트의 손상을 방지할 수 있는 팽창대(Expansion Joint) 설치를 고려하여야 한다.
② 유인송풍기 용량의 산정은 계산에 의해서 얻어진 최대 가스량의 15~30%, 최대 풍압의 10~20%의 여유를 두고 운전시에 항상 노내를 부압으로 유지할 수 있어야 한다.
③ 유인송풍기의 계산가스량 Q는 연소가스량 산출식에서 구하지만 일반적으로 다음과 같다.
Q = q1 + q2 + q3 + q4 (4.4-3)
여기서 q1 : 연소가스량 ( 폐기물 가연분 연소 발생 가스량 + 폐기물 수분증발량 + 과잉공기량)
q2 : 로온 제어를 위한 냉각용 공기량 (2차 공기 등)
q3 : 수분사 감온시 수분 증발량 (발생 수증기량)
q4 : 연소가스 처리계통에서의 유입 공기량 (반건식 반응탑의 액분무용, 활성탄 분무공기, 여과집진기의 탈진용 공기 등)
주) 연소가스의 감온을 폐열보일러와 같이 간접 접촉방식의 경우에는 q3는 고려하지 않는다.
④ 유인송풍기의 필요한 풍압 P(mmH2O)는 다음 식에 의하여 구한다.
P = (-P1 + P2 + P3 + ․․․․ + Pm + PT) × (1+Υ) (4.4-4)
여기서 P1은 노내압으로 약 -3 ~ -10 mmH2O 정도이다.
P2 ~ Pm 은 연소가스 냉각설비, 연소가스 처리설비, 덕트, 댐퍼 등의 압력손실이며, PT는 굴뚝입구의 정압 (통상 부압이지만 ±0 mmH2O로 계획하는 것이 바람직하다) 이다.
Υ는 여유율로 최대 풍압의 10~20%로 설계한다.
⑤ 유량조절은 가스량에 따라서 자동으로 제어되어야 하며 제어설비는 흡입댐퍼, 토출댐퍼, 유체커플링 및 가변속 구동장치 등이 있고 기동 및 정지를 중앙제어실 및 현장에서도 가능할 수 있도록 한다.
가. 토출댐퍼에 의한 방법
토출측에 설치된 댐퍼의 개도를 조정하여 송풍기 토출측 저항을 변화시켜 흡입측 압력곡선을 바꾸는 방법으로 개도 50%까지 풍량의 변화는 거의 없다.
축동력은 댐퍼를 완전히 열었을 때 동력곡선을 따라 변화한다.
나. 흡입댐퍼에 의한 방법
흡입측에 설치된 댐퍼의 개도를 조정하여 송풍기 흡입측 저항을 변화시켜 토출측 압력곡선을 바꾸는 방법으로 풍량의 변화는 토출댐퍼의 경우와 동일하다.
축동력은 흡입가스가 가벼워진 만큼 적어진다.
다. 유체 커플링에 의한 방법
송풍기와 전동기 사이에 유체커플링을 설치하여 커플링내의 유체압력을 송풍량에 비례하도록 제어하여 송풍기의 회전수를 변화시키는 방법
저부하시 축동력은 적어지며 제어성능은 우수하나 설치비가 비싸다.
라. 가변속구동(VVVF)에 의한 방법
인버터(Inverter)를 사용하여 전동기의 회전수를 송풍량에 비례하도록 제어하는 방법으로 축동력은 대략 회전속도의 3승에 비례하여 변화한다.
효율은 공기량 80% 이하에서 양호하며 제어성능은 우수하나 설치비가 비싸다.
⑥ 유인송풍기의 운전온도는 연소가스 처리설비의 형식, 송풍기의 설치위치에 따라 달라지나 보통 운전온도 150℃~200℃ 정도에 견딜 수 있는 구조이어야 한다.
⑦ 유인송풍기는 고온의 가스취급에 적합하도록 열팽창을 고려하여 설계하여야 하며 고온상태에서 베어링의 윤활이 가능하도록 하고 전동기로의 열전달을 막기 위하여 냉각수 등에 의한 베어링의 냉각을 실시해야 한다.
⑧ 연소가스용 덕트의 재질은 일반적으로 일반구조용 압연강재를 사용하므로 열팽창에 의한 덕트의 손상을 방지하기 위하여 열팽창값 이상의 신축성을 갖는 팽창대(Expansion Joint)를 송풍기 입․출구에 설치하여야 한다.
⑨ 습식 또는 반건식 연소가스 처리설비를 채택할 경우에는 증발 수분에 따른 가스의 증가가 있고 백연발생의 방지 또는 저감을 위하여 고온의 공기를 주입할 경우에는 이를 고려하여야 한다.
⑩ 송풍기는 통상 예비송풍기 없이 단독으로 설치되므로 베어링 온도, 전동기 권선온도 상승으로부터 보호되어야 하며 중앙제어실, 현장에서 기동 및 정지가 가능하도록 구성하여야 한다.
⑪ 송풍기 및 부속장비는 운전하기에 용이하고, 유지관리 및 제거시 시설의 운전에 방해되지 않도록 배치하여야 한다.
⑫ 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등은 송풍기 및 그 부품을 용이하게 취급하기 위하여 공급되어야 한다.
⑬ 송풍기, 구동기 및 보조기기는 지침서에 명시된 최저 및 최고 주위 온도 하에서 가동 및 운전이 적절하게 이루어져야 한다.
⑭ 송풍기는 구동기 및 기어와 함께 구성되며, 경우에 따라 커플링 및 보호판, 보조기기 등도 포함되어야 한다.
⑮ 송풍기, 구동기, 보조기기 등은 최소 7,200시간 이상의 연속운전을 기준으로 설계되어야 한다.
⑯ 송풍기 케이싱의 내부표면, 연소용 공기 연결 덕트 내⦁외부 등은 방식 페인트로 도장되어야 한다.
⑰ 모든 내부 볼트는 풀리지 않도록 설계되고 체결되어야 한다.
⑱ 소음에 관한 자료는 KS 규정을 따라야 하며 방진설비 및 방진대책을 세워야 한다.
⑲ 케이싱에는 임펠러 쪽에 적어도 1개소 이상의 점검구를 설치하여야 한다.
⑳ 케이싱 설계 시 케이싱 부품을 분해하지 않고도 베어링 및 샤프트 실을 보수, 유지할 수 있어야 한다.
4.4.7 연소가스 이송덕트
(1) 설치목적 : 연소가스 이송덕트는 연소배가스를 각 단계별 연소가스 처리시설로 배가스를 유도하여 주는 역할을 한다.
(2) 설비의 구성 : 이송덕트, 유량계, 압력계, 온도계, 차압계, 유량조절용 댐퍼, 볼륨 댐퍼 등
(3) 설계기준
① 고온 및 유해가스에 대한 열팽창, 부식, 진동 등에 대비하고, 특히 저온 배가스의 접촉부위에는 부식성가스와 결로에 의한 부식이 발생하기 쉬우므로 온도저하방지 및 화상방지와 내부식성을 위하여 적절한 내부식성 재질의 두께선정과 보온을 적용하여야 한다.
② 덕트는 용접강재로서 온도 및 부압에 충분히 견딜 수 있도록 하고, 외부공기의 유입을 방지하기 위하여 기밀을 유지할 수 있는 구조이어야 한다.
③ 덕트내의 배출가스의 성상은 로에서 집진설비, 집진설비에서 유인송풍기, 유인송풍기에서 유해가스 제거설비, 유해가스 제거설비에서 굴뚝까지의 각 설비의 사이에 따라 온도와 압력, 유량 및 유속이 각각 다르기 때문에 위치별 온도에 따른 이송덕트의 규격을 변경하여 적용해야 한다.
④ 집진설비에서 유인 송풍기까지는 집진설비 앞과 비교해서 먼지는 적지만 높은 진공압이 걸리기 때문에 보강재에 의해 진동을 방지하는 것이 바람직하다.
⑤ 배출가스 덕트의 형상은 각형과 원형이 있으며 최대유속을 15 m/s 이하가 되도록 설계하는 것이 바람직하다. 배출가스 덕트에는 일반구조용 압연 강재가 일반적으로 사용되지만 옥외 덕트의 경우에는 비․바람에 의한 노화를 방지할 수 있도록 내후성 강재를 사용하는 것이 좋다.
4.4.8 굴뚝
(1) 설치목적 : 높이에 따른 통풍력과 소각로에 의해 발생하는 모든 배출가스의 원활한 확산을 목적으로 설치한다.
(2) 설비의 구성 : 굴뚝, 측정구, 플랫포옴, TMS, 드레인 밸브, 사다리, 스파이럴 스테어, 전원설비, 피뢰침, 항공장애등, 맨홀 등
(3) 설계기준
① 굴뚝은 통풍력, 배출가스의 대기확산을 고려하고 굴뚝 높이를 설계하고 상부내경은 공동현상(Down Draft), 세류현상(Down Wash) 및 적취현상(Whistling)이 발생하지 않도록 설정하여야 한다.
② 굴뚝 하부에는 배가스에 의한 부식 등에 대한 대책을 강구하고 청소구 및 응축수 배출구가 설치되어야 하며, 상부에는 낙뢰방지용 피뢰침과 항공장애등 등의 안전설비가 갖추어져야 한다.
③ 소각로는 유인 송풍기가 설치되어 있기 때문에 통풍력에 문제가 생기는 경우는 거의 없다. 콘크리트로 만든 굴뚝에서 내부에 내화 벽돌로 라이닝하는 경우에 굴뚝 내부의 풍압이 정압상태가 되면 배출가스가 누설되어 콘크리트 부식의 원인이 되기 때문에 굴뚝입구 풍압이 부압이 되도록 설계하는 것이 바람직하다.
④ 확산력은 굴뚝높이가 높을수록, 배출가스 온도가 높을수록 또 방출속도가 빠를수록 커지게 된다.
⑤ 배출 속도는 30 m/sec 이상이 되면 피리소리 같은 적취현상(Whistling)을 일으키기 때문에 적어도 30 m/sec 이하로 하여야 한다.
⑥ 배출속도가 풍속의 2배 이하가 되면 연기가 수평이하로 배출되어 굴뚝 배면의 진공영역에 흡입되어 소위 세류현상(Down Wash)을 일으켜서 굴뚝이 손상되기 쉽다.
⑦ 굴뚝의 높이가 건물이나 부근 산 등의 2.5배 이하인 경우에 배출가스는 건물 등에 의해서 생기는 와류지역권에 들어가 소위 공동현상(Down Draft) 을 일으켜서 굴뚝 부근에 배출가스가 머물게 된다.
⑧ 세류현상이 발생할 경우 배출가스중에 함유된 산성가스(SOx, HCl 등)가 노점 이하로 냉각되어 굴뚝상부, 난간, 사다리 등과 접촉할 경우 부식을 초래하므로 굴뚝상부의 구조물은 내부식성 강제를 사용해야 한다.
⑨ 오염물질의 집중을 막기 위해서는 가스배출높이가 높을수록 유리하므로 연소가스의 배출온도 및 배출속도를 크게 하여 배출가스의 유효 배출높이를 크게 하는 것이 바람직하다.
⑩ 실제로 오염물질의 확산이 이루어지는 유효굴뚝높이는 실제 굴뚝높이와 배출물질의 상승높이의 합으로 계산된다.
He = H + (Ht + Hm)(4.4-5)
여기서 H : 실제 굴뚝높이, m
Hm : 연기의 운동량에 의한 상승높이, m
Ht : 연기의 온도, 밀도차에 의한 연기의 상승높이, m
He : 유효 굴뚝높이, m
온도차로 인한 부력에 의해 상승되는 높이(Ht)는 부력(F)과 주변풍속, 대기안전도(S)의 관계에서 구한다.
(4.4-6)
또한 연기의 배출속도로 인한 운동력에 기인하는 상승높이(Hm)는 배출속도(Vs), 풍속(U), 굴뚝의 직경(D)에 의하여 결정된다.
(4.4-7)
⑪ 굴뚝으로 배출되는 배출가스가 공기중에 확산되어 비산하다가 다시 땅으로 낙하하여 확산이 잘 이루어진 경우에는 오염물질이 넓은 지역에 골고루 확산되어 이로 인한 피해가 적지만 굴뚝의 배출높이가 낮을 경우 특정한 곳에 집중적으로 낙하하여 그 영향이 매우 크게 된다. 따라서 거리별 오염물질 착지농도를 산출하여 최대 착지농도 지역의 오염물질 농도가 가급적 낮게 하여 특정거리에서의 착지농도를 최소화하는 것이 바람직하다.
⑫ 오염물질의 확산을 위해서는 굴뚝높이를 가급적 높게 하는 것이 유리하지만 지형적 여건, 법적 여건, 시공비용 등의 제약조건에 따라 그 높이가 제한될 경우에는 연소가스 재가열기를 설치하여 연소가스온도를 상승시키거나 적취현상이 발생되지 않는 조건하에서 굴뚝 배출구 직경을 작게 하여 배출가스 유속을 증가시킨다.
⑬ 집합형은 운전 로수에 따라 배출속도가 변화하는 것을 막을 수는 있지만 가격은 고가이다. 따라서 굴뚝의 선정은 확산 등의 기능성과 경제성을 충분히 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
⑭ 굴뚝의 내부는 강판재의 경우 직접 내화물로 라이닝하나 콘크리트의 경우는 열팽창과 단열성을 높이기 위해 외측에는 공기층으로 내측에는 벽돌로 라이닝 한다.
⑮ 라이닝은 배출가스에 의한 콘크리트 또는 강판의 부식을 방지하기 위해 굴뚝 전체에 걸쳐 하는 것이 바람직하다. 굴뚝에는 배출되는 배출가스의 성상을 분석할 수 있는 측정구 및 보수용 사다리, 발판 등이 적절히 설치되어야 한다. 이때 측정구 위치는 굴뚝입구에서 굴뚝직경의 8배 이상의 높이, 굴뚝 출구에서 굴뚝직경의 2배 이하에 설치한다.
⑯ 굴뚝자체의 보수 및 굴뚝에 설치된 피뢰설비, 측정용구 등을 보수할 수 있도록 하부에서 상부까지 접근할 수 있는 사다리 또는 엘리베이터를 설치하여야 하며 사다리를 설치할 경우 추락사고 방지 및 휴식을 취하기 위한 난간을 약 10 m 단위로 설치하여야 하며 계단은 난간에서 서로 엇갈리도록 설치한다. 특히 계단이 굴뚝 내부에 설치되어 시야 확보가 곤란할 경우에는 별도의 조명설비를 구비한다.
⑰ 굴뚝하부에는 연소가스중에 포함된 미량의 먼지가 중력에 의하여 낙하되어 쌓이게 되므로 먼지를 청소할 수 있는 청소구를 구비하여야 하며 소각로의 운전정지시 굴뚝 내부 수분응결에 의한 응축수 및 굴뚝을 통하여 유입된 빗물 등을 배출할 수 있는 응축수 배출구를 설치한다. 이때 발생되는 응축수 및 빗물은 굴뚝내의 먼지 등에 의하여 오염되므로 폐수처리 시설로 배출하여야 한다.
⑱ 굴뚝상부에는 낙뢰에 대비하여 피뢰침을 설치하여 낙뢰시 건축물 및 인원을 보호한다. 이때 피뢰접지는 타설비 보호를 위하여 기기 접지와는 별도로 개별 접지를 실시하여야 한다.
⑲ 굴뚝은 높이가 높은 구조물로서 항공기 운항에 장애를 발생시킬 수 있으므로 항공법 및 관련법규에 따라 외부 페인트 또는 항공장애등을 설치해야 한다.
4.4.9 측정⦁자동기록설비
(1) 설치목적 : 연소관리를 위한 노내온도, 노내압력, 연소실의 출구온도와 대기오염 방지시설 중 최초집진시설의 입구온도 등을 연속적으로 측정ㆍ기록할 수 있는 설비를 설치하며, 먼지, 진동, 열 등에 의하여 영향을 받지 않도록 하여야 하며, 대기오염방지시설 등의 운전상태를 측정할 수 있도록 각 시설의 입출구에 측정공 및 측정작업 공간을 설치하여야 한다.
(2) 관리 대상 : 최적연소관리, 소각관리, 온도 관리, 연소 관리, 오염방지 관리, 설비관리 등
(3) 설계기준
① 연소관리는 현재 지시된 운전 데이터에 따라 즉시 연소관리를 수행하고, 일정기간의 운전기록 데이터에 따라 당시의 연소상태를 파악하여 차후 연소관리의 기본 자료로 활용한다.
② 노내온도, 노내압력, 연소실 출구온도, 최초 집진시설 입구온도 등은 오염물질(먼지, 황산화물, 질소산화물, 염화수소, 다이옥신 등) 배출과 밀접한 관계를 갖고 있으므로 연속적으로 측정 및 기록할 수 있는 설비를 갖추어 오염물질 배출량과 당시의 연소조건을 분석함으로써 오염물질 배출량을 최소로 관리하도록 한다.
③ 소각로 및 연소가스 계통에 설치된 계기류는 고온, 진동, 먼지, 산화성 분위기 등에 노출되어 계기의 고장이나 오작동의 원인이 되므로 고온 및 진동에 충분히 견디며 내산성이 양호한 재질을 선택하여야 하며 먼지의 부착으로 인한 문제를 해결할 수 있도록 세척공기의 연속공급 및 주기적인 청소를 하도록 한다.
④ 최종가스 배출구인 굴뚝에서 오염물질의 최종 배출농도를 측정․관리한다.
⑤ 각각의 시설 입․출구에 적절한 크기 및 수량의 측정공을 설치하여 주기적으로 측정한다.
⑥ 각 측정공의 주변에는 측정에 필요한 장비의 설치 및 측정 작업이 가능하도록 접근로 및 공간을 확보한다.
4.5 연소가스처리 설비
4.5.1 연소가스처리 설비의 구성
(1) 구성목적 : 소각로 배출가스를 처리하는 설비는 설비의 구성에 따라 배출가스 처리 성능이 변동되도록 최신의 안정된 방지설비로 구성하여야 한다.
(2) 설비의 구성
① 소각로+보일러+반건식 반응탑+활성탄 분무장치+여과집진기+SCR(촉매반응탑)+배출
② 소각로 +보일러+활성탄 분무장치+전기집진기+흡수탑+재가열기+배출
③소각로+SNCR(무촉매반응탑)+보일러+반건식반응탑+활성탄 분무장치+여과집진기+흡착탑+배출
(3) 설계기준
① 소각로 배출가스를 처리하는 설비는 지역별 배출 기준에 따라 최적의 설비 시스템 구성을 선정하여야 한다.
② 소각로 배출가스의 경로 및 폐수처리 등과의 상호영향등과 제거 대상 오염물질의 종류 및 제거효율등에 따라 최적의 설비 구성을 하여야 한다.
③ 소각로 배출가스 처리는 크게 먼지제거, 유해산성가스제거, 질소산화물 제거, 다이옥신류 제거등으로 나눌수 있다.
④ 소각시설에서 먼지제거는 전기집진기, 여과집진기가 대표적으로 사용된다.
⑤ 소각시설에서 산성유해가스 제거는 염화수소 및 황산화물 제거법으로 습식법(충진법, 살수세정법, 벤츄리세정탑등), 반건식법(반건식반응탑), 건식법(노내분무 및 연도분무)등이 있다.
⑥ 질소산화물 제거는 선택적촉매환원법(SCR)과 선택적비촉매법(SNCR)이 있다.
⑦ 단위장치들의 적절한 조합으로 집진기 전단이나 산성가스 제거 설비 전단에 활성탄을 분무하여 흡착한 활성탄을 제거하므로써 다이옥신류 제거한다.
4.5.2 집진설비
(1) 설치목적 : 집진설비 이전에 활성탄 분무시설로 다이옥신 등을 흡착한 활성탄 또는 소각로 배출가스 중 먼지를 포괄적으로 제거하는 설비
(2) 설비의 구성
① 여과집진기 : 댐퍼, 케이싱, 백필터, 디퓨저, 에어펄스 제트, 에어해더, 솔밸브 유닛 등
② 전기집진기 : 댐퍼, 케이싱, 맨홀, 정류판, 집진판, 방전극, 정류판 해머링, 스크레이퍼 크레인, 스크류 컨베이어, 방전극 서프트, 방전극 해머링, 애자 등
(3) 설계기준
① 여과 집진기 : 필터에 가스를 통과시켜 먼지를 분리하는 설비
가. 적용범위
대상먼지(μm) : 100~0.1
집진효율(%) : 90~99.9
압력손실(mmH2O) :100~200
설비비 : 중
운전비 : 중
나. 백필터 사용을 위한 온도에 대한 사용범위와 정기적인 여과포 교환 및 유지보수등에 문제가 있으나, 반건식반응탑과 구성하여 염화수소(HCl)등의 유해산성가스를 제거할 수 있는 2차 반응기 역할을 할 수 있다.
다. 탄소섬유 등 양도체 먼지까지 처리 가능하므로 제거효율이 높다.
라. 수분이 많은 가스에 부적당하며, 온도조건에 제약을 받는다.
마. 일부 중금속을 처리한다.
바. 집진된 먼지의 탈진을 위해 방식은 기계진동식, 역기류 탈진식, 펄스제트식 및 블루우튜브형 탈진 시스템 등이 있다.
사. 여과집진기 성능 영향인자는 여과속도, 여과포의 성능, 압력손실등이 있으며, 집진율의 최대 영향인자는 여과속도로 가스 중 먼지의 밀도, 입경, 계획 집진율 및 여과방식에 따라 차이가 있다. 일반적으로 직포에 의한 입경 1 μm 전후의 미세한 입자의 포집시 겉보기 여과속도는 1~2 cm/s정도이고 부직포의 경우는 4~7 cm/s로서 운전되고 있다.
아. 여과포 선정은 처리가스의 성상 및 탈착방식에 따라 내열성, 내산성, 내알카리성, 흡습성 및 강도등을 고려하여 선정해야 한다.
표 4.5-1
여 과 재 | 최대허용온도, ℃ | 화 학 적 내 성 | |
내 산 성 | 내알칼리성 | ||
면(Cotton) | 82 | 나쁨 | 양호 |
모(Wool) | 93 | 양호 | 나쁨 |
나일론(Nylon) | 93 | 나쁨 | 양호 |
폴리프로필렌(Polypropylene) | 93 | 우수 | 우수 |
올론(Orlon) | 127 | 양호 | 보통 |
데크론(Dacron) | 135 | 양호 | 보통 |
노멕스(Nomex) | 204 | 보통 | 양호 |
테프론(Teflon) | 232 | 우수 | 우수 |
유리섬유(Glass fiber) | 260 | 우수 | 나쁨 |
② 전기 집진기 : 먼지를 코로나 방전에 의해 하전시킨 후 쿨롱력을 이용하여 집진
가. 적용범위
대상먼지(μm) : 100~0.1
집진효율(%) : 90~99.9
압력손실(mmH2O) :100~200
설비비 : 중
운전비 : 중
나. 유지보수가 용이하고 적용온도범위가 넓은 장점이 있으나, 가스성상 변화에 대한 적응성과 250~400℃ 사이의 운전시 다이옥신 재합성에 대한 불리한점이 있으나, 냉각과정에서의 온도조절이 가능하다.
다. 집진효율이 높고, 압력손실이 낮아 유인송풍기의 동력이 저게 들어 운전비가 적게드는 장점이 있다.
라. 탄소섬유 등 양도체 먼지의 집진효과가 없어 처리에 한계가 있다.
마. 전기집진기는 전극의 세정방식에 따라 건식과 습식으로 구분된다. 습식 전기집진기는 집진판에 부착된 먼지를 물을 이용하여 제거되며, 제거된 물은 폐수처리설비 또는 재처리 설비등으로 보내어 재순환하도록 되어 있어 추가 설비가 필요하다.
바. 처리 가스량 증가시 가스의 유속의 증가와 먼지입자의 재비산등으로 집진효율이 크게 떨어지는 부분이 있다.
사. 집진효율을 높이기 위해 넓은 공간에 가스가 균일하게 흐르게 해야 하므로 가스의 편류를 방지할 수 있도록 입구 및 출구 형상을 고려하여 정류판을 설치해야 한다.
아. 먼지의 입자직경이 작으면 집진극으로 향하는 입자의 이동속도가 느려져 집진효율은 감소하게 된다.
자. 일반적으로 집진부에서의 지역적 가스유속은 다양하나 설계시에는 총유량과 집진기 단면의 유량으로부터 계산된 평균값을 사용한다. 이상적인 조건에서 비산재 등의 한계가스유속은 1.5~2m/s정도이나 경우에 따라 더 높을 수도 있다.
③ 집진기 선정시 먼지 특성에 따른 검토 사항
가. 먼지 중에 염류가 많이 포함되어 있어 흡수성이 크므로 냉각시 고착이 쉽다
나. 부피 및 비중이 작고 가볍다.
다. 큰 먼지는 연소가스 냉각설비 등의 비교적 유속이 느린 부분에서 침강되므로 먼지의 평균 입경이 작다.
라. SOx, HCl 등이 가스 중에 포함되어 있어 부식을 유발하므로 가스 온도를 고려해야 한다.
마. 다이옥신류 재합성을 피하기 위한 온도범위를 고려해야 한다. (다이옥신 최적 생성 온도 250~400℃ 전후)
4.5.3 유해가스 제거설비
(1) 설치목적 : 배출가스 중의 유해가스 또는 유해물질(염화수소, 질소산화물, 황산화물, 미량유기화합물 및 중금속 등)의 발생을 최소화하고 발생된 가스를 처리하는 설비
(2) 설비의 구성
① 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 제거 : 건식법(노내분무식, 연도분무식), 반건식법(흠수건조반응탑), 습식법(충진탑, 살수세정탑, 벤츄리세정탑)
② 질소산화물 제거 : 연소제어법, 배출가스 처리법(건식법)
③ 다이옥신류 제거 : 연소가스 냉각장치, 집진장치, 유해가스 처리장치, 질소산화물 처리장치, 활성탄 주입장치, 후처리장치 조합에 의한 다이옥신류 처리등
(3) 설계기준
① 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 제거 : 건식법, 반건식법 및 습식법
가. 건식법
염화수소의 제거와 더불어 황산화물도 제거되는데 황산화물의 제거효율은 일반적으로 염화수소 제거에 비해 낮은 점을 주의해야 한다.
용제의 주입량을 증가시켜 제어성능을 향상시켜야 하는데 경제성 및 반응생성물 처리비등을 고려하여야 한다.
노내분무식은 노내 및 냉각설비 후단, 집진기 전단에 석회, 탄산칼슘, 돌로마이트 등을 분사하여 고체-기체 반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
연도분무식은 연돌에 소석회 분말을 분사하여 고체-기체반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
나. 반건식법
염화수소 제거효율이 높아지는 경향
㉮ 장치입구의 염화수소 농도가 높은 경우 제거효율이 높아진다.
㉯ 사용 반응제의 당량비가 큰 경우 제거효율이 높아진다.
㉰ 반응제와 가스의 혼합접촉이 양호한 경우
효율 영향 인자는 분무액적직경, 슬러리 분사속도, 입⦁출구 온도, 유량비, 반응기내 체류시간, 배출구 덕트 크기등이 있다.
반응탑내에 소석회슬러리를 분무하여 반응기 상부에서는 액체-기체, 하부에서는 고체-기체 반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
염화수소 제거율은 집진기로서 전기집진기가 사용되는 경우에는 85%, 또는 그 이상이고, 여과집진기가 사용되어지는 경우 필터표면에 소석회의 여과층이 형성되므로 높은 제거율(95%이상)을 얻을 수 있다.
다. 습식법
배출가스를 대기에 배출하기 전에 세정액으로 세정시키는 방법으로, 가스의 출구온도를 약 70℃ ~ 50℃ 정도로 냉각시킴과 동시에 흡수액을 배출가스와 접촉시켜 산성유해가스를 제거한다.
기체와 액체의 접촉방식에 따라 살수세정식, 벤츄리식, 충진탑식 등이 있고 산성유해가스의 제거율은 95% 이상을 기대할 수 있다. 가스상 물질은 물론 입자상 물질의 처리가 가능하다는 이점이 있는 반면, 운전유지비가 높고 큰 압력손실로 인한 에너지 비용이 높으며, 액상폐수 처리등의 문제점이 있다.
세정탑 내에는 배출가스와 흡수액이 혼재하고 있어 부식이 발생되기 쉬운 조건으로 세정탑 재질 및 유지․관리를 검토해야 한다.
출구의 배출가스는 습도가 증가되어 포화습도상태로 되며 대기에 방출되어 백연을 생성한다. 따라서 아래와 같이 백연발생억제를 검토해야 한다.
㉮ 배출가스를 덕트, 버너 및 증기식 가열기 등을 이용하여 가열한다.
㉯ 배출가스에 온풍을 혼합한다.
㉰ 배출가스를 대량의 냉수로 세정시켜 과냉각, 감습시킨다.
배출수는 배출허용 기준치 이하로 처리하여 방류하거나 무방류 방식으로 증발 건조시켜 고형염(NaCl 등)으로 처분해야 한다.
② 질소산화물 제거
가. 연소시 질소산화물 제거방식은 연소제어법과 배출가스 처리법(건식법)이 있다.
연소제어법
㉮ 연소공기 제어(1,2차 공기)
㉯ 생활폐기물 성상에 따른 건조-연소-후연소 공정의 조절
㉰ 연소상황 감시에 따른 운전부하 조절
㉱ 화격자의 진행속도 조절 및 2차 연소공기의 분사각도, 유속조정, 노즐배열 등의 방법이 있다.
배출가스 처리법(건식법)
㉮ 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)
- 촉매를 사용하여 250℃이하에서 질소산화물(NOx)을 물(H2O)과 질소(N2)로 환원하는 방법으로 연소가스 재가열 버너로 촉매 반응온도를 제어해야 한다.
- 배출가스의 처리과정은 먼저 암모니아를 환원제로서 분무하고 촉매를 이용하여 NOx의 환원반응이 비촉매환원법에 비해 효과적으로 암모니아 사용량이 적다.
- 암모니아 독성과 부식성이 강한 위험물 약품으로 위험물 안전관리 기준에 맞게 시설을 설계해야 한다.
- 촉매 막힘 방지와 반응성을 높이기 위해 먼지를 제거한 전기집진기, 여과집진기 후단에 설치한다.
- 촉매는 보통 티타늄과 바나듐 산화물의 혼합물(V2O5-TiO2)이고 그 외에도 MoO3(molybdenum trioxide), WO3(tungsten trioxide)계의 촉매 등이 있으며, 형태로는 하니컴형과 펠렛형이 있다. 또한 촉매에 따라 SCR의 최적온도범위는 달라질 수 있다.
㉯ 선택적 비촉매환원법(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)
- 선택적 비촉매환원법은 소각로 내에 직접 암모니아 또는 요소수 등을 분사하여 질소산화물을 환원시키는 방법으로 반응제는 2차 연소실 후단 고온영역에 투입한다.
- 온도가 850~950℃인 지역에 암모니아 또는 요소수를 분사하면 요소가 암모니아와 이산화탄소(CO2)로 분해되고 암모니아는 연소가스중의 일산화질소와 반응하여 질소로 환원하며, 보통 질소산화물 제거효율은 약 40~70% 정도이다.
- 지나치게 많은 요소를 분사하면 미반응 암모니아가 잔류하여 굴뚝에서 배출되는 과정에서 염화수소와 반응하여 염화암모늄(NH4Cl)연기가 되어 수증기와는 이질적이며 잘 사라지지 않는 백연을 발생시킬 수 있다. 또한 여과집진기에는 백필터의 눈막힘 현상이 발생할 수 있으므로 과다하게 많이 사용해서는 안된다.
- 분무노즐의 설치위치, 분무속도, 간격 등에 대한 고려가 필요하며, 유체의 유동해석 및 화학반응해석을 통하여 시뮬레이션을 해봄으로써 시스템의 최적화를 도모하여야 한다.
- 노즐 선단부는 고온 연소가스에 의한 손상 또는 먼지부착 등으로 이상분무를 일으킬 수 있으므로 주기적으로 점검 및 교체를 검토해야 한다.
③ 다이옥신류 제거 : 연소후 제어 핵심 개념은 다이옥신 재합성 250~400℃ 온도구간을 피하고, 보일러 등의 장치에서 체류시간을 최소화한다.
가. 연소가스 냉각장치
연소제어법
㉮ 250~400℃ 온도구간에서의 가스 체류시간이 최대한 단축되도록 급냉
㉯ 보일러 전열면과 공기예열기 등에서 먼지퇴적 억제
㉰ 보일러 출구 배출가스 온도 저온화
집진장치
㉮ 집진기 입구온도를 200℃ 이하가 되도록 요구
㉯ 집진기 전에 활성탄을 투입하여 다이옥신류를 포집, 흡착하여 제거하는 방법
유해가스 처리장치
㉮ 습식, 반건식, 건식으로 나누어 볼 수 있는데 소석회와 활성탄을 혼합 투입하거나 개별 투입함으로써 다이옥신류도 함께 저감
㉯ 건식 및 반건식 반응탑과 여과집진기를 연계하고 중간에 활성탄을 투입하는 공정이 많이 이용
질소산화물 처리장치
㉮ SNCR공정은 주입한 암모니아가 염소의 활성도를 억제하기 때문에 다이옥신류의 제어에 간접적으로 일부 효과가 있음
활성탄 주입시설
㉮ 활성탄은 비표면적이 크고 높은 흡착특성이 있기 때문에 배출가스 내에 활성탄을 주입함으로써 다이옥신류 뿐만 아니라, 수은, 휘발성유기화합물(VOCs) 등의 유해물질을 흡착 제거할 수 있다.
㉯ 활성탄 흡착방법은 2가지 형태로 적용되고 있다.
- 덕트(배출가스 온도 150~200℃)내에 활성탄 분말을 분사하고, 다이옥신류가 흡착된 활성탄을 후단의 여과집진기에서 여과하여 제거하는 방법
- 반건식 세정탑에서 소석회슬러리(200~230℃)와 함께 활성탄을 분무하는 방법
㉰ 다이옥신류 제거효율은 활성탄과 유해가스의 접촉시간이 길고, 활성탄이 미세할수록 효율이 높아진다. (활성탄 입도 50mg/Nm3)
후처리 장치의 조합에 의한 다이옥신류 처리
㉮ 후처리장치 중 단지 하나의 장치로는 다이옥신류를 적절히 제어할 수 없기 때문에 후처리장치를 적절히 조합하여 제어해야 하는데 설치비용, 처리효율, 공간상의 제한, 주변 배출가스처리장치와의 조화 등의 여건을 고려하여 최선의 방도를 마련해야 한다.
㉯ 반건식반응탑(Spray Dryer Reactor)+여과집진기(Fabric Filter)의 조합 : 다이옥신류, 산성가스 및 중금속성분등의 제거효율이 높음
㉰ 선택적 비촉매환원법(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR) + 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)
4.6 폐수처리 설비
(1) 설치목적 : 소각시설에서 배출되는 배출수의 처리를 계획할 때에는 배출수 처리에 대해단독 처리 및 하․폐수처리장등 연계처리 방안등을 종합적으로 검토하여 처리계획을 수립하여야 한다.
(2) 배출수 종류 : 폐기물 저장조 고농도 배출수, 배출가스 세정수, 순수장치 농축수, 보일러 블로우다운수, 세차 배출수, 생활용수 등
(3) 설계기준
① 소각시설 배출수에 대한 단독처리는 신규의 투자가 발생하므로 인접 지역 하․폐수종말처리장에 연계처리하는 것을 검토해야 한다. 또는 주변시설의 배출수와 연계처리 하는 방안을 종합적으로 검토해야 한다.
② 배출수의 종류와 양, 처리수의 처리 목적, 배출수의 특성 등을 고려하여 종류별 차집과 처리 목적에 적합한 공정을 수립하여야 한다.
③ 배출수 발생을 최소화하기 위한 방법을 모색하여야 하며 처리수의 재이용을 최대화하여 방류수를 줄일 수 있도록 하여야한다.
④ 배출수를 처리한 후에 방류할 때에는 법적 규제치에 맞게 처리해야 한다.
⑤ 폐기물 저장조 고농도 배출수
가. 폐기물 자체에 함유되어 있는 것으로 침출수라 칭한다.
나. 폐기물 저장조에서 배출되며 유기물 함량이 매우 높고 염의 농도도 매우 높은 악성 폐수이다.
다. 반입되는 폐기물 양의 3~5%정도이며, 계절적 발생량의 변동이 크며 수질의 변화도 매우 크다.
라. 폐기물 저장조 고농도 배출수는 유기성 물질의 농도가 높은 배출수로서 계절적 변동이 심하지만 양은 비교적 소량이기 때문에 소각로에 직접 분사하여 고온 산화처리하는 것을 원칙으로 하되 발생량이 많은 시기에는 하·폐수종말처리장등 다른 처리시설에서 이송처리하는 방법을 충분히 검토·협의 하여야 한다.
마. 처리방법
소각노내 분사
하·폐수 처리장으로 이송처리
단독처리
㉮ 증발·건조
㉯ 생물학적 처리
㉰ 다른 배출수와 혼합처리
⑥ 배출가스 세정수
가. 연소가스중의 산정가스 제거를 위하여 대부분 알칼리 용액을 분사하여 발생되는 폐수이다.
나. 연소가스중의 수분이 냉각 응축되며 발생된 수량과 산성가스와 알카리 용액의 효율적인 반응을 위하여 알카리 용액을 일정량씩 공급해줌으로써 발생되는 세정수로 pH 5~6 정도의 약산성을 나타내나 중성의 범위에서 운전하는 공정도 있으므로 채택된 공정 특성을 파악하여 결정하여야 한다.
다. 세정 배출수는 소각설비 배출수중 비교적 많은 양을 배출하므로 소각설비 규모에 따라 단독 처리 공정을 선정하는 것이 유리할 수 있다. 그러나 소각설비 규모가 작아 배출수량이 적을 경우에는 소각설비의 다른 배출수와의 혼합처리를 검토하도록 한다.
라. 중금속의 농도가 높으므로 중금속의 제거를 위한 공정을 선정하여야 하며, 특히 킬레이트 수지탑을 이용할 경우 수지탑 인입 전 부유물질의 농도가 제한되므로 전 공정에서 부유물질을 충분히 제거하여야 한다.
마. 처리수의 수질은 배출허용기준, 하․폐수처리장 유입 수질 기준, 재이용을 위한 수질 등으로 구별될 수 있으며 이것은 세정 배출수에 국한되지 않으며 소각설비 배출수에 공통적인 사항이다. 따라서 목표로 하는 수질에 따라 처리 공정을 선정하도록 한다.
바. 처리공정의 예를 들면 금속류가 여러 가지 혼합되어 있을 경우 종합적 처리 공정을 선정한다. 일반적으로 중화+응집침전법을 주로 하여 보조적인 수단으로서 산화, 환원, 여과, 흡착 등을 조합하여 사용한다.
⑦ 순수장치 농축수
가. 보일러수, 기기 냉각수 등으로 연수 또는 이온교환수가 사용되는데 이 설비의 재생시 발생되는 배출수를 말한다.
나. 시상수 등을 원수로 사용할 때는 위의 설비에 의한 것만 발생되나 원수의 수질이 불량하여 전처리 공정이 필요한 경우 전처리 설비에 의한 배출수도 포함될 수 있다.
다. 연수설비의 배출수는 염화나트륨 용액이며, 이온교환수의 배출수는 산성 용액과 알카리성 용액이 교대로 배출된다.
⑧ 보일러 블로우다운수
가. 연소가스의 냉각 및 폐열 회수를 위하여 보일러가 설치되는 경우 보일러 내부의 수질을 유지하기 위하여 일정량의 물을 빼주는 블로우 다운수를 말한다.
나. 보일러의 운전 압력에 따라 차이가 있으나, 알칼리성이며 용존염류의 농도가 높다.
다. 일반적으로 보일러 배출수량은 스팀 발생량의 3~4%정도이며 소각설비의 배출수중 비교적 많은 양을 차지한다.
라. 보일러 배출수는 일반적으로는 블로우다운 탱크가 있어 냉각 배출된다. 단독으로 처리할 때에는 알카리성을 띄고 있으므로 중화 처리하여야 하나 소각설비의 기타 배출수와 혼합처리 하는 것이 일반적이다.
⑨ 물분사 배출수 및 소각재 배출수
가. 물분사 배출수 및 소각재 배출수의 수량․수질은 시설에 따라 다르기 때문에 일반적인 양과 수질을 설정하는 것은 어려우므로 설비의 구성에 따라 사전조사를 하여 결정하여야 한다.
나. 간헐적으로 배출되는 배출수를 저장조에 저장하여 이후의 공정이 연속적이고 정량적으로 될 수 있도록 하고 다음에 알칼리 응집침전에 의해 부유물질 등을 제거한다. 수분사 노즐 등에 스케일 고착을 방지하기 위해서 여과장치를 설치하여 여과처리한 후 재이용 수조에 저장시켜야 한다.
다. 소각재 배출수는 무기성 폐수로 인식하기 쉬우나 실제 유기물질의 농도가 매우 높은 경우가 대부분이다. 그 이유는 폐기물을 투입할 때 화격자 틈새나 저장조 하단으로 연소되지 않은 폐기물이나 침출수가 배출되기 때문이다. 따라서 소각재 배출수는 반입장 청소수 등과 같이 유기성 배출수로 구분하여 생물학적 처리 등의 적절한 공정을 선정하여야 한다. 또한 부유물질의 농도가 높으므로 만약 단독 처리한다면(일반적으로는 다른 배출수와 혼합하여 처리함) 부유물질 제거를 위한 전처리 공정을 거치는 것이 좋다.
라. 소각재 배출수는 단독으로 처리하거나 처리수를 재사용하지는 않는다. 부득이 단독 처리 후 재사용 한다면 부유물질을 충분히 제거하여 배관 및 노즐 등에 스케일이 형성되는 것을 최소화하여야 한다.
⑩ 세차 배출수
가. 폐기물 차량의 세차때 발생하며 세차 방법, 세차시간, 세차기기의 규모, 차량의 크기 및 종류에 따라 특성이 차이가 있다.
나. 폐기물 차량은 세차시 유기물질이 많이 함유된 폐수를 배출하므로 단순 물리적 처리로는 재순환이나 방류가 불가능하다. 또한 단독으로 생물학적 처리 설비를 갖추는 것은 규모나 경제적인 측면에서 부적절한 경우가 많으므로 소각설비내의 다른 배출수와 혼합 처리하는 방안을 검토하도록 한다.
다. 세차 배출수를 단독 공정으로 처리할 때에는 스크린, 침사지, 그리스 트랩(Grease Trap)도 설치한다. 경우에 따라서는 위의 단독처리 외에 다른 폐수와 함께 생물학적인 처리를 하는 것이 적합한 경우도 있다.
⑪ 생활용수
가. 소각설비 관리 요원, 방문객 등의 일상 활동에 의해 발생되는 것으로 상주인원 및 방문객을 고려하여 계획한다.
나. 일반적으로 정화조를 설치하여 인근 하수 처리장으로 유입시킨다.
다. 단독 혹은 다른 배출수와 함께 처리하여야 한다면 유기성 폐수로 구분하여 생물학적 처리 공정을 거치도록 한다.
4.7 여열이용 설비(터빈설비)
4.7.1 열 및 온수공급설비
(1) 설치목적 : 폐기물 소각시 발생되는 다량의 고온 연소가스의 열에너지를 회수하여 이용하는 설비
(2) 설비의 구성 : 이코노마이저, 증기가열온수기, 급탕설비, 온풍기, 흡수식 냉동기 등
(3) 설계기준
① 소규모 열이용 방식 : 소규모 소각시설내의 공장동 및 부속건물에 급탕, 난방등에 이용
② 중규모 열이용 방식 : 소각시설로부터 회수된 열량이 증기발전을 하거나, 처리장내 부속건물에 급탕, 난방에 사용하고 여분은 인근 복지센터 수영장 또는 사우나 시설등에 여열을 공급하는 방식
③ 대규모 열이용 방식 : 배가스의 보유열량을 전량 보일러로 회수하여 온수나 증기로의 열공급, 발전, 발전과 열공급의 병행등으로 공급하는 방식
④ 고온의 증기와 물을 사용하는 설비이므로 연결부위에서 누수가 될 경우 운전원에게 손상을 입힐 수 있으므로 안전 여부를 고려해서 설계해야 한다.
⑤ 증기가 응축될 경우 발생할 불응축성 가스 배출장치에서 고도하에 배출될 경우 증기의 손실을 가져오며 너무 적게 배출될 경우 열교환이 잘 이루어지지 않으므로 밸브를 조작하여 적정한 양이 배출되도록 조정한다.
⑥ 보수시에는 튜브에 누적된 이물질이나 스케일을 제거하여 전열면에 이상이 없도록 한다.
4.7.2 터빈설비
(1) 설치목적 : 폐열보일러에서 발생된 고온, 고압의 증기를 이용하여 전기를 생산하는 설비
(2) 설비의 구성 : 고압증기 해더, 감압감온장치, 증기터빈, 발전기, 입구밸브, 배기밸브, 조속기, 증기트랩, 스테레이너, 과속도 안전장치 등
(3) 설계기준
① 발전기 운전방식은 수전계통과 병렬 운전되도록 한다.
② 발전기 전압은 고전압 급으로 계획한다.
③ 발전기는 보수성, 조작성 및 효율 등을 고려하여야 한다.
④ 증기터빈의 출력 제어방식은 발전전력의 역송전 여부에 따라 적절히 선정한다.
⑤ 수전계통의 사고 등에 의해 정전될 때 관련법과 안전확보 및 운영상 필요한 최소부하에 공급할 용량의 설비가 갖추어져야 한다.
⑥ 전력계통에서 주요 감시대상을 선정하여 운전상황을 감시․제어하도록 한다.
⑦ 스팀 터빈을 이용한 발전 효율은 증기의 작동압력과 온도에 의해 결정된다. 폐기물 소각의 경우 배가스에 포함된 산성가스와 비산재 성분으로 인한 고온 부식을 피하기 위하여 증기압력은 최대 40기압, 과열증기의 온도는 400℃ 내외까지 생산하는 것이 일반적이며, 이에 따른 폐기물 발열량 대비 발전효율은 20~25% 수준까지 가능하다.
⑧ 배압터빈
가. 증기터빈 출구에서 배출되는 증기가 저압증기(0.2~1.5 kg/cm2G)인 터빈을 말한다. 배압터빈에서 배출된 증기를 다시 여열이용의 열원으로 사용할 수도 있고, 또한, 배압터빈의 도중에서 뽑아낸 증기를 여열이용의 열원으로 사용하는 방법도 있다.
⑨ 복수터빈
가. 증기터빈 출구의 증기를 복수기에서 복수시켜 고진공(500~3,000 mmH2O)으로 하고 증기를 터빈 내에서 충분히 팽창시켜 증기의 열낙차를 크게 함으로써 발전효율을 높인 터빈으로서 배압터빈보다 높은 발전량을 얻을 수 있다.
나. 복수터빈 출구에서 배출되는 증기 열원(약 30~45℃)을 이용하여 히트 펌프에 의해 지역냉난방을 수행하고 있다.
4.8 소각재 반출설비
4.8.1 소각재
(1) 정의 : 폐기물 소각시 발생되는 소각재로 바닥재와 비산재 2가지로 분류한다.
(2) 소각재의 특성
① 바닥재 : 소각로 하부로 배출되는 입자가 크고 일반적으로 유해물질을 함유하고 있지 않으므로 사업장일반 폐기물로 취급된다. 주요 구성성분은 입자가 큰 불연물질로 돌, 쇠붙이, 유리병, 깡통등이 포함된다.
② 비산재 : 폐열보일러 및 연소가스 처리설비등에서 포집되는 미세먼지로써 중금속, 다이옥신등의 유해물질 함유 가능성이 높아 일반적으로 지정폐기물로 분류한다.
③ 바닥재, 비산재 분리배출 및 처리방안 :
가. 바닥재와 비산재는 별도로 분리 배출 및 저장할 수 있는 설비를 구비하여 바닥재는 일반폐기물로, 비산재는 지정폐기물로 관리하여야 한다. 다만, 비산재를 폐기물 공정시험방법에 따라 용출시험하여 기준치 이내인 경우 일반폐기물로 관리할 수 있다.
나. 비산재는 용융⦁고화 등의 중간처리 방법을 거쳐 폐기물 공정시험방법에 따라 용출시험결과 일반폐기물인 경우 일반폐기물로 관리할 수 있거나, 중간처리를 거쳐 재이용⦁재활용할 수 있다.
4.8.2 소각재 냉각장치
(1) 설치목적 : 후연소후 발생되는 소각재를 원할히 배출하기위해 냉각처리하는 설비
(2) 설비의 구성 : 냉각수 수조, 보충수 공급관, 등
(3) 설계기준
① 바닥재 냉각장치는 소각재 등을 소화와 냉각을 시키면서 노내에 유입되는 공기를 차단하는 구조로 내부에 재반출 장치를 설치할 수 있는 용량을 가지는 동시에 소각재 등을 원활하게 이송할 수 있어야 한다.
② 바닥재 냉각장치는 습식법과 반습식법이 있으며, 수조내의 재 축출방법에 따라 방식을 적용해야 한다.
③ 비산재의 경우 배출량이 적고 비중이 작아 비산이 잘되며, 온도가 낮기 때문에 별도의 냉각장치가 없다.
4.8.3 소각재 이송장치
(1) 설치목적 : 소각로, 폐열보일러 및 연소가스 처리설비 등에서 배출되는 재를 비산재 저장조 또는 바닥재 저장조까지 안전하게 이송하는 설비
(2) 설비의 구성 : 벨트 컨베이어, 버켓 컨베이어, 스크레이퍼 컨베이어, 재축출기 및 진동 켄베이어, 스크류컨베이어, 밀폐형 이송설비 등
(3) 설계기준
① 바닥재의 이송설비는 바닥재로부터 악취확산을 방지하기 위하여 밀폐형 이송설비를 채택하여야 한다.
② 바닥재의 경우 소각재 냉각장치를 설치하는 경우에는 소각재를 소화시키고 냉각함과 동시에 노내에 침입하는 공기를 차단할 수 있는 구조이어야 한다.
③ 비산재 이송장치는 비산재가 미세입자 상태이므로 외부로 비산되는 위험을 방지하기 위하여 반드시 밀폐구조로 하여야 한다.
④ 소각재를 원활히 이송하기 위하여 폭과 내구성을 가져야 하며 점검 및 보수를 위해 적절한 위치에 점검구 및 맨홀을 갖추어야 한다.
⑤ 바닥재 배출설비는 냉각을 위해 물과 직접적으로 접촉하는 설비로 부식과 밀폐성을 충분히 고려하여야 하며, 재의 성상(형상, 점착성, 부식성, 마모성 등)에 맞는 구조, 재질이어야 한다.
⑥ 스크류 컨베이어는 단면의 아래부위가 원형인 통 속에 스크류 날개를 회전시켜 반송하는 것으로 구조상 길게 하는 것은 좋지 않고 5m 이내의 비교적 단거리의 반송에 이용한다.
⑦ 스크레퍼 컨베이어는 체인컨베이어에 스크레퍼(판)를 붙여 먼지를 이송하는 것으로 구조가 간단하지만 롤러에 먼지가 끼여, 롤러의 회전에 의해 마모가 생기므로 필요한 대책을 강구해야 한다. 또 습기를 흡수하는 성질이 있는 먼지를 이송하는 경우에는 컨베이어케이싱에서 공기가 새어 들어가지 않도록 기밀에 주의하여야 한다.
⑧ 체인컨베이어는 체인에 부속을 달고 또는 체인이 물체 가운데를 움직여 먼지의 마찰력에 의해 이송하는 것으로 앞서 기술한 스크레퍼 컨베이어와 마찬가지의 주의가 필요하다.
⑨ 공기컨베이어는 먼지를 공기의 흐름에 의해 이송하는 것으로 압축공기 등으로 압송하는 방식과 진공력으로 흡입하는 방식이 있다. 반송경로를 자유롭게 택하는 이점이 있지만 가격이 비싸고 수송하는 먼지가 건조하지 않으면 막히는 경우가 있다. 또, 수송속도가 빠르기 때문에 마모에 대하여 충분히 주의할 필요가 있다.
⑩ 물컨베이어는 먼지를 물흐름으로 떠내려 보내 이송하는 것으로 공기컨베이어와 마찬가지로 비교적 자유롭게 이송경로를 택하는 이점이 있지만, 다른 한편 다량의 오수를 발생시키게 되고 채용하는데 있어 검사가 필요하다.
⑪ 버켓컨베이어는 소각재를 각도가 매우 급하게 들어 올릴 필요가 있을 경우에 사용되며, 체인에 버켓을 설치하여 버켓내에 재를 집어넣어 반송하는 것으로 재 속의 철사 등 가늘고 긴 물질을 반송하는 경우에는 체인에 감길 염려가 있으므로 유의하여야 한다.
4.8.4 비산재 저장조
(1) 설치목적 : 재컨베이어로부터 비산재를 재 반출차량에 싣기 위한 일시 저장하는 장치이다.
(2) 설비의 구성 : 재컨베이어, 재 반출차량, 로타리밸브, 톤백 등
(3) 설계기준
① 비산재 처리설비로 이송하기 위한 일시 저장조로 용량은 일일 계획최대 배출량의 3~4일분으로 한다.
② 적절한 배출구 크기와 배출구로의 경사진 각도가 60도 이상으로 하여 재가 쌓이는 것을 방지해야 한다.
③ 하부에 로타리밸브를 통해 비산재 저장하여 톤백으로 배출할 수 있는 설비를 갖추어야하며, 대용량 시설은 개량을 할 수 있는 구조와 톤백을 배출할 수 있는 호이스트를 설치 하여야한다.
④ 저장조내에서는 수분과 접촉으로 인한 고착으로 막힘현상을 방지할 수 있도록 히터를 설치한다.
⑤ 저장조의 용량결정에는 통상 겉보기 비중 0.4t/㎥, 구조계산용으로서는 0.5t/㎥으로 적용 하나 여유율을 주는 것이 좋다.
4.8.5 바닥재 저장조
(1) 설치목적 : 바닥재 저장조 용량이 변동될 수 있기 때문에 재의 배출량이 많은 중·대형로의 경우 뿐만 아니라 소형로에서도 설치한다.
(2) 설비의 구성 : 콘크리트 재저장조, 암롤박스, 자력선별기 등
(3) 설계기준
① 바닥재 저장조의 용량은 수거 및 운반체계 등을 고려하여 3일분 정도로 하고, 재와 함께 배출된 수분을 제거하기 위한 별도의 저수조를 설치해야 한다.
② 바닥재 저장조의 용량은 재의 반출계획에 맞게 결정하면 좋지만 재크레인의 고장 등을 고려하여 3일분이상으로 하는 것이 바람직하다.
③ 저장조의 용량결정에는 통상 겉보기 비중 1.0t/㎥, 구조계산용으로서는 1.5t/㎥으로 하나 여유를 보는 것이 좋다
④ 바닥재 저장조는 재크레인과 조합하여 설치하기 때문에 낮은 부위의 형상을 버켓으로 포집하기 쉬운 형으로 하는 것이 적정하다. 또한, 바닥재 저장조에는 재크레인의 버켓이 충돌하는 경우가 있기 때문에 철근콘크리트로 하여 이러한 충격에 충분히 견딜 수 있도록 하여야 한다.
⑤ 배출된 재오수는 배수처리로 이송되어 처리되지만 이송배관 막히는 문제점을 방지하기 위해 침전조에서 재를 분리한 후 상등수가 재오수 저장조로 이동된 후 이송하는 것이 바람직하다. 침전조는 바닥재 저장조에 인접하게 설치되고, 침전재는 재크레인을 이용하여 배출시키는 형식으로 하는 경우가 많으며, 소각시설 정기보수시 주기적인 청소로 배출하기도 한다.
⑥ 바닥재 발생량이 적은 경우 암롤트럭 박스를 설치하여 바닥재를 저장 반출할 수 있다.
⑥ 바닥재를 암롤트럭 박스에 받아 반출하는 경우, 바닥에 침출수 발생이 발생될 수 있으므로 침전조를 바닥재 암롤박스 인근에 설치하여야 한다.
4.8.6 바닥재 크레인
(1) 설치목적 : 바닥재 크레인은 바닥재 저장조에서 재운반 차량으로의 재적재, 바닥재 저장조 내에서의 재고름 및 적환을 하기 위해 바닥재 저장조 상층부에 설치하는 설비
(2) 설비의 구성 : 천정주행 크레인, 주행거더, 횡행그랩, 버켓 등
(3) 설계기준
① 크레인실은 바닥재 저장조 및 차량적재 상황을 충분히 볼 수 있는 위치에 선정해야 하며, 운전원의 작업환경을 고려하여 공조설비를 갖추어야 한다.
② 바닥재크레인의 능력결정에는 재의 출하작업 시간이 관계되기 때문에 작업 스케쥴에 따라 검토하여야 한다.
③ 재크레인은 천정주행 크레인을 사용하는 경우가 많지만 바닥재 저장조에 저장되어 있는 재의 포집을 양호하게 하기 위해 폭을 줄이는 경우에는 횡행장치가 불필요해 보이는 호이스트를 사용하는 경우가 많다.
④ 바닥재크레인에 이용되는 버켓은 크람쉘(Cramb Shell)형이지만 버켓에는 배수용 구멍을 설치하는 것이 필요하다. 또 바닥재크레인의 버켓에는 유압식과 로프식이 이용되지만 재출구의 재를 포집하는 경우에는 재를 뒤집어쓰거나, 재침전조의 재를 포집하는 경우에는 물속에 잠기기 때문에 버켓의 개폐장치는 양쪽 모두에 대한 대책을 강구하여야 한다.
⑤ 바닥재 크레인실에서 전체를 관망하는 것이 곤란하기 때문에, 탑승조작방식도 많이 이용되고 있지만, 이 경우 조작원의 작업환경에 유의하고, 바닥재 저장조실을 환기함과 함께 조종실에 공조설비를 설치하는 것이 필요하다.
⑥ 조종실을 별도로 설치하는 원격조종방식의 경우 반출트럭에 적재할 때의 시야확보에 유의하여야 하며, 사각인 부분은 리미트 스위치와 CCTV를 설치 등으로써 조종작업이 원활할 수 있도록 검토되어야 한다.
4.9 급배수 설비
4.9.1 용수의 처리, 저장 및 이송설비
(1) 설치목적 : 용수는 플랜트용수, 기기 냉각수와 생활용수로 나눠지며 용수를 각 시설에 원활히 공급하는 설비이다.
(2) 설비의 구성 : 저수조, 급수펌프, 고가수조, 기기 냉각수저장조, 냉각탑, 배관, 밸브 및 신축관 등
(3) 설계기준
① 소각시설에 필요한 수량은 시설의 규모, 소각방식, 폐수처리방식 및 열이용 방식 등에 따라 크게 달라지기 때문에 수량계산은 충분히 검토할 필요가 있다. 소각시설에서의 물의 사용량을 억제하기 위해서는 가능한 한 재사용하는 것을 권장한다.
② 연소가스냉각방식이 수분사방식일 때는 보일러방식에 비해서 다량의 물이 필요하다.
③ 생활용수나 소각재의 냉각수, 세차 등의 용수는 그대로 소비하지만 기기 냉각수처럼 순환 사용하는 계통에서 물소비는 거의 없으며, 재오수 등을 처리한 처리수를 수분사 가스냉각용 또는 재냉각수조의 보충수 등으로 재이용할 수 있다.
④ 물은 시수, 공업용수 및 지하수의 3종류가 있지만 시설에 사용되는 물의 주 용도는 기기 냉각수, 배출가스 냉각수, 재냉각수 등의 공정용 용수로 공업용수 또는 지하수를 이용하면 운전비용을 절감할 수가 있다.
⑤ 공업용수 또는 지하수를 이용 할 때는 기기 냉각수 배관에 슬라임 발생이나 염농도 농축 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 수질을 조사하여 대처하지 않으면 안 된다.
⑥ 소구경에서는 녹이나 슬라임에 의한 막힘이 일어날 수 있기 때문에 배관재질도 고려하여야 한다.
⑦ 수질에 따라 수질개선설비 또는 약품투입설비 등을 설치하지 않으면 안 된다.
⑧ 생활용수에는 시수 또는 지하수를 사용하지만 지하수는 전처리가 필요하다.
⑨ 지하수 및 시수에 대해서는 수질에 따라 순수장치, 연수장치, 멸균장치 등이 필요하게 된다.
⑩ 저수조
가. 모두 시수를 사용할 경우, 공정용 용수만을 시수로 사용할 경우, 지하수를 이용하는 경우 등 여러 가지로 구성할 수 있지만 생활용수(특히, 음료수 계통의 것)의 저수조는 다른 저수조와는 별개로 설치를 하지 않으면 안 된다.
나. 비상급수설비는 폐기물처리시설에 설치하지 않아도 되지만 만약 설치할 경우에는 생활용수 탱크는 천정, 바닥 또는 벽은 출입에 지장이 없도록 다른 구축물과 60 cm(상부는 100 cm)이상의 공간을 두고 설치하여야 한다. 또한 생활용수조에는 음료수배관 이외의 배관(건교부고시에 의한 것)을 사용해서는 안되며, 탱크외벽주위의 점검이 가능토록 하고 배수관을 설치해서 내부의 보수점검이 용이한 구조로 하지 않으면 안 된다.
다. 생활용수조는 콘크리트, STS, SMC, FRP등의 재질을 사용할 수 있으며, , 콘크리트 내부등에는 음용수 기준에 적합한 방청도료를 도포하여야 한다.
라. 화재를 대비하여 저수조 설치시 소방용수를 고려해야 한다.
마. 콘크리트 저수조는 내부의 청소나 보수점검을 할 때에는 충분히 바닥물이 배출되도록 pit설치 및 배출 배관에 주의를 하지 않으면 안 된다.
바. 저수조의 용량은 단수, 시설의 특수성, 시수의 급수능력을 고려해서 평균사용량의 3시간분 이상하여야 한다.
사. 저수조는 드레인, 오버플러워, 밴트, 맨홀, 격벽, 수위계등이 구비되어 있어야 한다.
⑪ 고가수조
가. 저수조에서 급수펌프를 이용하여 건물옥상에 설치된 고가수조로 급수하며 여기에서 자연 수압력에 의해 각 기기로 급수한다.
나. 소각시설이 정전시에 즉시 소각을 중단하는 것이 불가능하기 때문에 모든 기기가 정지에 도달 할 때까지 냉각수를 공급할 필요가 있을 때 설치한다.
다. 고가수조의 용량은 매시 평균 급수량의 30분~1시간분 정도가 적절하다.
라. 고가수조는 콘크리트, STS, SMC, FRP등의 재질을 사용할수 있으며, 콘크리트 내부등에는 음용수 기준에 적합한 방청도료를 도포하여야 한다.
마. 저수조의 용량은 단수, 시설의 특수성, 시수의 급수능력을 고려해서 평균사용량의 3시간분 이상하여야 한다.
⑫ 기기 냉각수조
가. 기기를 냉각한 물을 일시 저장시켜 순환펌프에 의해 냉각탑으로 보내어 냉각수로 재사용 하는 것
나. 건물의 지하층에 설치한 경우는 콘크리트재가 많이 쓰이며, 용량은 매시 평균 냉각수량의 10~20분 정도이다.
⑬ 냉각탑
가. 냉각탑은 일반적으로 사용된 냉각수를 살수 스프레이하여 공기와 직접 접촉시키는 공랭식을 사용한다.
나. 입구의 물온도와 출구의 물온도와의 온도차는 통상 5℃ 정도로서 용량은 매시 사용 냉각수량에 20% 정도의 여유를 갖도록 한다.
다. 건물옥상에 설치하지만 송풍기나 스프레이에 의한 소음과 물의 비산에 주의하여야 하며, 동절기 비산에 의한 인근도로의 결빙우려가 있으므로 대책을 세워야 한다.
4.10 생활폐기물 소각시설 보조설비
4.10.1 압축공기 공급설비
(1) 설치목적 : 소각로 시설에서 압축공기로는 계장용공기, 공정용공기 및 2류체 방식을 갖는 버너나 오수분무, 약품분무 등의 목적으로 사용되며 계장용공기의 주요 소모처는 제어밸브용의 작동원(作動源), 펄스식 여과집진기용 펄스공기이며, 공정용공기의 소모처는 침출수 처리시설, 반건식반응탑, 약품분무등에 사용되는 설비
(2) 설비의 구성 : 왕복동식 압축기, 스크류 압축기, 스크롤 압축기, 유수분리기, 공기저장탱크, 공기제습기, 안전밸브, 유량계, 압력계 등
(3) 설계기준
① 각 용도별(계장용 공기, 공정용 공기 등) 공기사용량, 공기압축기 형식․용량 및 대수, 공기저장탱크 용량, 압축공기 배관, 제어설비, 안전장치 및 공기압 측정기 등을 설계하여야 한다.
② 공기압축기실은 소음 및 진동으로 인한 영향을 직접 받는 중앙제어시설, 전자기기실, 실험실 위치를 고려하여 배치하고 방음 및 방진대책을 강구해야 한다.
③ 압축방식에 따라 분류하면 용적형과 터보형이 있으며 용적형은 급유식과 무급유식이 있고 압축기의 종류는 아래와 같다.
가. 왕복동식 압축기
피스톤의 왕복동에 의해 압축공기를 얻는 것으로 일반적으로 종래에 사용된 것이며 로타리식은 일반적으로 토출공기량이 많고 압력은 1단의 압축으로 4~7 kg/cm2, 2단 압축으로 10~14 kg/cm2 정도 얻을 수 있다.
공기의 흐름에 맥동 현상이 발생하므로 배관크기를 충분히 설정하여 배관에 공기를 저장하는 개념으로 고려하는 것이 좋다.
나. 스크류식 압축기
진동, 소음이 작은 특징을 갖고 있어 대용량에 적합하다.
④ 공기실 밀봉(Sealing)방식에 의한 분류는 급유식 및 무급유식(Oil-free)이 있다. 무급유식은 압축부에 윤활유를 필요로 하지 않는 방식이며 오일 속의 미스트에 의한 배관, 기기의 막힘에 의한 오동작은 없다.
⑤ 급유식은 윤활유가 사용되기 때문에 사용용도에 따라 오일 속의 미스트를 제거할 장치를 설치할 필요가 있지만 미스트의 완전한 제거는 무척 어렵다.
⑥ 계장기기의 압축공기는 유분, 먼지 등이 포함되어서는 안되므로 일반적으로는 무급유식이 채택되고 있으며 또한 계장용이나 중요한 기기를 작동시키기 위해 공기압축기는 고장 등의 사고에 대비해서 예비기를 필히 설치하여야 한다.
⑦ 밀폐된 지역에 설치할 경우에는 공기압축기의 공기흡입을 위해 급기설비를 설치하고 발열도 우려되므로 배기설비도 갖추어야 한다.
⑧ 유지보수를 위해 공기압축기 주위에 공간의 확보가 필요하다.
⑨ 일반적으로 계장용 압축공기 용량은 소모량에 여유분(20%)을 가산하고 가산된 용량에 가동율을 60%정도의 용량으로 선정하여야 한다.
⑩ 공기건조기는 흡착식과 냉동식이 있으며 그 설치목적은 압축된 공기가 배관을 통해 소모처로 이동시 외기온도에 따라 응축되어 응축된 수분이 여과포의 손상, 실린더 및 다이아프램 등을 손상시킬 우려가 있으므로 계장용 공기를 사용한다.
⑪ 공기 건조기는 소용량에 비가열재생식을 선정하고 대용량(15 Nm3/min 이상)에는 에너지 절약측면에서 순환재생식을 권장하고 있다.
⑫ 공기건조기의 흡착제(Desiccant)에는 실리카겔(Silicagel), 활성알루미나(Activated Alumina), 몰레큘라시브스(Molecular Sieves)가 있으며 가장 많이 사용되고 있는 것이 활성알루미나이다. 운전 방법은 모두 완전자동 재생식을 채택하고 있다.
⑬ 공기저장탱크 용량은 최대사용량의 2분 이상의 운전 용량으로 하는 것이 좋다.
⑭ 최소한의 부속설비로는 안전밸브와 자동드레인 밸브를 갖추도록 구성한다. 그리고 압력용기이므로 산업안전관리공단의 검사를 필한 저장탱크를 사용하여야 한다.
4.10.2 연료저장 및 이송설비
(1) 설치목적 : 소각시설에서 사용되는 연료는 소각로 보조버너, 비상발전기, 직화식 연소가스 가열기, 보조보일러 등에 사용되는 것으로 LNG (LPG), 백등유 및 경유등을 공급하도록 하는 설비
(2) 설비의 구성
① 경유공급시 : 경유저장탱크, 경유공급펌프, 서비스탱크, 배관 및 필터 등
② 도시가스 공급시 : 정압기실, 감압변, 배관등
(3) 설계기준
① 경유공급 설비
가. 경유저장탱크는 소방법에 따라 제작, 가공 및 설치되어야 하고 모든 검사도 소방법에 따라 수행되어야 하며 지하에 설치하는 경우는 소방법의 규정에 의한 지하탱크저장소의 위치‧구조 및 설비의 기준에 맞게 설치되어야 한다.
나. 지상의 옥외에 설치하는 경우도 소방법 규정에 의한 위험물 옥외탱크저장소의 위치구조 및 설비의 기준에 맞게 설치되어야 하며, 옥내에 설치하는 경우는 소방법 규정에 의한 옥내탱크저장소의 위치, 구조 및 설비의 기준에 맞게 설치되어야 한다.
다. 경유공급펌프는 기어펌프로 형식은 릴리프밸브(relief valve)의 내장여부에 따라 내장일 경우는 내부(Internal)기어형식이라 하고 외장일 경우는 외부(External)기어형식으로 구분한다.
라. 형식의 선정 방법은 유체의 점성 및 양정에 따라 결정되며 일반적으로 소각시설은 경유를 채택하는 곳이 많고, 외측기어펌프에 비해 높은 압력에서 사용되며 배관 분해 없이 내부교체가 가능하며 또한 구조가 단순하여 유지, 보수에 용이한 내부기어형식을 선정하고 있다.
마. 경유서비스탱크는 소방법 규정에 의한 위험물(경유의 경우)의 지정 수량(1,000 L) 미만으로 저장하는 것이 주위를 자진설비로 가능하고 취급에 용이하므로 가능한 한 규정 수량 미만으로 설치하는 것이 좋다.
바. 배관경 선정시에 유체의 속도를 1~2 m/sec로 기준으로 하여 계산된 유량을 갖고서 관경을 산정한다. 또한 경유 중에는 이물질이 함유되어 이와 같은 이물질이 버너로 이송될 경우에는 노즐의 막힘현상 등의 원인이 되므로 배관라인 중에 필터를 설치하는데 경유배관에는 일반적으로 심플렉스를 2개 설치하는 것보다 듀플렉스(Duplex) 형식을 1개 설치하는 것을 채택한다.
② 도시가스 공습설비
가. 도시가스 공급업체와 긴밀히 협의하여 공급받을 수 있는 공급조건을 확인하고 정압기는 도시가스 공급업체에 의뢰하여 설치하는 것이 좋으며 지역별로 발열량 및 공급압력이 다를 경우가 있으므로 지역별 도시가스 공급업체와 공사 착수전에 반드시 협의하여 시행하여야 한다.
나. 도시가스배관의 시공은 도시가스사업법 규정에 의거한 업체이어야 하고 배관의 재질은 상용압력의 구분에 따라 아래의 재질 또는 동등의 이상의 기계적 성질을 갖는 것을 사용한다.
매몰 중/저압부 : KSD 3589 (폴리에틸렌 피복강관)
노출 저압부 : KSD 3562 (압력배관용 탄소강관)
다. 배관 설치시 타 시설물과의 이격거리
지하에 매설하는 경우에는 배관의 외면과 상수도관, 전기시설물, 통신케이블 등과는 0.3 m이상 이격거리를 유지하여야 하나 다만 부득이한 경우에는 보호관 또는 보호판 등으로 보호할 수 있다.
특별 고압지중선이 도시가스관과 근접하거나 교차한 경우에는 이격거리를 1 m 이상으로 하고 유지가 어려울 경우에는 견고한 내화성 격벽을 설치하여 우회거리가 1 m 이상을 유지한다.
라. 정압기실
단독정압시설로 정압기는 지상에 노출 캐비넷식으로 설치한다.
정압기실 구조
㉮ 불연재로 구성되어야 하며 가스공급시설 외의 시설물을 설치해서는 안된다.
㉯ 침수방지조치로 지면보다 높게 설치하여야 하며 통풍설비를 갖추어야 한다.
㉰ 시설의 조작을 안전하고 확실하게 하기 위하여 150Lux 이상의 방폭 등을 설치하여야 하고 모든 전기설비는 방폭구조로 하여야 한다.
㉱ 출구측에 가스압력을 측정, 기록할 수 있는 자기압력 기록계를 설치하여야 한다.
㉲ 입구측에는 수분, 모래, 기타불순물을 제거할 수 있는 장치로 가스필터를 설치하여야 한다.
㉳ 정압기의 분해점검 및 고장에 대비하여 주정압기와 예비정압기를 병렬로 설치하고 이상압력이 발생시에는 자동으로 기능이 전환되도록 보조정압기의 설정압력을 주정압기의 설정압력보다 낮게 설정한다.
가스계량기
㉮ 화기(당해 시설 내에서 사용하는 자체화기를 제외)와 2m이상의 우회거리를 유지하고 수시로 환기가 가능하고 직사광선 또는 빗물을 받을 우려가 없는 건축물 내부에 설치한다.
㉯ 용량이 30 m3/hr미만의 경우에는 설치높이가 바닥으로부터 1.6~2 m이내에 수직, 수평으로 설치한다.
㉰ 전기계량기/개폐기와의 거리는 60cm이상, 굴뚝(단열조치를 안한 경우), 전기점멸기/접속기와의 거리는 30cm이상, 절연조치를 하지 아니한 전선과는 15cm 이상의 거리를 유지하여야 한다.
가스누출 자동차단장치 및 경보기
㉮ 가스누출 자동차단장치는 소각시설의 경우에는 각층의 인입부에 설치한다.
㉯ 가스누출 검지부는 정압기실 및 공장동의 연소기 상부에 설치한다.
㉰ 경보부는 안전관리자가 상주하는 방재실, 중앙감시실 또는 경비실에 설치한다.
4.10.3 약품류 저장 및 공급설비
(1) 설치목적 : 소각로의 각 연소가스처리설비, 폐수처리설비 및 보일러 급수계통등에 필요한 약품을 공급하기 위한 설비
(2) 약품류 : 청관제(탄산나트륨, 인산나트륨), 탈산제, 소석회, 가성소다, 황산, 차염소산나트륨 등
(3) 설계기준
① 약품의 종류, 농도, 사용량등에 따라 약품류 저장탱크의 재질 및 저장용량을 결정한다.
② 보일러 급수계통
가. 보일러급수계통에 사용되는 약품류는 청관제와 탈산제가 있다.
나.청관제는 일반적으로 보일러 급수중의 경도성분을 불용성의 화합물로 바꾸는 목적으로 사용되며 종류에는 탄산나트륨이나 인산나트륨 등이 있다. 인산나트륨은 보일러수중에서 인산이온으로 된 경도성분과 반응하여 불용성의 인산염을 형성하기 때문에 우수한 청관제로 널리 사용되고 있다.
다. 탈산제는 보일러수중의 산소를 제거하는 목적으로 사용되며 아류산나트륨, 하이드라진 등이 있다. 탈산제는 산소를 완전히 제거하기 위해 과잉으로 투입하기 때문에 보일러수중에는 탈산제가 잔류하고 있다.
라. 하이드라진은 반응생성물이 질소와 물로, 보일러수의 용해고형분이 증가하지 않는 이점이 있다. 잔류 하이드라진은 암모니아와 질소로 분해되고 암모니아는 복수중으로 이행하여 복수계의 pH를 높게 하지만 암모니아의 함유량이 많으면 구리계의 금속이 부식되기 때문에 주의가 필요하다.
③ 배출가스처리설비계통 : 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx) 제거
가. 건식법중의 전건식법에 사용되는 약품류는 칼슘, 마그네슘계 분립체, CaCO3, Ca(OH)2, CaO, MgO, CaMg(CO3)2이 있고 반건식법에 사용되는 약품류는 칼슘계 슬러리, Ca(OH)2 등이 있다.
나. 습식법에 사용되는 약품류는 유해산성가스를 처리하기 위해 알칼리 약제로서 가성소다(NaOH) 용액, 탄산칼슘계 슬러리 및 소석회 슬러리 등이 있으며 중금속을 제거하기 위해 차아염소산(NaOCl) 및 액체 킬레이트 등을 첨가하는 법도 있다.
다. 탈질설비에는 선택적비촉매탈질설비, 선택적촉매탈질설비 등이 있으며, 선택적비촉매탈질설비에 사용되는 약품류는 요소(CO(NH2)2), 암모니아가스(NH3) 및 암모니아수(NH4OH)등이 있고 선택적 촉매탈질설비에 사용되는 약품류는 암모니아수 등이 있다.
④ 냉각수 계통
가. 미생물의 발생을 방지하고 살균을 위해 염소가스(Cl2) 또는 차아염소산나트륨(NaOCl)을 사용한다.
나. 부식 및 스케일 방지를 위해 인산염(H2PO4)을 사용한다.
⑤ 연수경화설비 계통
가. 보일러 설비의 부식 및 스케일 생성을 방지하기 위한 설비로 지하수를 공급받아 연수를 제조하는 설비로 제조된 연수의 수질은 KS B 0269를 만족하고 소금(NaCl)용액에 의해 주기적으로 교환 수지가 재생되도록 하여야 한다.
⑥ 순수처리설비 계통
가. 재생용으로 염산(HCl, 35%), 황산(H2SO4, 98%), 가성소다(NaOH, 45~50%)등이 있는데 일반적으로 염산(HCl, 35%)과 가성소다(NaOH, 45~50%)가 재생용으로 사용한다.
⑦ 폐수처리설비계통
가. 중화용으로 염산(HCl, 35%), 황산(H2SO4, 98%), 가성소다(NaOH, 45~50%)가 있는데 일반적으로 황산(H2SO4, 98%)과 가성소다(NaOH, 45~50%)가 중화용으로 사용한다.
나. 응집용의 응집제로서 황산반토(Al2(SO4)3ㆍ18H20, Alum), P.A.C.(Poly Aluminium Chloride)가 있는데 일반적으로 고체용의 황산반토와 P.A.C.(Poly Aluminium Chloride)가 응집제로 채택되고, 응집보조제로는 고분자 응집보조제(Polymer)가 사용되며, 탈수기에 슬러지 개량용으로 고분자 응집보조제(Coagulant Aid)도 사용된다.
다. 중금속을 처리할 경우에는 킬레이트 약제를 투입으로 중금속을 제거하고 있으며 활성슬러지로 폐수를 처리하는 처리장에는 영양제를 주입하는데 영양제로는 요소(CO(NH2)2)와 인산(H3PO4)이 있다.
4.11 전기∙계장설비
4.11.1 전기설비
(1) 설치목적 : 폐기물 소각시설의 성능을 충분히 발휘하고 동시에 안전성의 확보가 가능하도록 구성되어야 한다.
(2) 설비 구성 : 송수전설비, 변전설비, 배전설비, 발전설비, 비상발전설비, 동력설비 및 전력감시설비 , 건축전기설비, 피뢰침 및 접지설비 등
(3) 설계기준
① 설비의 구성은 단순하고 안정성, 신뢰성, 경제성 및 조작성이 좋고 유지․보수 가 간단한 것으로 한다.
② 수변전설비는 부하설비의 연속운전, 간헐운전, 부정기적 운전 등이 있으므로 이를 고려한 플랜트의 수요율을 충분히 조사하여 적정한 크기로 한다.
③ 보호계전기, 차단기등을 적절히 설치하고 전기설비 전체의 보호를 완전하게 한다.
④ 중앙제어판넬, 수배전감시판넬 등의 판넬 내부는 작업공간을 갖추고 점검이나 간단한 추가․개조가 가능하도록 고려한다. 또한 변압기등 중량물의 반출입이 가능하도록 출입구와 동선을 확보한다.
⑤ 설비는 범용품을 사용하고 주요기기는 최대한 동일메이커 또는 호환성이 있는 제품을 사용한다.
⑥ 정기점검이나 유지보수용의 공사용 전원도 확보한다.
⑦ 장래의 증설계획이 있는 경우는 수전계약을 전력회사와 증설전에 협의하여야 한다.
⑧ 고장시에는 고장에 영향을 받는 범위를 최소화할 수 있도록 대책이 있어야 한다.
⑨ 송수전설비 : 전원을 한국전력공사의 배전선로로부터 인입하여 공급하는 설비이다.
가. 수전계획시의 수요전력은 부하설비의 최대전력으로 산정한다.
나. 수전전압 및 계약종별은 전력회사의 전기공급 규정에 따라 계획하여야 한다.
다. 수전설비의 용량은 수요전력(kW)을 피상전력(kVA)으로 환산한 값보다 크게 할 필요가 있다.
라. 수전용 차단장치의 보호계전기는 전력회사의 전력계통과 협조가 되어야 한다.
② 변전설비 : 배전선로로부터 특정구역에 설치되는 각 기기에 적합한 전압으로 변경하여 전원을 공급하는 설비이다.
가. 변압기 용량은 수요 전력을 기초로 하여 장래 증설부하 등을 고려하여 결정해야 한다.
나. 감시를 위해 필요한 계기류를 설치해야 한다.
③ 배전설비 : 변압기에서 적정한 전압으로 감압된 전원을 각전동기반, 조명반에 분기 배전하는 것으로 주차단기와 분기차단기로 구성된다.
가. 배전 전압이나 배전 방식은 기기의 사용목적에 따른 용량 등을 고려하여 결정하며, 배전 계통은 가능한 한 단순하게 구성해야 한다.
나. 감시를 위해 필요한 계기류를 설치해야 한다.
다. 모터 및 전기설비를 보호할 수 있도록 보호계전기를 설치해야 한다.
④ 발전설비 : 증기터빈 발전기 및 제어장치 등으로 구성된다. 여열을 이용하여 기력발전을 하는 경우 수전계통과 병렬 운전함으로써 한국전력공사에서 요구하는 전력계통과 일치시킬 필요가 있다.
가. 발전기의 운전방식은 수전 계통과 병렬 운전되도록 한다.
나. 발전기 전압은 용량과 목적에 부합하도록 계획한다.
다. 발전기는 보수성, 조작성 및 효율 등을 고려하여 선정한다.
라. 증기터빈의 출력 제어방식은 발전전력의 역송전 여부에 따라 적절히 선정한다.
⑤ 비상발전설비
가. 수전 및 배전계통의 사고 등에 의해 전원공급이 원활치 않은 경우에는 소각설비의 안전확보 및 기기의 보호를 위해 소각설비가 안정적으로 정지할 수 있도록 필수 주요기기에 비상전원을 공급할 수 있는 용량을 갖춘 비상발전설비를 구성하여야 한다.
나. 발전기의 용량을 결정할 때에는 부하의 종류와 용량을 산정하고 장래의 여유 등을 고려하여 결정한다.
다. 비상용 발전기의 부하는 정상운전 중 사고나 기타 이유로 전력계통이 정전되었을 때 소각로를 안전하게 정지시키기 위해 필수적인 주요 기기와 비상조명계통에 전력을 공급한다.
라. 직류전원설비는 교류를 직류로 변환하는 장치로써 축전지, 충진장치, 역변환장치로 구성된다.
마. 교류의 부하중에서 순간적인 정전도 용납할 수 없는 통신설비나 프로세스관련 장치전원(DCS), 컴퓨터 전원 등의 공급은 신뢰도를 향상시키기 위하여 무정전 교류 전원장치(UPS)를 설치한다.
⑥ 동력설비 : 전동기운전에 필요한 기구를 집중시켜 전동기군의 집중제어를 위한 설비이며, 중앙전력감시반은 중앙제어실에 설치하여 수변전 설비, 배전설비, 비상전원설비 등을 감시, 제어하기 위한 설비이며, 현장조작반은 전동기 부근에 설치하여 전동기를 현장에서 운전을 조작하는 기기이다.
가. 동력설비는 제어반, 감시반, 현장 조작반 등으로 구성되어 부하의 운전감시 및 제어가 확실히 이루어지도록 한다.
나. 주요 설비인 전동기의 전압은 범용성, 경제성 및 시공 용이성 등을 고려하여 선정 한다.
다. 전동기의 종류는 주로 3상 유도 전동기를 기본으로 하고 그 형식은 사용장소에 적합해야 한다.
라. 전동기의 기동방법은 기동시 전원의 영향 등을 고려하여 선정하되 되도록 전전압기동 방식을 선정한다.
마. 초기 기동부하가 많은 기기의 전동기의 기동방법으로 소프트스타터, 인버터기동 등을 고려하여 기기의 뒤틀림등 파손을 방지하여야 한다.
⑦ 전력감시설비 : 차단기와 단로기 등 기기의 상태 감시를 주로 하고 있었으나 이것을 계통의 상태 감시로 고쳐 나아가야 할 필요가 있게 되었다. 따라서 직립개방형 배전반에 전력계통을 조작개폐기 및 신호 표시기 등을 이용하여 Graphic화하여 수변전 계통 및 배전계통, 비상전원 계통 등의 전력공급상태 및 흐름을 감시 및 제어할 수 있도록 구성한다.
가. 전력 계통에서 주요 감시대상을 선정하여 운전상황을 감시 제어하도록 한다.
나. 계기반은 감시 및 조작에 적합한 형식을 선정한다.
⑧ 건축전기설비 : 건축전기설비는 각종시설의 기능유지 및 작업환경의 향상을 도모하는 설비로서 안정성이 우수하고 유지관리가 용이해야 한다.
가. 전력설비 : 조명기구, 전열설비, 전기기계․기구 등에 전기 에너지를 안전하고도 안정적으로 분배․공급하여 빛(光)이나 기계적 에너지 등으로 변환하기 위한 것이다.
나. 통신설비 : 건물 내에서 정보를 전달․처리하기 위한 것이며, 이 중에는 구내교환 설비, 자동 화재탐지 설비, 확성설비 등 외에 최근에는 LAN(Local Area Network)등의 정보․통신 시스템도 포함하고 있다.
다. 엘리베이터 설비
안정적인 운행 및 승객의 안전을 위하여 비상용 발전기에서 전원을 공급하며, 엘리베이터 내부에서 중앙제어실과 통화할 수 있는 인터폰 설비를 갖추도록 할 것
폐기물 소각처리에 설치되는 엘리베이터 설비는 승용 및 화물용이다
에너지 절약을 위하여 절약형 전동기 및 VVVF 제어가 이루어 져야 한다.
엘리베이터 전선덕트 등 통로는 악취가 확산될 수 있으므로 환기장치등의 설치에 있어 악취방지를 철저하게 하여야 한다. 환기시 부압조건이 악취를 끌어 들일 수 있으므로 주의한다.
⑨ 피뢰침 및 접지설비 : 낙뢰 및 이상 전압에 의한 설비 및 기기의 보호를 위한 KS IEC-61024 규정에 적합하도록 설치하여야 한다.
⑩ 고조파 대책 : 각종 설비의 전원이나 전동기의 제어에 반도체 회로가 사용되어 이들 각종설비에서 발생하는 고조파 전류에 의해 수변전설비의 전기기기가 소손되고, 계측제어 설비의 오작동을 일으키는 등의 피해를 예방하기 위하여 고조파억제 및 제거 대책을 강구하여야 한다.
4.11.2 감시 및 제어설비
(1) 설치목적 : 각종 설비의 전원이나 전동기의 제어에 반도체 회로가 사용되어 이들 각종설비에서 발생하는 고조파 전류에 의해 수변전설비의 전기기기가 소손되고, 계측제어 설비의 오작동을 일으키는 등의 피해를 감시 제어하기 위해 설치한다.
(2) 설비 구성 : 감시 및 제어설비, 중앙제어설비, 현장계기, 원격감시설비, 배출가스 연속측정 및 전송설비 등
(3) 설계기준
① 감시 및 제어설비
가. 조작성 및 감시성이 우수하도록 설치 공간을 최대한의 고려를 한다.
나. 신뢰성, 효용성 그리고 유지보수성이 높도록 한다.
다. 확장성 및 유연성이 높은 시스템으로 적용한다.
② 중앙 제어설비
가. 기본 제어설비는 분산제어방식 또는 프로그래머블 로직제어기로 구성하여야 하며, 소각플랜트의 기동에서부터 목표부하까지, 목표부하에서부터 플랜트 정지까지 정상 및 비정상운전의 모든 조절제어 및 논리제어기능을 수행해야한다.
나. 필요시 소각플랜트의 감시를 위하여 감시용 계기반이 위치하며 이 계기반에는 기록계, 지시계, 폐쇄회로 텔레비젼 모니터, 경보장치 등과 같은 중요 시설에 대한 감시기기를 장착하고, 소각로, 보일러 및 주요공정의 모형공정도(Mimic Board나 디스플레이 장치 이용)를 필요한 경우에 설치한다.
다. 프로그래머블 로직제어기를 사용할 경우는 보조설비를 제외하고는 분산제어방식과 상호 호환성을 가진 제품으로 하여 통신이 가능하도록 한다.
라. 현장계기
압력감시 및 제어
온도감시 및 제어
유량감시 및 제어
레벨감시 및 제어
마. 원격감시설비 : 플랜트의 각 설비별 공정상태의 감시를 위하여 필요한 개소에 감시용 폐쇄회로 텔레비전(CCTV)을 설치한다.
바. 배출가스 연속측정 및 전송설비(TMS)
굴뚝의 SOx, NOx, CO, O2, HCl, Dust, 연소가스 유량 및 온도를 측정할 수 있는 완전한 배출가스 감시시스템을 설치해야하며, 환경부의 굴뚝배출가스 원격감시시스템에 전송할 수 있도록 구성하여야 한다.
배출가스 연속측정설비는 진동 및 고열 발생으로 인한 기능장애가 발생되지 아니하는 위치에 설치하여야 한다.
배출가스 분석기기는 정전으로부터 보호될 수 있도록 무정전 전원장치 및 비상발전기에 연결되어야 한다.
분석기기는 정확도의 유지를 위하여 표준가스 및 표준용액에 의한 자체교정이 주기적으로 수행될 수 있는 구조로 되어 있어야 한다.
1.1 목적
이 기준은 건설기술진흥법 제44조(설계 및 시공기준)의 규정에 따라 생활폐기물 소각시설의 신설, 개량 및 확장을 위하여 실시하는 기본계획, 기본설계 및 실시설계에 대한 최소한의 일반적⋅기술적 기준을 제시함으로써 설계의 효용성을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
1.2 적용범위
이 기준은 KDS 31 90 05에서 위임된 세부 사항과 폐기물관리법에 의한 생활폐기물처리시설 중 생활폐기물을 소각하는 소각설비 설계에 적용되는 일반사항에 대하여 규정한다.
1.3 참고 기준
1.3.1 관련법규
KDS 31 90 05에 1.3.1 관련법규에 따른다.
1.3.2 코드 및 표준
1.3. 대한민국 코드 및 표준
KDS 31 90 05에 1.3.2 대한민국 코드 및 표준에 따른다.
1.3.2.2국제 코드 및 규격
KDS 31 90 05에 1.3.2 국제 코드 규격에 따른다.
1.3.2.3기타
KDS 31 90 05에 1.3.2.3 기타에 따른다.
1.4 용어의 정의
(1) KDS 31 90 05(1.6)에 따른다.
(2) 이 기준에 규정한 것 외에 이 기준에 특별한 규정이 없는 용어의 정의는 법(시행령 및 시행규칙을 포함한다)이 정하는 바에 의한다.
계량기 : 운반차량에 폐기물이 담긴 상태에서 폐기물의 중량을 계량 할 수 있는 것
반입 배출로 : 폐기물 수집·운반차가 안전하게 통행할 수 있도록 하는 통행로
투입문 : 폐기물 반입장과 저장조를 분리하고, 폐기물 수집∙운반차가 폐기물을 저장조에 원할히 하역할 수 있도록 하는 문
폐기물 크레인 : 반입되는 폐기물을 혼합, 균질화 및 소각로에 투입을 위한 설비
폐기물 파쇄기 : 생활폐기물 또는 대형 폐기물을 일정한 크기이하로 파쇄하는 파쇄기
폐기물 저장조 : 반입 폐기물의 적체현상을 완충하기 위해 폐기물을 저장하는 시설
폐기물 투입구 : 폐기물을 소각로내로 일정하고 연속적으로 공급하기 위한 설비
유압피더 : 소각로내에 반입된 폐기물을 건조단, 연소단, 후연소단으로 밀어내주는 유압 설비
스크류 공급장치 : 소각로내에 스크류 공급방식으로 폐기물을 공급하는 설비
회전식 공급장치 : 로타리 회전으로 분리된 폐기물을 일정하게 폐기물을 공급하는 설비
화격자 : 폐기물이 주로 연소하는 곳으로 고정 화격자와 구동 화격자로 구분되어 폐기물을 이송, 혼합하며, 연소를 돕기 위한 1차 공기를 공급하는 설비
화격자식 연소장치 : 폐기물을 이송과 혼합을 위한 운동을 하며, 폐기물을 건조, 연소 및 후연소공정의 화격자상에서 연소시키는 장치
유동상식 연소장치 : 투입된 폐기물을 유동매체인 유동사와 유동함으로써 폐기물을 소각하고 소각재를 유동사와 유동시켜 배출시키는 장치
회전로식 연소장치 : 원통형의 회전로를 완만하게 회전시켜 폐기물을 투입구에서 배출구로 천천히 이동시키면서 연소시키는 장치
수냉로벽식 : 효율적인 소각열을 회수하기 위해 내화물내에 수냉배관을 일체형으로 만들어 급수를 순환시키는 형식의 내화벽
1차 연소실 : 화격자 위에서 화염을 형성하여 연소가스로 전환되는 1차 연소구간
2차 연소실 : 연소가스의 미연소분의 완전연소가 이루어지는 2차 연소구간
보조연소 버너 : 2차 연소로 출구 가스온도를 850℃ 이상을 유지하기 위한 가열능력을 갖춘 연소장치
정압기 : 고압의 LPG, LNG 및 연소가스를 사용측의 사용압력으로 일정하게 만들어주는 장치
공기예열기 : 폐기물의 완전연소 효율을 향상시키기 위해 공급되는 1,2차 공기의 열을 올려주는 장치
폐열보일러 : 고온의 연소가스에서 열을 회수하여 온수 또는 증기를 생산하고, 배출가스의 온도를 낮추어주는 설비
과열기 : 보일러에서 만들어진 포화증기를 고온의 과열증기로 만들이 위한 장치
절탕기 : 보일러 출구에서 배출되는 배기가스를 이용하여 급수를 가열하는 설비
급수장치 : 고온 고압의 보일러내에 급수을 공급하기 위한 설비
슈트블로어 : 보일러내에 튜브에 재가 부착되지 않도록 주기적으로 재을 털어주는 장치
탈기기 : 공급수중 산소, 탄산가스등의 비응축성 가스를 제거하여 부식을 방지하고, 보일러 급수를 가열할 수 있도록 하기 위한 설비
순수장치 : 막을 이용하여 보일러 용수의 원수중 각종 불순물을 제거하여 보일러 보급수에 적합한 수질로 처리하는 장치
연수장치 : 연수장치를 이용하여 원수중 각종 불순물을 제거하여 보일러 보급수에 적합한 수질로 처리하는 장치
복수기 : 소각장의 고압 또는 잉여증기를 외기에 방열하고, 증기를 응축수로 회수하도록 하는 장치
1차, 2차 압입송풍기 : 폐기물 완전 소각에 필요한 연소 공기를 여유롭게 공급해주는 설비
유인송풍기 : 소각로내의 압력을 부압으로 유지시켜 설비들내의 배가스 흐름을 평형하게 하기 위한 설비
VVVF 제어 : 인버터(Inverter)를 사용하여 전동기의 회전수를 송풍량에 비례하게 제어하는 방식
굴뚝 : 배출되는 가스의 통풍력과 확산을 목적으로 설치하는 설비
TMS : 배가스가 대기로 배출되는 굴뚝에서 배출되는 가스에 대기배출 관리 가스의 배출농도를 실시간으로 감시할 수 있는 설비
반건식 반응탑 : 배출되는 배가스중에 염화수소, 황산화물을 제거하기 위해 소석회와 반응시켜 제거하는 설비
활성탄 분무장치 : 배출되는 배가스중에 다이옥신을 흡착 제거하기 위해 활성탄을 분무하는 설비
여과집진기 : 배출되는 배가스중에 필터포를 통해 먼지를 분리하는 설비
전기집진기 : 배출되는 배가스중에 미세먼지를 코로나 방전에 의해 먼지를 이온화하여 집진하는 설비
SCR(촉매반응탑) : 배출되는 가스중 질소산화물을 촉매환원법으로 암모니아와 반응하여 제거시키는 반응탑
SNCR(무촉매반응기) : 고온의 소각로 내에 직접 암모니아 또는 요소수등을 분사하여 질서산화물을 환원시키는 장치
연소가스 냉각장치 : 연소후 다이옥신 재합성을 막기 위해 재생성 온도구간을 급냉시키는 장치
블로우다운수 : 보일러 내부의 수질을 유지하기 위하여 일정량을 물을 빼주는 보일러수
증기가열온수기 : 증기를 공급하여 온수를 생성하는 일종의 열교환기
흡수식 냉동기 : 흡수제의 화학적 상변화와 증기열을 이용하여 냉난방을 하는 냉동기
바닥재 : 폐기물 소각시 발생되는 소각재로로써 소각로 하부에서 배출되는 재
비산재 : 폐기물 소각시 발생되는 소각재로 폐열보일러 및 연소가스 처리설비등에 포집되는 비중이 가벼운 재
재컨베이어 : 소각재를 설비내에서 배출시키기 위한 이송설비
재 반출차량 : 소각하여 일시 저장된 소각재를 외부로 반출시키기 위한 반출차량
왕복동식 압축기 : 피스톤의 왕복동운동으로 공기를 압축하는 설비
스크류 압축기 : 서로 맞물리는 자웅 2개의 비틀어진 로터를 일정방향으로 회전시키므로써 2개의 로터사이 및 케이싱과의 사이의 공간에 흡입된 공기를 연속적으로 압축, 토출하는 형식의 압축기
스크롤 압축기 : 2개의 와권상의 고정스크롤과 가동스크롤의 상대적인 운동에 의해 압축하는 것을 스크롤 압축기라고 한다.
공기저장탱크 : 공기의 일시적 사용량 변동에 맞게 공기를 공급하기 위한 완충 시설
공기제습기 : 계장용 공기로 공기하기 위해 고압의 공기중 수분을 제거하는 설비
청관제 : 보일러 급수중의 경도성분을 불용성 화합물로 바꾸는 목적으로 사용하는 약품
탈산제 : 보일러수중의 산소를 제거하는 목적으로 사용되는 약품
1.5 기호의 정의
(1) KDS 31 90 05에 기호의 정의의 도서 작성기준을 따른다.
1.6 시설물의 구성
(1) 생활폐기물 소각시설은 반입 및 공급 설비, 소각설비, 폐열회수 설비, 연소용 공기 공급 설비, 연소가스처리 설비, 폐수처리 설비, 여열이용 설비(터빈설치), 소각재 반출 설비, 급배수 설비 및 보조 설비 등으로 구성된다.
(2) 해당 설비별 기준은 4.설계의 시스템별 설계기준에 따른다.
1.7 해석과 설계원칙
(1) KDS 31 90 05의 해석과 설계원칙에 대한 기준을 적용한다.
(2) 질소산화물 제거를 위한 무촉매반응시 소각로내에 균등한 요소수 분사를 위한 유동해석을 검토해야 한다.
(3) 소각로내 연소시 연소가스의 균일한 유동을 검토하여야 한다.
(4) 소각로 외벽의 균일한 온도를 유지하도록 내화, 단열벽체 두께에 대해 전열해석에 대하여 검토하여야 한다.
(5) 배가스 대기 배출시 대기확산 해석을 검토하여야 한다.
(6) 외기온도에 의한 백연발생 여부 및 백연저감에 대한 해석을 검토하여야 한다.
1.8 설계 고려사항
(1) 인구밀도, 폐기물 발생량 원단위, 장래 인구 증감량 예측 등을 고려하여 생활폐기물 총발생량을 고려해야 한다.
(2) 반입되는 폐기물의 밀도를 검토하여 폐기물 저장조의 크기를 검토해야 한다.
(3) 지역에 발생되는 폐기물의 성상분석을 통해 삼성분(수분, 가연분, 회분)과 원소조성 분석을 통해 소각되는 폐기물의 발열량을 예측하여 소각로의 크기를 검토해야 한다.
(4) 원소조성 및 폐기물 발열량에 의한 배가스 온도별 체적을 검토하여 방지시설의 용량을 결정하여야 한다.
(5) 배가스 대기 확산에 대한 굴뚝 높이에 대해 검토하여야 한다.
(6) 민원등에 대한 백연발생 및 백연저감 방안에 대해 검토하여야 한다.
1.9 신규기술적용
KDS 31 90 05의 기준에 따른다.
1.10 구조설계도서
해당사항 없음
2. 조사 및 계획
2.1. 조사 및 계획 일반
생활폐기물 소각에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 소각시설이 계획될 수 있도록 필요장치의 부하와 조건을 조사하고 설계 계획을 수립한다.
2.2 조사
설치지역의 지역적 여건, 인구밀도, 폐기물 발생량, 장래 인구변화 추이, 발생폐기물 성상분석 및 대기배출기준 등의 필요조건들을 조사하여, 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 시공 및 운영에 적합한 시설물을 계획하고 설계할 수 있도록 한다.
2.3 계획
(1) 조사된 설치지역의 지역적 여건, 인구밀도, 폐기물 발생량, 장래 인구변화 추이, 발생폐기물 성상분석 및 대기배출기준 등을 검토하여 시설 용량에 대한 계획을 수립한다.
(2) 각 분야별로 이 기준에 명시된 계획업무를 바탕으로 해당 과업의 특성에 따라 필요한 항목 및 내용들을 명시한다.
(3) 산출된 추정사업비는 설계 시 산출되는 소요 사업비와 비교하여 가능한 한 오차가 적도록 한다.
(4) 수급인은 사업추진에 유리한 공사발주형태(일반 공사, 설계시공 일괄공사, 현상설계 등)의 장⋅단점을 분석하여 검토하여야 한다.
3. 재료
3.1 재료 일반
KDS 31 90 05의 재료 일반 기준에 따른다.
3.2 재료 특성
KDS 31 90 05의 재료 특성 기준에 따른다.
3.3 품질 및 성능시험
품질 및 성능시험은 KDS 31 90 05 의 품질 및 성능시험의 기준을 따른다.
4. 설계
4.1 반입 및 공급 설비
4.1.1 계량기
(1) 설치 목적 : 시설에 반입되는 폐기물과 배출하는 소각잔사 또는 회수된 유가물의 양 및 종류 외에 반입차량의 수량 등을 정확히 파악하는 시설
(2) 설비의 구성 : 계량대, 계량장치, 전달장치, 연산장치 등으로 구성되며, 기계식 계량장치와 전자식 계량장치로 구분된다.
(3) 설계 기준
① 계량치 설치위치는 ⓐ운전자쪽으로 향하게 하는 경우, ⓑ계량원쪽으로 향하는 경우, ⓒ쌍방에서 볼 수 있게 하는 방법이 있으며 필요에 따라 정한다.
② 컴퓨터에 차량번호, 차량중량, 폐기물 종류, 시간, 출입시간등을 기록하며, 적재중량, 적재누계치 등의 인자조작을 가능하게 하여 관리기능을 간편하게 하며, 데이터를 중앙 데이터 처리장치로 전송할 수 있어야 한다.
③ 기계식 계량장치의 경우 상용 측정량이 최대 측정량의 70~80%를 초과하지 않도록 하여야 한다.
④ 적재대의 치수는 최대 반입차량의 차량길이, 차폭에 의해 정해지고, 차량길이에 1,500mm 정도를 더한 길이와 차폭 800mm 정도를 더한 폭 이상을 적용한다.
⑤ 설치댓수는 시설규모 기준으로 대략 300톤/일에 대하여 1대가 필요하며, 소각시설의 설치장소에 따라 반입차량에 의한 교통체증을 초래할 수 있기 때문에 대용량인 소각시설의 경우에는 2~3대를 설치할 수도 있다.
⑥ 계량기의 설치는 차량동선, 시설의 배치 등을 고려하여 합리적으로 배치하여야 한다.
⑦ 우수가 계량대 안으로 들어오는 것을 방지하기 위해서 도로면보다 50~100 mm정도로 높게 계량대를 설치하여야 하며, 개량대 하부 바닥에는 배수펌프설치 및 우수배관과의 연결 등 내부의 배수문제를 처리하여야 한다.
4.1.2 반입배출로
(1) 설치목적 : 폐기물 반입차량, 재배출 차량, 관리 및 견학차량 등 출입하는 차량의 안전을 위해 계획한다.
(2) 설계 기준
① 일방통행로의 경우 3.5m이상, 왕복통행로의 경우 6m이상으로 경사부의 기울기는 1/10이하로 한다.
② 일반차량과 폐기물 반입차량의 출입동선을 가능한 분리한다.
③ 폐기물 반입시 차량정체를 방지하기 위해 도로 진출입이 용이하게 하고, 정체가 일어나지 않도록 입구측에 대기차량 공간을 확보해야 한다.
④ 가능한 일방통행을 원칙을 하고, 차량이 교차하지 않도록 흐름을 유도해야 한다.
⑤ 차량 진입은 부지내에 최단거리가 될수 있도록 한다.
⑥ 차량제원과 시설규모에 맞는 주차장 계획을 수립해야 한다.
⑦ 소각시설 유지보수가 용이한 동선이 될 수 있도록 계획해야 한다.
⑧ 차량제원 및 부지조건을 고려한 적절한 회전반경을 갖도록 해야 하며, 반사경등을 설치하여 차량 회전시 안전을 확보하여야 한다.
4.1.3 반입장
(1) 설치목적 : 폐기물 반입차가 저장조에 폐기물 반입시 다른차량과 간섭 방지와 악취 및 오수의 외부 누출을 최소화한다.
(2) 설계 기준
① 폐기물 반입차 및 그 밖의 차량이 폐기물 저장조에 폐기물 투입시 차량간섭이 없는 넓이 이어야 한다.
② 반입하는 폐기물 최대제원의 크기를 기준으로 반입장의 크기를 산정하여야 하고, 차량 출입의 입출구는 가능한 90도 방향으로 배치하여 강풍에 의한 악취 방출을 최소화 한다.
③ 차량 진출입시 입출구 소손을 방지하기 위해 차량 안전지지대를 고려해야 한다.
④ 반입장 청소수의 배수를 위해 적정한 경사를 두고, 배수피트와 배수펌프등을 설치하여야 한다.
⑤ 반입차량 위해 반입장 입구, 저장조 투입문에 투입지시기를 설치하고 폐기물 크레인 운전실 또는 투입문 조작실(기)에서 조작할 수 있도록 하여야 한다.
⑥ 폐기물 반입차가 저장조에 폐기물 투입시 차량 보호를 위해 추락방지턱 또는 추락방지 지지대를 설치하여야 한다.
⑦ 폐기물 반입량∙반입시간 및 폐기물 수집 차량의 제원에 따라 투입문의 수와 크기를 결정하여야 한다.
⑧ 폐기물 투입문은 저장조에서 발생되는 먼지와 악취의 비산을 방지하기 위해 기밀성과 개폐동작이 원활하게 내구성과 강도를 요구한다.
⑨ 악취방지를 위해 반입장 악취를 저장조로 흡입될 수 있도록 하여야 한다.
⑩ 반입장은 출입하는 차량의 최대제원을 고려하여 반입장의 높이를 적용해야 한다.
⑪ 폐기물 투입문은 크레인 버켓과 접촉하지 않도록 저장조 안쪽으로 돌출되지 않는 형식을 적용해야 한다.
4.1.4 폐기물 저장조
(1) 설치목적 : 휴일 및 공휴일, 대보수 기간등으로 폐기물의 적채현상을 완충하기 위해 일정량 이상을 저장하는 시설
(2) 설계기준
① 폐기물 저장조 용량은 계획 1일 최대 처리량의 5배 이상 (500톤 이상은 3일이상)의 용량(중량기준)으로 계획한다.
② 저장조 용량산정을 위한 폐기물 비중량은 실측자료가 없는 경우 평균 비중량인 0.22ton/㎥을 적용하며, 유기성 폐기물의 분리수거로 인하여 비중량을 낮게 적용하는 것이 적정하다.
③ 반입폐기물의 침출수를 배출할 수 있는 배수대책을 세워야하며, 침출수 집수정으로 통하는 배수구는 스테인레스등 부식에 강한 재질을 사용하고, 배수망을 설치하여 이물질이 넘어가지 않도록 하여야 한다.
④ 집수정은 침출수 악취로부터 작업자 또는 근무자를 보호할 수 있도록 강제환기시설을 설치하여야한다.
⑤ 저장조에서 발생되는 악취와 비산먼지가 외부로 배출되지 않도록 밀폐구조로 하여야 한다.
⑥ 폐기물 저장조를 부압으로 유지하고, 악취를 처리하기 위해 연소용 공기팬을 이용하여 소각로 운영시 연소 처리할 수 있도록 계획하여야 하고 , 정지시는 별도의 악취처리시설을 설치하여야 한다.
⑦ 저장조에서 자연발화 등에 의한 화재를 방지하기 위해 소화기등 화재대비 소방시설을 설치하여야 한다.
⑧ 폐기물 저장조 용량은 폐기물 투입문 하부면의 수평선이하에서 저장조 바닥까지의 용적을 적용한다.
⑨ 크레인 조종실에서 폐기물의 저장상태, 질 등의 상황을 용이하게 파악하여 폐기물의 혼합, 균질화, 원활한 폐기물의 투입을 할 수 있도록 조종실 밑부분의 조도를 150~200Lux를 유지하여야 한다.
⑨ 크레인 조종실은 폐기물 저장조의 형태, 소각로 계열수 등을 고려하여 폐기물 저장조와 폐기물 투입구가 잘 보이는 위치에 설치하여야 하며, 조정실의 창은 전면유리로 하여 악취를 방지할 수 있도록 하여야 한다.
⑩ 크레인 버켓 고장시 반출을 할 수 있는 반출입구를 계획하여야 한다.
4.1.5 폐기물 크레인
(1) 설치목적 : 반입되는 폐기물을 혼합, 균질화 및 원할한 소각로 폐기물 투입을 위해 설치하는 설비
(2) 설비의 구성 : 버킷, 권상⦁권하장치, 주행⦁횡행장치, 전기공급장치, 조작장치, 투입량 계량장치, 크레인거더, 브레이크, 감속기, 드럼, 안전장치 등
(3) 설계기준
① 저장조내의 폐기물을 소각로의 가동상태에 맞춰 신속하게 소각로에 투입할 수 있는 용량과 구조로 설계해야 한다.
② 폐기물 크레인의 형식, 용량, 설치 댓수는 폐기물의 혼합, 적환, 투입에 필요한 시간을 고려하여 산정하고, 크레인 고장시 신속하게 소각로의 정상 운전이 가능하도록 필요시 예비용을 확보하여야 한다.
③ 혼합, 적환, 균질화, 폐기물투입 등과 같은 시간이 필요한 것으로 전체 작업에 대하여 크레인 가동율 2/3를 표준으로 한다.
④ 크레인 버켓의 용량은 폐기물 저장조내의 폐기물 겉보기비중을 고려하여 결정한다.
⑤ 폐기물 크레인 버켓의 형식, 작동방식은 폐기물의 종류를 고려하여 적정한 형식을 선정해야 한다.
⑥ 크레인은 1회 폐기물을 포집할수 있는 버킷용량, 권상⦁권하, 주행⦁횡행장치, 전기공급장치, 조작장치, 투입량 계량장치등을 구성해야 한다.
⑦ 크레인거더는 부착되는 버킷, 권상장치 및 전동기, 브레이크, 감속기, 드럼, 안전장치등의 하중⦁충격에 견딜수 있는 강도가 필요하다.
⑧ 브레이크는 전자식 또는 유압식을 적용하며, 드럼의 직경은 로프 직경의 20배 이상으로 하여야 한다.
⑨ 운전조작용 제어기에는 수동식, 반자동식, 전자동식의 형식이 있지만 통상 반자동식, 전자동식 사용한다.
⑩ 전기공급방식에는 트롤리선방식, 케이블방식의 두 가지 방식이 있다. 트롤리선방식은 트롤리가선(架線)에 집전장치를 접촉시켜 집전하는 것으로, 먼지발생 등 여건이 좋지 않은 폐기물저장조 내부에서는 트롤리선과 집전부가 오염되고 접촉불량에 의한 아크가 발생하며 마모에 의한 고장이 발생하기 때문에 거의 사용하지 않고 있고, 최근에는 케이블방식이 흔히 채용된다. 케이블방식은 캡타이어케이블에 의해 급전하는 방식으로 트롤리의 횡행, 크레인거더의 주행이 자유롭도록 커튼 케이블식 등의 방식으로 전기를 공급한다.
⑪ 투입량계량장치는 신뢰성 향상을 위해 전압, 전류의 두가지 요소에 의해 계측하는 방식과 로드셀에 의해 하부하중을 전기적으로 검출하는 계량장치도 많이 쓰고 있으며, 현재 가동중인 소각시설의 경우 대부분 로드셀에 의한 계량을 적용한다.
⑫ 폐기물 조종실 설치위치는 폐기물 소각시설의 부지조건, 소각로 계열수등에 따라 결정하여야 한다.
⑬ 크레인 용량은 저장조내에 평균 주행구간에 대한 권상⦁권하, 주행⦁횡행 속도, 버켓 개폐동작에 필요한 시간등 1회 폐기물 공급에 필요한 운전시간등을 상정하여 작업선도를 작성한다. (권상, 권하 30~50m/min, 주행 30~60m/min, 횡행 20~40m/min이 기준)
⑭ 크레인의 공급능력은 소각로 공급시간 1시간동안 20분으로 하고, 남은시간 40분을 저장조내 폐기물 균질화, 혼합, 대형폐기물 파쇄(필요시) 및 정지시간 20분(여유인자)로 하여 크레인의 공급능력을 산출한다.
⑮ 단위용적중량 계산시에 고려해야할 인자는 버켓용량, 폐기물 겉보기 비중, 압축율 등을 적용한다.
⑯ 크레인 조정실은 투입문의 개폐상황, 폐기물 투입구로의 투입작업을 쉽게 감시할 수 있어야 하며, 소각로 내 연소상태 및 온도를 확인 할 수 있도록 CCTV와 온도등을 감시하여 적정 폐기물 투입 및 혼합을 조종할 수 있도록 폐쇄회로 모니터를 설치하여야 한다.
⑰ 폐기물 연소상태에 따라 적정 폐기물 투입 및 혼합을 하도록 한다.
4.1.6 폐기물 파쇄기(필요시)
(1) 설치목적 : 반입되는 대형폐기물을 일정한 크기이하로 파쇄하여 소각로 내에 투입을 원할하게 하는데 있다.
(2) 설비의 구성 : 파쇄기 본체, 전단축(1축 또는 2축), 유압공급설비 등
(3) 설계기준
① 파쇄기의 전단축은 내마모성이 좋은 특수내마모강등의 강을 사용하여야 한다.
② 종량제 봉투 반입하는 파쇄기인 경우 파봉하여 수분을 분리할 수 있는 장치를 갖추고, 폐기물을 일정한 크기 이하로 파쇄할 수 있는 구조여야 한다.
③ 파쇄기는 폐기물 계획처리량, 시설의 가동시간, 기존시설의 처리능력 등을 감안하여야 한다.
④ 처리시설에서 발생되는 먼지를 배풍, 집진할 수 있도록 방지시설을 갖추어야 한다.
⑤ 소음 및 진동은 주변조건을 고려하여 관련법규에 적합하도록 저감대책을 수립하여야 한다.
⑥ 처리능력은 지정된 조대폐기물 및 폐기물질의 범위내에서 지정된 폐기물의 파쇄 최대치수를 준수하도록 하여야 한다. (대형 폐기물은 200cm 이하)
⑦ 대형폐기물 파쇄기 설치 위치는 저장조에 인접하게 설치하여 폐기물 크레인으로 폐기물을 파쇄기 투입구에 공급하고, 파쇄된 폐기물이 폐기물저장조로 다시 이송⦁저장할수 있도록 설치하여야 한다.
⑧ 파쇄기의 형식은 생활폐기물, 목재류의 대형폐기물, 건축 폐자재 목재 등 폐기물의 형태와 양에 따라 회전식 파쇄기, 왕복동 파쇄기로 구분하여 결정할 수 있으며, 효율에 따라 회전식 파쇄기는 충격전단형, 충격압축형, 전단형으로 구분되고 왕복동식 파쇄기는 전단형파쇄기와 압축전단형 파쇄기로 구분된다.
⑨ 폐기물 크레인 버켓으로 폐기물을 공급하는 파쇄기는 버켓에서 공급할 수 있는 1회 이상의 버켓용량의 공급호퍼를 갖추어야 한다.
4.2 소각설비
4.2.1 폐기물 투입구
(1) 설치목적 : 폐기물을 소각로내로 일정하고 연속적으로 공급하기 위한 설비
(2) 설비의 구성 : 상부 슈트, 하부 슈트, 가교해제장치, 수냉식 또는 공랭식 냉각설비, 투입량 탐지기, 익스펜션 조인트 등
(3) 설계기준
① 소각로 내에 원할히 공급될 수 있는 형상과 크기를 가져야 한다.
② 국부적인 막힘현상이나 가교현상을 방지하기 위해 슈트부 하부구조가 상부구조보다 넓은 형상으로 하여 자중에 의해 막힘이 없는 구조로 하거나, 국부적인 막힘현상인 아칭(Arching) 또는 브릿지(Bridge) 현상을 대처할수 있는 가교해제장치를 부설하여야 한다.
③ 하부 슈트는 연소실내의 복사열로부터 보호될 수 있도록 내화물로 시공하거나 수냉식 또는 공랭식 등의 냉각설비를 적용하여야 한다.
④ 폐기물 투입량 탐지기는 크레인 작업시 버켓등으로부터 보호될 수 있도록 하여야 한다.
⑤ 폐기물 투입구는 폐기물을 공급하는 버켓이 열렸을 때의 최대 치수보다 크기가 커야한다.
⑥ 저장된 폐기물 공급시 소각로 내부의 기밀을 유지하여 공기의 침투, 연소가스의 누출등을 방지할 수 있어야 한다.
⑦ 투입구의 상단은 바닥으로부터 순회점검원 등이 도보 중 발을 헛디뎌 추락하지 않을 높이로 해야 하며 700-900 mm로 설치하는 사례가 있다.
⑧ 폐기물 투입구, 슈트는 통상 강판제이고 오랜 사용과 폐기물의 마모 및 침출수 부식등을 고려하여 강판의 두께를 결정해야 한다.
⑨ 슈트와 폐기물 투입구 사이에는 소각열에 의한 열팽창에 따른 응력이 콘크리트 구조물에 전달되는 것을 방지하도록 익스펜션 조인트를 설치하여야 한다.
4.2.2 공급장치
(1) 설치목적 : 폐기물 투입구에서 떨어지는 폐기물을 소각로 연소단에 안정적으로 공급할 수 있는 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 공급장치식(유압피더), 화격자 병용식, 스크류 공급장치(Screw Feeder), 회전식 공급장치(Rotary Feeder), 공급제어장치, 유압구동부, 전동식 구동부, 등
(3) 설계기준
① 페기물을 소각로내에 안정적으로 공급할 수 있는 형상과 크기 및 공급량을 조절할 수 있는 기능을 가져야 한다.
② 소각로 본체와 슈트와의 접속부는 외부와의 기밀이 유지될 수 있는 구조이어야 한다.
③ 튜입슈트와 폐기물 투입구 사이에는 초기 가동시 및 비상시 개폐할 수 있는 체절문과 고온에 견딜 수 있는 구조이어야 한다.
④ 소각로 내의 연소상황에 따라 연속적이고, 안정적으로 폐기물 공급할 수 있어야 한다.
⑤ 폐기물 질의 변화 및 소각로 내의 연소상황에 따라 공급량을 적절한 범위로 제어 가능해야 한다.
⑥ 공급 장치 가동시 폐기물층이 가능한 한 행정에 따른 일정한 두께로 화상에 형성되어 건조 및 연소가 균일하게 이루어지고 소각로 하부에서의 연소공기 공급이 원활히 될 수 있도록 해야 한다.
⑦ 공급 장치의 고장은 소각로의 가동중지를 의미하므로 간단하고 견고한 구조로 되어서 고장이 없도록 해야 한다.
4.2.3 연소장치
(1) 설치목적 : 생활폐기물 주요 연소장치는 화격자식과 유동상식으로 폐기물의 이송과 함께 연소공기의 공급을 통한 연소를 이루게 하는 주요 장치
(2) 설비의 구성
화격자식 : 화격자, 건조단, 연소단, 후연소단, 유압구동장치 등
유동상식 : 유동화, 다공 분사판, 유동사 등
회전로식 : 회전로, 후연소 화격자, 2차 연소실, 수관, 저장조, 회전 구동장치 등
(3) 설계기준
① 화격자식 설계기준
가. 화격자는 이송과 혼합을 위한 운동을 하며 화격자 상에서 연소되는 폐기물은 건조, 연소 및 후연소공정을 거치게 된다.
나. 폐기물 건조, 연소 및 후연소공정 구간별 연소 특성에 따라 이송속도를 제어할 수 있어야 한다.
다. 화격자는 고온의 연소중 폐기물과 직접 접촉하게 되어 있으므로 내열, 내식성 및 내마모성이 우수하고 고온강도가 높은 재질을 적용해야 하며, 냉각효과가 높은 형상을 가져야 한다.
라. 폐기물 건조, 연소 및 후연소 공정 구간별 특성에 따라 1차 공기가 화격자를 통하여 공급될 수 있도록 되어야 한다.
마. 주연소부의 측벽은 로의 형식에 따라 내화물에 냉각공기의 유입 또는 수냉벽 설치등으로 비산재등이 로벽 내화물에 용융 고착되지 않도록 설계되어야 한다.
바. 건조단은 폐기물 층이 상당히 두꺼워 복사전열, 접촉전열등은 폐기물층 내부까지 미치지 않으므로 건조효과를 높이기 위하여 폐기물층의 교반, 반전에 의해 내부층 건조가 가능하도록 하여야 한다.
사. 연소단은 건조된 폐기물은 보통 200℃ 전후에서 열분해가 시작되어 가연성의 휘발분이 기체상태로 빠져나와 고온 분위기에서 착화되고, 잡다한 폐기물 연소단계로 연소속도를 조정할 수 있어야 한다.
아. 후연소단은 타고남은 미연잔류물을 완전 연소시키기 위한 적절한 내부 온도를 유지해야 한다.
자. 후연소단은 클링커 발생이 없고 재 배출을 원활하게 해야 한다.
차. 후연소단은 열발생량이 적은 구간으로 소량의 공기가 공급되어 불필요한 과잉공기에 의해 냉각되지 않도록 조절하여야 한다.
카. 소각재, 대형 불연물이 늘기 때문에 낙진이 적고 내마모성을 고려한 구조이어야 한다.
타. 화격자 상의 폐기물층 두께차나 상이한 폐기물 질에 의해서 생기는 통기성 차이에 의한 영향을 감쇄시키고 각 구역별 화격자 상면에서 거의 균등한 공기공급을 가능케 하도록 1차공기 공급의 통로 및 배분을 적용하여야 한다.
② 유동상식 설계기준
가. 투입된 폐기물은 유동매체인 유동사와 유동함으로 소각재가 원할히 배출되도록 하는 것이 중요하다.
나. 적절히 파쇄된 투입폐기물이 정량 공급되도록 하여야 한다.
다. 다공 분사판의 노즐은 폐기물의 융착에 의한 막힘 또는 고온에 의한 노즐경 확대등이 발생되지 않는 구조와 재질을 사용하여야 한다.
라. 유동사는 입도, 경도, SiO2 함유량, 불순물 함량등 유동사 구비조건에 맞는 유동사를 적용하여야 한다.
마. 유동사에 불연물 함량 증가에 따른 경도, 열보유능력등이 현저히 저하되므로 연2회 정도 유동사 전량교체를 반영하여야 한다.
③ 회전로식 설계기준
가. 회전로식 연소장치는 원통형의 회전로를 완만하게 회전시킬 수 있는 구동장치를 구비하여야 한다.
나. 폐기물의 교반 및 이송이 적절하게 이루어지도록 설계하며 이를 위해 완만한 경사를 유지하여야 한다.
다. 회전로의 내외벽은 내열, 내마모성 및 기계적 강도 등을 충분히 고려하여야 하며, 내부가스가 외부에 누출되지 않도록 설계되어야 한다.
다. 회전로의 본체 내부는 내화물 라이닝(Lining)을 적용하고, 폐기물 이송방향으로 축심을 약간 경사지게 설치하여야 한다.
라. 구동부는 전동기, 감속기를 써서 기어 또는 롤러의 마찰력으로 구동되도록 하여야 한다.
마. 회전로 하부에 설치된 분할된 저장조로부터 주위 벽체를 통하여 연소용 공기를 회전로내에 공급하도록 하여야 한다.
4.2.4 소각로 본체의 구조
(1) 설치목적 : 각 연소방식 및 특성에 따른 용적과 구조를 갖고 그 내부에서 연소가스가 충분히 혼합되어 계획한 폐기물을 일정한 시간내에 연소할 수 있도록 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 물분사식 노즐, 조작기 등
(3) 설계기준
① 화염이 직접 닿는 부분은 내화물로 피복하여 염소(Cl)성분 등에 의한 고온부식 및 수증기에 의한 부식을 방지할 수 있는 구조이어야 한다.
② 내화재는 소각로내부의 운전온도, 연소가스의 특성등을 고려하여 내부식성, 내열성 재료를 사용해야 하고 급냉 및 온도의 급상승에 충분히 견딜 수 있는 구조로 제작되어야 한다.
③ 폐기물 및 재와 직접 접촉하는 부분의 내화재는 내마모성이 강한 재료를 사용해야 한다.
④ 소각로 본체는 연소에 의해 발생하는 열에너지를 폐기물의 건조, 연소 및 후연소의 각 단계에 직접 또는 간접적으로 이용 가능한 형상과 크기로 유의하여 설계하여야 한다.
⑤ 소각로 본체는 폐기물이 화격자 위에서 화염을 형성하여 연소가스로 전환되는 1차 연소실과 연소가스내의 미연소분의 완전연소가 이루어지는 2차 연소실로 구분하여 설계하여야 한다.
⑥ 2차 연소실은 850℃ 이상의 온도에서 체류시간 2초 이상을 만족하도록 연소실 용적을 설계하여야 한다.
⑦ 연소실은 통상 내화물로 구성되어 있으나 배출가스 냉각에 보일러 방식을 채용한 경우는 2차 연소실에 수냉벽을 배치하여 연소가스의 냉각을 도모하고, 고발열량의 폐기물을 소각할 때에는 보일러 수관을 1차 연소실의 일부까지로 연장하여 노내 온도를 적절한 범위로 제한 유지하면서 완전연소를 하도록 설계해야 한다.
⑧ 연소실 형식은 연소 특성에 따라 향류식, 병류식, 중간류식, 2회류식등의 특성을 고려하여 선정하여야 한다.
⑨ 소각로 본체는 화격자 및 내화보온재 등을 지지하며, 내진강도와 열응력, 열팽창등을 고려하여 강도와 구조를 고려해야 한다.
⑩ 철골과 철판은 전용접구조로 밀폐구조를 형성하고, 내화 단열재를 고정함과 함께 연소가스의 누설을 방지하는 구조로 한다.
⑪ 강판의 강도상 비틀림 방지를 위해 최소 3.2mm이상의 두께로 하며, 케이싱 표면온도는 80℃ 이하가 되도록 내화벽돌 및 케스타블을 구성한다.
⑫ 내화물은 소각로 본체의 온도 분포관계, 소각재와의 화학반응, 로벽에 부착하는 클링커 현상 및 가스 반응에 의한 내화물 조직 파괴등의 우려를 검토하여야 한다.
⑬ 폐기물과 직접 접촉하여 마찰에 의해 마모작용이 예상되는 구간은 내마모성 내화물을 적용하여야 한다.
⑭ 소각로 정지 및 소각로내 온도변화에 강한 내화물로 선정하여야 한다.
⑮ 노내의 청소, 점검, 보수를 위한 맨홀, 청소구, 감시창을 설치하여야하며, 맨홀은 사람의 출입뿐만 아니라 보수기재의 출입도 고려한 크기로 설계되어야 한다.
⑯ 맨홀, 청소구, 감시창은 공기의 침입과 연소가스의 누출이 없는 밀폐구조로 하여야 한다.
⑰ 감시창은 노내의 연소상황을 감시할수 있도록 필요한 시야를 갖는 크기로 하여야하며, 감시창은 내열유리를 하고 유리면 오염을 방지하도록 냉각공기 주입방식을 적용하여야 한다.
4.2.5 보조연소장치
(1) 설치목적 : 폐기물 발열량 변동과 미연소에 의한 가스 배출을 방지하기 위한 2차 연소로 출구 가스온도를 850℃ 이상을 유지하기 위해 적정한 가열능력을 갖춘 보조연료 연소장치를 적절한 위치에 설치함
(2) 설비의 구성 : 저장탱크, 스트레이너, 기어펌프, 서비스탱크, 계량펌프, 보조연소 버너, 정압기, 혼합기, 연소공기 공급장치, 예열기등
(3) 설계기준
① 연소보조장치는 로의 기동, 정지시에 노내 온도의 제어, 승온 또는 로냉각 조작을 할수 있어야 한다.
② 저질폐기물 연소시 노내온도 저하를 대처하기 하기 위해 소정의 온도 보정 역할을 할 수 있어야 한다.
③ 축로공사 완료 후 또는 내화벽돌 보수 후 건조를 승온 제어를 할 수 있어야 한다.
④ 연소보조장치 설치위치 및 설치 댓수는 로의 형식, 조작성 등을 고려하여 결정하나 버너 용량은 로의 기동 또는 정지시에서의 승온이나 로냉각(급냉방지)에 필요한 양과 폐기물 열량이 노내온도를 유지하기 위한 최소한계 이하인 경우 조연용으로서 필요한 양과 비교하여 큰 쪽을 선택하여 선정한다.
⑤ 급속한 승온작업, 노내의 급격한 온도 변화에 의한 열적 및 기계적 스폴링에 의한 내화물 균열 발생을 방지하도록 온도조절 제어가 가능해야 한다.
⑥ 로 연소 보조버너는 공급가능한 연료원에 따라 경유, 등유등의 액화연료와 액화석유(LPG), 도시가스 등의 기체연료를 사용할 수 있는 기기를 선정하여야 한다.
⑦ 저장탱크는 시설용량에 따라 지상 또는 지하에 설치한다. 또한 탱크형식은 수평형, 수직형이 있고, 구조, 재질, 강도 및 부속품등에 관하여서는 소방법등의 관련 법규에 준한다.
⑧ 가스 연소장치의 경우 노내에 가스가 누입되지 않도록 가스 배출밸브가 차단밸브에 연동되어 안전이 유지되도록 안전장치를 구성하여야 한다.
4.2.6 2차 연소용공기 공급장치
(1) 설치목적 : 1차 공기에 의해 화격자 연소에서 완전연소가 되지 못한 가연성물질을 완전연소시키기 위한 목적으로 사용되는 공급설비
(2) 설비의 구성 : 2차 공급팬, 차단밸브 등
(3) 설계기준
① 2차 연소실 입구측에 주입하여 상승하는 미연분과 반응하여 완전연소가 이루어지는 위치에 2차 연소용 공기를 주입하도록 하여야 한다.
② 난류 혼합과 잉여 산소의 공급을 통해 미연분의 산화반응을 종료시킬 수 있도록 2차 연소공기 유량, 고속, 고압을 공급할 수 있도록 설계하여야 한다.
③ 미분입자의 이월방지, 연소화염 높이 유지, 연소가스 농도 균질화, 온도 과다상승 방지를 위한 냉각효과를 유지할 수 있어야 한다.
4.3 폐열회수 설비
4.3.1 보일러
(1) 설치목적 : 고온의 폐기물 연소가스에서 열을 회수하여 온수 또는 증기를 만들고, 보일러 출구의 연소가스온도를 배출가스 처리설비의 적정 입구온도까지 냉각할 수 있도록 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 폐열보일러, 증발기, 과열기, 절탕기, 급수장치, 자동제어장치, 안전밸브, 슈트블로어, 블로우다운 탱크, 증기식 공기예열기, 보일러 급수 펌프, 약품주입장치, 탈기기, 탈기기 급수펌프, 순수장치, 연수장치 등
(3) 설계기준
① 배출가스 처리설비의 기기를 보호하기 위한 설비로 재질의 보호측면을 잘 고려하여 배출냉각 온도를 결정하여야 한다. (다이옥신 재형성을 제어: 배출 온도 200℃ 이하 유지)
② 보일러 본체는 연소실에서 발생한 열을 방사와 고온 연소가스와의 접촉에 의해 물을 가열 증발시키는 부분으로 온수 또는 증기의 압력에 견딜 수 있는 재질과 두께를 산정해야 한다.
③ 보일러의 접촉 전열면인 전열관 외부표면에 비산재가 부착하여 커지는 현상 방지 방법
가. 접촉 전열면에 들어갈 때 가스의 흐름을 반전시켜서 가스중의 비산재를 가능한 한 제거 해야 한다.
나. 접촉 전열면 입구에 도달할 때까지 방사전열 면적을 두어 일정한 온도까지 연소가스 온도를 강하시켜야 한다.
다. 접촉전열면의 전열관 피치(Pitch)를 가능한 한 크게 해야 한다.
라. 재가 부착되지 않게 슈트블로어(Sootblower)나 해머링(Hammering)등의 방법으로 주기적으로 보일러 튜브를 청소해야 한다.
슈트블로어 조작회수는 1일 3회, 8시간 간녁으로 재의 성질, 양등 시설마다 다르기 때문에 실제 운전하여 경험에 의해 조절, 결정할수 있도록 해야 한다.
슈트블로어는 공기식과 증기식이 있으며, 설비비, 유지비 그리고 성능등을 고려하면 발생증기를 이용한 증기 분무식 슈트블로어를 계획하는 것이 유리함.
슈트블로어는 500℃ 이상의 범위에서는 삽입식 단일노즐 형식을 적용하며, 500℃ 미만의 지역에서는 복수노즐의 고정형 회전식 블로어를 적용한다.
슈트블로어의 재질은 내열성 및 설치지역의 부식 환경을 고려하여 적절한 재질을 선정해야 한다.
④ 증기 터빈 전기생산에 필요한 고압 및 과열도의 증기를 만들기 위해 과열기를 설치하여야 한다.
⑤ 과열기는 보일러 본체의 포화증기를 고온으로 가열하여 과열증기로 만드는 장치로 여러개의 고압 튜브로 구성되어 외부에서 연소가스와의 접촉, 방사가 되도록 해야 한다.
⑥ 보일러 본체에 보내는 물을 예열하기 위해 보일러 배출가스에 절탄기를 설치하여야 한다.
⑦ 과열기 및 절탄기는 고온가스에 의해 고온부식, 저온부식이 발생할 수 있으므로 내부식성 재질을 선정하여야 하며, 유지 보수 및 교체가 용이한 구조로 구성되어야 한다.
가. 고온부식 대책
내열 및 내식성이 뛰어난 재료를 선정한다.
고온부식이 발생할 수 있는 금속표면에 피복을 한다.
고온부식이 발생할 수 있는 금속표면의 온도를 내린다.
퇴적 혹은 침적된 먼지를 제거한다.
부식성 유해가스 농도를 낮춘다.
먼지의 퇴적이 어려운 구조로 한다.
나. 저온부식 대책
내산성이 있는 금속재료를 선정한다.
저온부식이 발생할 수 있는 금속표면에 피복을 한다.
연소가스온도를 산노점온도 이상으로 유지하도록 한다.
예열공기를 사용하여 에어퍼지를 한다.
보온시공을 한다.
⑧ 보일러는 시설의 규모등에 따라 노통식, 노통연관식보일러, 수관식 보일러를 선정해야 한다.
⑨ 수순환 방식은 온수 또는 증기 생산에 따라 자연순환식 보일러와 강제순환식 보일러 형식을 선정해야 한다.
⑩ 일반적으로 2톤/시간 이상의 폐기물 처리시설에서는 연소실과 폐열보일러가 일체형인 보일러를 설치하여야 한다.
⑪ 폐기물의 배출가스중 다량 포함된 비산재가 가스흐름에 섞여 보일러 전열관에 충돌하여 가스유속이 어느 한도를 초월하면 보일러 강재를 현저하게 마모시키므로 가스유속을 6m/sec 이하로 하는 것이 적당하다.
⑫ 보일러 드럼수위 제어방식은 압력제어 방식으로는 배압조절기에 의해 보일러 출구 증기압력을 제어하며, 드럼수위는 드럼수위, 증기유량 및 급수유량의 3가지 요소를 루프방식으로 제어할 수 있도록 해야 한다.
⑬ 안전밸브 용량은 최대 증발량 용량 이상으로 한다.
⑭ 탱크류에는 탈기기 및 복수탱크가 있다.
가. 공급수중 산소, 탄산가스등의 비응축성 가스를 제거하여 부식을 방지하고, 보일러 급수를 가열할 수 있도록 하기 위해 설치한다.
나. 탈기기 저수조 용량은 폐열보일러의 최대 증발량을 고려하여 결정한다. (시간당 최대 급수량의 40% 정도)
다. 복수탱크는 증기복수기에서의 복수, 각 설비에서의 배출수, 순수장치에서의 보급수 등을 받아 급수를 일시 저장하기 위해 설치한다.
라. 탱크용량은 각 부분에서의 최대 유량을 고려하여 결정하고, 해머링(Hammering)현상 방지의 목적으로 대기 개방형으로 한다.
⑮ 펌프류
가. 펌프류는 보일러 급수펌프, 탈기기 급수펌프 등이 있으며 양정, 토출량, 급수의 온도등에 따라 펌프 형식, 용량이 결정된다.
나. 연속운전을 하는 펌프에서도 공동화현상(Cavitation)이나 타버리는 현상이 발생할 수 있으므로 과열방지 대책을 수립해야 한다.
다. 각 펌프 및 그와 관련되는 기기는 조작, 보수하기에 쉽도록 배치하여야 하며, 유지관리를 위하여 필요시 호이스트 또는 천장 크레인(대용량시)을 설치하여 장비 철거 및 반출에 편리하도록 하여야 한다.
라. 펌프 및 그 부품의 취급을 쉽게 하기 위하여 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등이 있어야 한다.
마. 모든 펌프는 그 펌프의 테스트 압력에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 테스트 압력은 흡입 압력이 최대인 상태에서 최대 토출압의 1.5배의 압력으로 한다. 토출부의 주철제 케이싱은 체절 압력의 1.5배로 설계되어야 한다. 만약, 대기압 이하의 흡입 압력 상태에서 운전될 때는 진공압력에 견딜 수 있는 것으로 한다.
바. 모든 펌프의 축은 원동기의 최대 출력을 충분히 전달할 수 있는 크기로 한다. 펌프의 축 및 커플링은 커플링에 걸리는 최대 전달 토크보다 축의 허용토크가 크도록 설계되어야 한다.
사. 모든 펌프의 습동 부위는 그 유체의 물성치 및 특성에 맞는 재질을 선택하여야 하며 내마모성 및 내부식성이 있어야 한다.
아. 그랜드 패킹(Gland Packing) 또는 미케니컬 실(Mechanical Seal)은 신속한 교체 작업이 가능하도록 설계되어야 한다.
자. 펌프의 케이싱은 보수유지를 쉽게 하기 위하여 분할방식(가급적이면 수평방향)으로 하여, 임펠러 및 펌프 축을 케이싱으로부터 제거 시에 주 배관 및 밸브 등에 의하여 방해를 받지 않도록 하여야 한다. 일반적으로 회전축을 분리하여야 하는 펌프는 커플링으로 전동기와 연결되어야 한다.
차. 어떠한 운전 조건 하에서도 유효흡입수두(NPSH Available)가 보증될 수 있는 펌프형식을 선택하여야 한다.
카. 펌프의 재질은 KS규격을 참조하며, 폐수처리설비에 적용되는 펌프 샤프트 및 임펠라는 STS 304 또는 동등 이상의 내부식성 재질을 사용 하여야 한다.
⑯ 약품주입장치
가. 보일러수의 수질을 최적의 상태로 유지하기 위해 왕복구동 플러저 펌프식이나 다이아프램식등을 적용해야 한다.
나. 다수의 보일러 설치시 각각의 드럼에 주입펌프를 설치해야 한다.
⑰ 블로우다운장치
가. 급수중의 불연물과 순환계 내에 주입된 약품이 보일러수에서 농축되어 규정치를 넘는 것을 방지하기 위해 설치한다.
나. 블로우다운량은 샘플링 수의 수질분석 결과에 따라 결정하면 좋으나 폐기물 소각로의 폐열보일러의 경우 일반적으로 복수회수율이 높아 농축되기가 쉽지 않기 때문에 블루우다운 밸브에 의해 간헐적으로 불로운다운하는 것으로 충분하다.
다. 연속 블로우다운 장치를 설치하는 경우에는 최대 증발량의 2~3% 정도의 장치능력을 갖는 것으로 충분하다.
라. 관수 측정 장치는 냉각기(Cooler)가 장치된 샘플링 장치를 설치하여 정기적으로 보일러 수질을 분석하여 수질관리를 하는 것이 필요하다.
⑱ 순수장치 및 연수장치
가. 순수 및 연수장치는 보일러 용수의 원수중 각종 불순물을 제거하여 보일러 보급수에 적합한 수질로 처리하는 장치이다.
나. 순수장치의 용량은 설계보다 실제가동시 항시부족하므로 보일러 용량에 3~4%로 설계하여야 한다.
다. 원수처리 방법
약품처리법
증류법
이온교환수지법
㉮ 단순연화
㉯ 탈 알칼리(Alkali) 연화
㉰ 혼상식 전염 탈염
㉱ 복상식 전염 탈염
역삼투압
4.3.2 증기복수설비
(1) 설치목적 : 폐열 보일러에서 만들어진 증기를 물을 매체로 하는 수냉식 냉각방법과 공기에 의해 냉각하는 방법으로 외기조건, 잉여증발량 및 증기터빈의 통과증기량 등의 부하변동 등 소각시설의 현장여건에 맞추어 설치하는 설비
(2) 설비의 구성 : 고압증기 헤더, 복수기, 복수탱크, 냉각수 순환펌프, 루버, 송풍기, 구동장치 등
(3) 설계기준
① 겨울철 운전시 또는 소각로 정지시 동파가 되지 않도록 대책을 세워야 한다.
② 공랭식으로 건물내부에 설치시 냉각공기의 재순환으로 냉각효율이 저하될 우려가 있으므로 적절한 배치계획을 세워야 한다.
③ 보일러의 잉여증기에 따라 고압증기 복수기와 저압증기 복수기로 구별하여 선정한다.
④ 복수기의 냉각제어 방식은 팬의 각도조절(Pitch Control)에 의한 제어방식과 팬의 회전수를 조절하는 제어(VVVF Control) 및 루버에 의한 제어 방식등을 적용해야 한다.
4.3.3 물분사식 가스냉각설비
(1) 설치목적 : 페열 보일러에서 만들어진 증기를 물분사 방식을 적용하여 분사된 물이 완전히 증발하면서 연소가스를 냉각하는 방식
(2) 설비의 구성 : 버켓, 권상⦁권하장치, 주행⦁횡행장치, 전기공급장치, 조작장치, 투입량 계량장치, 크레인거더, 브레이크, 감속기, 드럼, 안전장치 등
(3) 설계기준
① 유량이 큰 폭으로 변화하는 경우에는 노즐의 수를 검토해야 하며, 다수의 노즐을 배치시에는 분무된 미세물방울의 상호간섭이 발생하지 않도록 배치하여야 한다.
② 분사정지시에 노즐의 고온 부식을 방지할 수 있는 구조 및 노즐의 교환등 유지관리가 용이하도록 해야 한다.
③ 정전시나 용수공급 중단시에도 수조로부터 용수가 30분 이상 비상 공급될 수 있도록 설계되어야 한다.
④ 냉각실 바닥이나 출구 덕트에 비산재가 고착되지 않도록 적정한 크기의 필요한 설비를 갖추어야 한다.
⑤ 가스의 흐름방향과 기액접촉방식에 따라 기액병류 하향류형, 기액향류 상향류형, 기액병류 상향류형식으로 배출가스의 특성에 따라 선정한다.
가. 가스 냉각실의 유효요소 높이에 가장 큰 영향을 미치는 것은 물방울의 입경으로 입경의 제곱에 비례한다.
나. 가스유속이 많은 영향을 미치며 소요높이는 거의 가스유속(Gm3/m2)에 비례한다.
다. 초기 입경의 크기는 분사압력의 제곱근에 비례하고 수량에 반비례한다.
⑥ 고온의 연소가스를 효율적으로 냉각하기 위한 구조조건
가. 분사수의 분무입자를 미립화한다.
나. 분사수량을 폭넓고 광범위하게 조절할 수 있다.
다. 조절폭을 넓게 하여도 입자경이 크게 되지 않아야 한다.
4.4 연소용 공기공급
4.4.1 1차 공기 압입송풍기
(1) 설치목적 : 폐기물 저장조에서 흡입공기를 흡입하여 저장조내에 부압을 유지하고, 악취를 소각로 연소단에서 연소처리하며, 폐기물 1차 연소 공기를 공급하는 설비
(2) 설비의 구성 : 흡입덕트, 흡입댐퍼, 열교환기, 1차 압입송풍기 등
(3) 설계기준
① 폐기물 소각에 필요한 공기를 공급해주는 설비로 반입폐기물의 단위 중량당 원소성분 C, H, O, N, S 등의 완전연소에 공연비에 폐기물 소각량을 곱한 필요한 최대 송풍량에 10~20%의 여유를 갖도록 설계하여야 한다.
Q = L × A × (1+α) (4.4-1)
여기서 Q : 압입 송풍기의 풍량 (N㎥/hr)
L : 단위 폐기물에 대한 필요공기량 (이론공기량×공기비+노온제어에 필요한공기량), (N㎥/hr)
A : 시간당 폐기물 소각량, kg/hr
α : 송풍기 선정시의 풍량 여유율
② 압입송풍기는 연소용 공기를 노내로 압입하고 그 압력으로 배출가스를 대기로 방출하도록 설계하여야 한다. (필요한 풍압 P는 다음 식에서 구해진다.)
P = P1 + P2 + P3 + P4 – P5 (4.4-2)
여기서 P : 압입송풍기 설계풍압, mmH2O
P1 : 공기예열기의 압력손실, mmH2O
P2 : 송풍기에서 소각로까지의 덕트라인에서의 압력손실, mmH2O
P3 : 화격자의 압력손실, mmH2O
P4 : 폐기물 층의 압력손실, mmH2O
P5 : 송풍기 입구 풍압(통상 부압), mmH2O
③ 필요한 풍압 P는 시설의 규모와 용량(화격자의 종류, 덕트에 설치되는 기기, 덕트내 설계풍속, 덕트의 굴곡부 등)에 따라 달라지나 일반적인 화격자식의 경우 160~650 mmH2O 정도로 선정하는 경우가 많고, 유동층 소각로의 경우에는 유동사의 유동에 필요한 압력을 고려하여야 하므로 1,500~2,500 mmH2O를 적용한다.
④ 폐기물 저장조 내의 공기를 압입송풍기로 흡입하여 연소용 공기로 사용하여 저장조내를 부압상태로 유지시킴으로써 악취의 외부비산을 방지한다.
⑤ 연소용 공기 흡입구는 폐기물 저장조 상부에 설치하며 이물질 유입을 방지하기 위하여 흡입구에 스크린을 설치하여야 한다.
⑥ 1차 공기의 흡입은 연소효율을 향상시키기 위하여 소각로의 방열을 열교환하여 상승된 1차 공기를 화격자 공기 공급관에 공급하여 연소효율을 높인다.
⑦ 송풍기는 통상 예비송풍기 없이 단독으로 설치되므로 베어링 온도, 전동기 권선온도 상승으로부터 보호되어야 하며 중앙제어실, 현장에서 기동 및 정지가 가능하도록 구성하여야 한다.
⑧ 송풍기 및 부속장비는 운전하기에 용이하고, 유지관리 및 제거시 시설의 운전에 방해되지 않도록 배치하여야 한다.
⑨ 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등은 송풍기 및 그 부품을 용이하게 취급하기 위하여 공급되어야 한다.
⑩ 송풍기, 구동기 및 보조기기는 지침서에 명시된 최저 및 최고 주위 온도 하에서 가동 및 운전이 적절하게 이루어져야 한다.
⑪ 송풍기는 구동기 및 기어와 함께 구성되며, 경우에 따라 커플링 및 보호판, 보조기기 등도 포함되어야 한다.
⑫ 송풍기, 구동기, 보조기기 등은 최소 7,200시간 이상의 연속운전을 기준으로 설계되어야 한다.
⑬ 송풍기 케이싱의 내부표면, 연소용 공기 연결 덕트 내⦁외부 등은 방식 페인트로 도장되어야 한다.
⑭ 모든 내부 볼트는 풀리지 않도록 설계되고 체결되어야 한다.
⑮ 소음에 관한 자료는 KS 규정을 따라야 하며 방진설비 및 방진대책을 세워야 한다.
⑯ 케이싱에는 임펠러 쪽에 적어도 1개소 이상의 점검구를 설치하여야 한다.
⑰ 케이싱 설계 시 케이싱 부품을 분해하지 않고도 베어링 및 샤프트 실을 보수, 유지할 수 있어야 한다.
4.4.2 2차 공기 압입송풍기
(1) 설치목적 : 소각로에서 발생하는 미완전연소가스를 완전연소하기 위하여 1차 연소실 출구에 공기를 주입시켜주는 설비
(2) 설비의 구성 : 흡입덕트, 흡입댐퍼, 열교환기, 2차 압입송풍기 등
(3) 설계기준
① 공기의 흡입은 소각동, 폐기물 저장조 또는 재저장조에서 취하여 2차 연소실로 공기를 공급하여 악취를 산화분해하도록 설계한다.
② 2차 공기량은 전체 연소공기중 1차 공기와 일정비율로 분할하여 공급하며 이는 연소제어 계통에서 결정된 값을 2차 공기 압입송풍기 흡입측 댐퍼를 자동연속 제어함으로써 연소실의 온도를 조절하는데 연소공기량은 노내 온도감지에 의해 이루어진다.
③ 2차 공기는 소각로 측면에서 여러 개의 주입노즐에 의하여 공급하는 방식으로 1차공기와 같이 넓은 면적에 균일하게 공급하기 어려워 연소가스와 충분히 혼합할 수 있는 방안을 강구하여야 한다.
④ 2차 공기의 풍압을 높게 하여 노즐에서의 주입속도를 크게 함으로써 2차 공기 주입부위에서 난류(Turbulence)를 형성하여 미연가스와 2차 공기를 충분히 혼합하도록 해야 한다.
⑤ 2차 공기 압입송풍기 출구의 압력은 높게 되어 송풍기, 댐퍼, 노즐등과 공기 덕트와의 연결부위에서 공기의 누설이 발생하지 않도록 해야 한다.
⑥ 2차 공기 압입송풍기의 풍량은 1차 공기 계산시 설계 최고 폐기물질 소각시 필요한 연소 공기량중 2차 공기에 분배된 양에 10~20% 여유를 갖도록 설계한다. 이는 갑작스런 고발열량 폐기물의 연소시 2차 공기 소요량 증대에 대비하거나 노내의 급격한 온도상승시 냉각용 공기로 활용하도록 해야한다.
⑦ 2차 공기의 흡입은 연소효율을 향상시키기 위하여 소각로의 방열을 열교환하여 상승된 2차 공기를 소각실 상부에 공급하여 연소효율을 높인다.
⑧ 송풍기는 통상 예비송풍기 없이 단독으로 설치되므로 베어링 온도, 전동기 권선온도 상승으로부터 보호되어야 하며 중앙제어실, 현장에서 기동 및 정지가 가능하도록 구성하여야 한다.
⑨ 송풍기 및 부속장비는 운전하기에 용이하고, 유지관리 및 제거시 시설의 운전에 방해되지 않도록 배치하여야 한다.
⑩ 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등은 송풍기 및 그 부품을 용이하게 취급하기 위하여 공급되어야 한다.
⑪ 송풍기, 구동기 및 보조기기는 지침서에 명시된 최저 및 최고 주위 온도 하에서 가동 및 운전이 적절하게 이루어져야 한다.
⑫ 송풍기는 구동기 및 기어와 함께 구성되며, 경우에 따라 커플링 및 보호판, 보조기기 등도 포함되어야 한다.
⑬ 송풍기, 구동기, 보조기기 등은 최소 7,200시간 이상의 연속운전을 기준으로 설계되어야 한다.
⑭ 송풍기 케이싱의 내부표면, 연소용 공기 연결 덕트 내⦁외부 등은 방식 페인트로 도장되어야 한다.
⑮ 모든 내부 볼트는 풀리지 않도록 설계되고 체결되어야 한다.
⑯ 소음에 관한 자료는 KS 규정을 따라야 하며 방진설비 및 방진대책을 세워야 한다.
⑰ 케이싱에는 임펠러 쪽에 적어도 1개소 이상의 점검구를 설치하여야 한다.
⑱ 케이싱 설계 시 케이싱 부품을 분해하지 않고도 베어링 및 샤프트 실을 보수, 유지할 수 있어야 한다.
4.4.3 연소용 공기제어
(1) 설치목적 : 유량조절은 송풍기 전단의 흡입댐퍼에 의해 조절하며, 공기량은 연소가스중의 산소농도에 따라 조절이 가능해야 하고 중앙제어실 및 현장에서 정지와 기동이 가능하도록 하는 설비
(2) 설비의 구성 : 흡입댐퍼, 엑츄에이터, 유량계, 등
(3) 설계기준
① 유량조절은 송풍기 전단의 자동흡입댐퍼를 이용하여 조절하도록 하여야 한다.
② 공기량은 연소가스의 산소농도에 따라 조절이 가능해야 하며, 중앙제어실 및 현장에서 정기와 기동이 가능하여야 한다.
③ 연소공기는 소각로의 형식 및 구조에 따라 미연가스 배출량이 최소화 되도록 적절한 양의 공급이 중요하며 그 양은 연소가스 중의 산소(O2)량을 측정하여 과잉공기비를 산출함으로써 결정되어진다.
④ 연소공기량은 기설정된 과잉공기비와 연소가스중의 산소(O2)측정에 따른 실제 과잉공기비의 차를 보정하여 압입송풍기에서 공급하는 공기량을 연속 제어함으로써 이루어진다.
⑤ 소각로로 공급되는 연소공기량은 중앙제어실에 지시 및 기록되어야 하며 유량제어 댐퍼의 개도가 중앙제어실에 지시되어 원격수동제어가 가능하도록 구성한다.
4.4.4 공기예열기
(1) 설치목적 : 공기의 예열은 폐열보일러에서 발생된 증기를 이용하는 증기식 예열기와 배기가스의 일부를 이용하는 가스식 공기예열기 및 LNG 등 연료를 이용하여 직접 공기를 예열하는 직화식 공기예열기로 압입송풍되는 1,2차 공기를 예열하여 소각로 연소효율을 상승시켜주는 설비
(2) 설비의 구성 : 증기 자동밸브, 증기식 공기예열기, 배가스 자동댐퍼, 가스식 공기예열기, 직화식 공기예열기, 등
(3) 설계기준
① 배가스식 공기예열기의 경우에는 산성가스 및 저온에 의한 부식을 고려해야 하며, 증기식 예열기의 경우에는 사용증기의 조건(압력, 온도 등)에 맞도록 설계하여야 한다.
② 예열기의 온도조절용 증기와 연료사용량은 자동으로 조절되어야 하며 부식 및 먼지고착을 고려하여 재질을 선정하고 점검 및 보수를 위한 공간과 접근이 용이한 구조이어야 하고 내부점검을 위한 맨홀도 설치하여야 한다.
③ 공기온도는 높으면 높을수록 건조도 빠르고 연소가 양호하게 진행되어 소각재 중의 미연분, 즉 강열감량이 감소하나 공기예열기의 구조 및 경제성 측면에서 고려하여 설계하여야 한다.
④ 공기예열기에는 연소가스의 열에 의해 연소용 공기를 예열하는 가스식 공기 예열기, 보일러로부터의 발생증기에 의해 예열하는 증기식 공기예열기, 연료(경유, 등유, 도시가스, 프로판 등)를 연소시킨 고온 연소가스를 연소용 공기와 혼합시켜 예열하는 직화식 공기예열기등을 적용할 수 있다.
⑤ 가스식 공기예열기에 의한 공기온도의 조절은 예열기에 들어가는 배출 가스량으로 조절한다. 가스량 조절은 예열기에 바이패스를 설치하여 바이패스 유량을 조절하는 것에 의한 방법과 물분사식 가스냉각 설비의 바이패스에 예열기를 설치하여 가스냉각설비를 흐르는 가스유량을 조절하는 것에 의한 방법이 있다.
⑥ 증기식 공기예열기는 증기가 응축할 때 방출하는 열량으로 공기온도를 상승시키는 것으로 상승 가능온도는 경제성을 고려하여 포화증기 온도에 비해서 20~30℃ 낮은 온도로 하여야 한다.
⑦ 증기식 공기예열기는 핀(Fin)을 부착시켜 전열면적을 증가시킨 핀튜브(Fin Tube)식과 핀이 없는 베어튜브(Bare Tube)식이 있으며 양쪽 모두 관내에 증기, 관외에 공기를 통과시키는 방식을 적용한다.
⑧ 베어튜브 식은 핀튜브 식에 비해서 효율이 나쁘기 때문에 장치가 크게 되고 고가의 장치가 되는 결점이 있으나, 공기중에 포함되는 먼지의 부착은 핀튜브 식에 비해서 적고 청소가 간단한 이점이 있기 때문에 공간과 설치비용 등을 고려하여 적절한 형식을 선정하여야 한다.
⑨ 직화식 공기예열기는 폐기물의 발열량이 저질기준으로서 가스식 공기예열기가 없는 경우와 증기식 공기예열기에서 공기 온도가 너무 낮은 경우에 설치한다.
4.$ 연소공기 이송덕트
(1) 설치목적 : 연소공기 이송덕트는 연소공기를 화격자로 공기공급라인에 공기를 유도하여 주는 역할을 한다.
(2) 설비의 구성 : 이송덕트, 유량계, 압력계, 온도계, 차압계, 유량조절용 댐퍼, 볼륨 댐퍼 등
(3) 설계기준
① 용접강재로서 온도에 대한 영향을 고려하여 덕트 재료 및 두께를 설계하여야 하고, 내부공기의 누설을 막을 수 있는 구조로 되어야 하며 닥트의 형식은 원형 또는 각형으로 한다.
② 적절한 장소에 유량조절용 댐퍼를 설치하여 로의 각 공정 및 그 밖의 필요한 장소에 적절한 양의 공기가 공급되도록 한다.
③ 공기예열기 후단의 덕트에는 온도저하방지 및 화상방지를 위한 적절한 두께의 보온이 되어야 한다.
④ 통풍 덕트에는 일반 구조용 압연강재가 많이 사용되지만 공기 흡입구인 폐기물 저장조 벽의 부분은 콘크리트로 만드는 경우도 있다.
⑤ 덕트의 모양은 원형과 각형이 있으며 원형은 구조상 튼튼해서 보강제는 필요하지 않은 경우가 많으나 각형에 비해서 내부유체 속도를 동일하게 유지하는데는 넓은 공간을 필요로 한다. 한편, 각형은 공간면에서는 유리하나 보강재가 필요하다. 또한 일반적인 덕트내의 유속은 최대 12m/s가 되도록 설계하는 것이 바람직하다.
⑥ 덕트의 열팽창수축에 대비하여 적절한 위치에 캔바스(Canvas)를 설치하고 점검이 필요한 댐퍼 부근에는 사람이 들어갈 수 있는 맨홀을 설치하는 것이 좋다.
4.4.6 유인송풍기
(1) 설치목적 : 평형통풍방식의 적용시 소각로내의 압력을 부압으로 유지시키기 위하여 설치하는 것으로 설치된 설비들 내에 배가스의 흐름을 평형하게 하고, 각설비별 배가스의 상태를 예측하게 하여 소각을 안정화 시키고, 각 시설의 성능을 향상하도록 하여 준다.
(2) 설비의 구성 : 유인송풍팬, 흡입 자동 댐퍼, VVVF 제어, 압력계, 차압계, 온도계, 베어링 냉각수 순환 등
(3) 설계기준
① 고온의 가스취급에 적합하도록 설계되어야 하며, 입․출구에는 열팽창에 의한 덕트의 손상을 방지할 수 있는 팽창대(Expansion Joint) 설치를 고려하여야 한다.
② 유인송풍기 용량의 산정은 계산에 의해서 얻어진 최대 가스량의 15~30%, 최대 풍압의 10~20%의 여유를 두고 운전시에 항상 노내를 부압으로 유지할 수 있어야 한다.
③ 유인송풍기의 계산가스량 Q는 연소가스량 산출식에서 구하지만 일반적으로 다음과 같다.
Q = q1 + q2 + q3 + q4 (4.4-3)
여기서 q1 : 연소가스량 ( 폐기물 가연분 연소 발생 가스량 + 폐기물 수분증발량 + 과잉공기량)
q2 : 로온 제어를 위한 냉각용 공기량 (2차 공기 등)
q3 : 수분사 감온시 수분 증발량 (발생 수증기량)
q4 : 연소가스 처리계통에서의 유입 공기량 (반건식 반응탑의 액분무용, 활성탄 분무공기, 여과집진기의 탈진용 공기 등)
주) 연소가스의 감온을 폐열보일러와 같이 간접 접촉방식의 경우에는 q3는 고려하지 않는다.
④ 유인송풍기의 필요한 풍압 P(mmH2O)는 다음 식에 의하여 구한다.
P = (-P1 + P2 + P3 + ․․․․ + Pm + PT) × (1+Υ) (4.4-4)
여기서 P1은 노내압으로 약 -3 ~ -10 mmH2O 정도이다.
P2 ~ Pm 은 연소가스 냉각설비, 연소가스 처리설비, 덕트, 댐퍼 등의 압력손실이며, PT는 굴뚝입구의 정압 (통상 부압이지만 ±0 mmH2O로 계획하는 것이 바람직하다) 이다.
Υ는 여유율로 최대 풍압의 10~20%로 설계한다.
⑤ 유량조절은 가스량에 따라서 자동으로 제어되어야 하며 제어설비는 흡입댐퍼, 토출댐퍼, 유체커플링 및 가변속 구동장치 등이 있고 기동 및 정지를 중앙제어실 및 현장에서도 가능할 수 있도록 한다.
가. 토출댐퍼에 의한 방법
토출측에 설치된 댐퍼의 개도를 조정하여 송풍기 토출측 저항을 변화시켜 흡입측 압력곡선을 바꾸는 방법으로 개도 50%까지 풍량의 변화는 거의 없다.
축동력은 댐퍼를 완전히 열었을 때 동력곡선을 따라 변화한다.
나. 흡입댐퍼에 의한 방법
흡입측에 설치된 댐퍼의 개도를 조정하여 송풍기 흡입측 저항을 변화시켜 토출측 압력곡선을 바꾸는 방법으로 풍량의 변화는 토출댐퍼의 경우와 동일하다.
축동력은 흡입가스가 가벼워진 만큼 적어진다.
다. 유체 커플링에 의한 방법
송풍기와 전동기 사이에 유체커플링을 설치하여 커플링내의 유체압력을 송풍량에 비례하도록 제어하여 송풍기의 회전수를 변화시키는 방법
저부하시 축동력은 적어지며 제어성능은 우수하나 설치비가 비싸다.
라. 가변속구동(VVVF)에 의한 방법
인버터(Inverter)를 사용하여 전동기의 회전수를 송풍량에 비례하도록 제어하는 방법으로 축동력은 대략 회전속도의 3승에 비례하여 변화한다.
효율은 공기량 80% 이하에서 양호하며 제어성능은 우수하나 설치비가 비싸다.
⑥ 유인송풍기의 운전온도는 연소가스 처리설비의 형식, 송풍기의 설치위치에 따라 달라지나 보통 운전온도 150℃~200℃ 정도에 견딜 수 있는 구조이어야 한다.
⑦ 유인송풍기는 고온의 가스취급에 적합하도록 열팽창을 고려하여 설계하여야 하며 고온상태에서 베어링의 윤활이 가능하도록 하고 전동기로의 열전달을 막기 위하여 냉각수 등에 의한 베어링의 냉각을 실시해야 한다.
⑧ 연소가스용 덕트의 재질은 일반적으로 일반구조용 압연강재를 사용하므로 열팽창에 의한 덕트의 손상을 방지하기 위하여 열팽창값 이상의 신축성을 갖는 팽창대(Expansion Joint)를 송풍기 입․출구에 설치하여야 한다.
⑨ 습식 또는 반건식 연소가스 처리설비를 채택할 경우에는 증발 수분에 따른 가스의 증가가 있고 백연발생의 방지 또는 저감을 위하여 고온의 공기를 주입할 경우에는 이를 고려하여야 한다.
⑩ 송풍기는 통상 예비송풍기 없이 단독으로 설치되므로 베어링 온도, 전동기 권선온도 상승으로부터 보호되어야 하며 중앙제어실, 현장에서 기동 및 정지가 가능하도록 구성하여야 한다.
⑪ 송풍기 및 부속장비는 운전하기에 용이하고, 유지관리 및 제거시 시설의 운전에 방해되지 않도록 배치하여야 한다.
⑫ 리프팅 러그, 아이 볼트 및 기타 특수한 도구 등은 송풍기 및 그 부품을 용이하게 취급하기 위하여 공급되어야 한다.
⑬ 송풍기, 구동기 및 보조기기는 지침서에 명시된 최저 및 최고 주위 온도 하에서 가동 및 운전이 적절하게 이루어져야 한다.
⑭ 송풍기는 구동기 및 기어와 함께 구성되며, 경우에 따라 커플링 및 보호판, 보조기기 등도 포함되어야 한다.
⑮ 송풍기, 구동기, 보조기기 등은 최소 7,200시간 이상의 연속운전을 기준으로 설계되어야 한다.
⑯ 송풍기 케이싱의 내부표면, 연소용 공기 연결 덕트 내⦁외부 등은 방식 페인트로 도장되어야 한다.
⑰ 모든 내부 볼트는 풀리지 않도록 설계되고 체결되어야 한다.
⑱ 소음에 관한 자료는 KS 규정을 따라야 하며 방진설비 및 방진대책을 세워야 한다.
⑲ 케이싱에는 임펠러 쪽에 적어도 1개소 이상의 점검구를 설치하여야 한다.
⑳ 케이싱 설계 시 케이싱 부품을 분해하지 않고도 베어링 및 샤프트 실을 보수, 유지할 수 있어야 한다.
4.4.7 연소가스 이송덕트
(1) 설치목적 : 연소가스 이송덕트는 연소배가스를 각 단계별 연소가스 처리시설로 배가스를 유도하여 주는 역할을 한다.
(2) 설비의 구성 : 이송덕트, 유량계, 압력계, 온도계, 차압계, 유량조절용 댐퍼, 볼륨 댐퍼 등
(3) 설계기준
① 고온 및 유해가스에 대한 열팽창, 부식, 진동 등에 대비하고, 특히 저온 배가스의 접촉부위에는 부식성가스와 결로에 의한 부식이 발생하기 쉬우므로 온도저하방지 및 화상방지와 내부식성을 위하여 적절한 내부식성 재질의 두께선정과 보온을 적용하여야 한다.
② 덕트는 용접강재로서 온도 및 부압에 충분히 견딜 수 있도록 하고, 외부공기의 유입을 방지하기 위하여 기밀을 유지할 수 있는 구조이어야 한다.
③ 덕트내의 배출가스의 성상은 로에서 집진설비, 집진설비에서 유인송풍기, 유인송풍기에서 유해가스 제거설비, 유해가스 제거설비에서 굴뚝까지의 각 설비의 사이에 따라 온도와 압력, 유량 및 유속이 각각 다르기 때문에 위치별 온도에 따른 이송덕트의 규격을 변경하여 적용해야 한다.
④ 집진설비에서 유인 송풍기까지는 집진설비 앞과 비교해서 먼지는 적지만 높은 진공압이 걸리기 때문에 보강재에 의해 진동을 방지하는 것이 바람직하다.
⑤ 배출가스 덕트의 형상은 각형과 원형이 있으며 최대유속을 15 m/s 이하가 되도록 설계하는 것이 바람직하다. 배출가스 덕트에는 일반구조용 압연 강재가 일반적으로 사용되지만 옥외 덕트의 경우에는 비․바람에 의한 노화를 방지할 수 있도록 내후성 강재를 사용하는 것이 좋다.
4.4.8 굴뚝
(1) 설치목적 : 높이에 따른 통풍력과 소각로에 의해 발생하는 모든 배출가스의 원활한 확산을 목적으로 설치한다.
(2) 설비의 구성 : 굴뚝, 측정구, 플랫포옴, TMS, 드레인 밸브, 사다리, 스파이럴 스테어, 전원설비, 피뢰침, 항공장애등, 맨홀 등
(3) 설계기준
① 굴뚝은 통풍력, 배출가스의 대기확산을 고려하고 굴뚝 높이를 설계하고 상부내경은 공동현상(Down Draft), 세류현상(Down Wash) 및 적취현상(Whistling)이 발생하지 않도록 설정하여야 한다.
② 굴뚝 하부에는 배가스에 의한 부식 등에 대한 대책을 강구하고 청소구 및 응축수 배출구가 설치되어야 하며, 상부에는 낙뢰방지용 피뢰침과 항공장애등 등의 안전설비가 갖추어져야 한다.
③ 소각로는 유인 송풍기가 설치되어 있기 때문에 통풍력에 문제가 생기는 경우는 거의 없다. 콘크리트로 만든 굴뚝에서 내부에 내화 벽돌로 라이닝하는 경우에 굴뚝 내부의 풍압이 정압상태가 되면 배출가스가 누설되어 콘크리트 부식의 원인이 되기 때문에 굴뚝입구 풍압이 부압이 되도록 설계하는 것이 바람직하다.
④ 확산력은 굴뚝높이가 높을수록, 배출가스 온도가 높을수록 또 방출속도가 빠를수록 커지게 된다.
⑤ 배출 속도는 30 m/sec 이상이 되면 피리소리 같은 적취현상(Whistling)을 일으키기 때문에 적어도 30 m/sec 이하로 하여야 한다.
⑥ 배출속도가 풍속의 2배 이하가 되면 연기가 수평이하로 배출되어 굴뚝 배면의 진공영역에 흡입되어 소위 세류현상(Down Wash)을 일으켜서 굴뚝이 손상되기 쉽다.
⑦ 굴뚝의 높이가 건물이나 부근 산 등의 2.5배 이하인 경우에 배출가스는 건물 등에 의해서 생기는 와류지역권에 들어가 소위 공동현상(Down Draft) 을 일으켜서 굴뚝 부근에 배출가스가 머물게 된다.
⑧ 세류현상이 발생할 경우 배출가스중에 함유된 산성가스(SOx, HCl 등)가 노점 이하로 냉각되어 굴뚝상부, 난간, 사다리 등과 접촉할 경우 부식을 초래하므로 굴뚝상부의 구조물은 내부식성 강제를 사용해야 한다.
⑨ 오염물질의 집중을 막기 위해서는 가스배출높이가 높을수록 유리하므로 연소가스의 배출온도 및 배출속도를 크게 하여 배출가스의 유효 배출높이를 크게 하는 것이 바람직하다.
⑩ 실제로 오염물질의 확산이 이루어지는 유효굴뚝높이는 실제 굴뚝높이와 배출물질의 상승높이의 합으로 계산된다.
He = H + (Ht + Hm)(4.4-5)
여기서 H : 실제 굴뚝높이, m
Hm : 연기의 운동량에 의한 상승높이, m
Ht : 연기의 온도, 밀도차에 의한 연기의 상승높이, m
He : 유효 굴뚝높이, m
온도차로 인한 부력에 의해 상승되는 높이(Ht)는 부력(F)과 주변풍속, 대기안전도(S)의 관계에서 구한다.
(4.4-6)
또한 연기의 배출속도로 인한 운동력에 기인하는 상승높이(Hm)는 배출속도(Vs), 풍속(U), 굴뚝의 직경(D)에 의하여 결정된다.
(4.4-7)
⑪ 굴뚝으로 배출되는 배출가스가 공기중에 확산되어 비산하다가 다시 땅으로 낙하하여 확산이 잘 이루어진 경우에는 오염물질이 넓은 지역에 골고루 확산되어 이로 인한 피해가 적지만 굴뚝의 배출높이가 낮을 경우 특정한 곳에 집중적으로 낙하하여 그 영향이 매우 크게 된다. 따라서 거리별 오염물질 착지농도를 산출하여 최대 착지농도 지역의 오염물질 농도가 가급적 낮게 하여 특정거리에서의 착지농도를 최소화하는 것이 바람직하다.
⑫ 오염물질의 확산을 위해서는 굴뚝높이를 가급적 높게 하는 것이 유리하지만 지형적 여건, 법적 여건, 시공비용 등의 제약조건에 따라 그 높이가 제한될 경우에는 연소가스 재가열기를 설치하여 연소가스온도를 상승시키거나 적취현상이 발생되지 않는 조건하에서 굴뚝 배출구 직경을 작게 하여 배출가스 유속을 증가시킨다.
⑬ 집합형은 운전 로수에 따라 배출속도가 변화하는 것을 막을 수는 있지만 가격은 고가이다. 따라서 굴뚝의 선정은 확산 등의 기능성과 경제성을 충분히 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
⑭ 굴뚝의 내부는 강판재의 경우 직접 내화물로 라이닝하나 콘크리트의 경우는 열팽창과 단열성을 높이기 위해 외측에는 공기층으로 내측에는 벽돌로 라이닝 한다.
⑮ 라이닝은 배출가스에 의한 콘크리트 또는 강판의 부식을 방지하기 위해 굴뚝 전체에 걸쳐 하는 것이 바람직하다. 굴뚝에는 배출되는 배출가스의 성상을 분석할 수 있는 측정구 및 보수용 사다리, 발판 등이 적절히 설치되어야 한다. 이때 측정구 위치는 굴뚝입구에서 굴뚝직경의 8배 이상의 높이, 굴뚝 출구에서 굴뚝직경의 2배 이하에 설치한다.
⑯ 굴뚝자체의 보수 및 굴뚝에 설치된 피뢰설비, 측정용구 등을 보수할 수 있도록 하부에서 상부까지 접근할 수 있는 사다리 또는 엘리베이터를 설치하여야 하며 사다리를 설치할 경우 추락사고 방지 및 휴식을 취하기 위한 난간을 약 10 m 단위로 설치하여야 하며 계단은 난간에서 서로 엇갈리도록 설치한다. 특히 계단이 굴뚝 내부에 설치되어 시야 확보가 곤란할 경우에는 별도의 조명설비를 구비한다.
⑰ 굴뚝하부에는 연소가스중에 포함된 미량의 먼지가 중력에 의하여 낙하되어 쌓이게 되므로 먼지를 청소할 수 있는 청소구를 구비하여야 하며 소각로의 운전정지시 굴뚝 내부 수분응결에 의한 응축수 및 굴뚝을 통하여 유입된 빗물 등을 배출할 수 있는 응축수 배출구를 설치한다. 이때 발생되는 응축수 및 빗물은 굴뚝내의 먼지 등에 의하여 오염되므로 폐수처리 시설로 배출하여야 한다.
⑱ 굴뚝상부에는 낙뢰에 대비하여 피뢰침을 설치하여 낙뢰시 건축물 및 인원을 보호한다. 이때 피뢰접지는 타설비 보호를 위하여 기기 접지와는 별도로 개별 접지를 실시하여야 한다.
⑲ 굴뚝은 높이가 높은 구조물로서 항공기 운항에 장애를 발생시킬 수 있으므로 항공법 및 관련법규에 따라 외부 페인트 또는 항공장애등을 설치해야 한다.
4.4.9 측정⦁자동기록설비
(1) 설치목적 : 연소관리를 위한 노내온도, 노내압력, 연소실의 출구온도와 대기오염 방지시설 중 최초집진시설의 입구온도 등을 연속적으로 측정ㆍ기록할 수 있는 설비를 설치하며, 먼지, 진동, 열 등에 의하여 영향을 받지 않도록 하여야 하며, 대기오염방지시설 등의 운전상태를 측정할 수 있도록 각 시설의 입출구에 측정공 및 측정작업 공간을 설치하여야 한다.
(2) 관리 대상 : 최적연소관리, 소각관리, 온도 관리, 연소 관리, 오염방지 관리, 설비관리 등
(3) 설계기준
① 연소관리는 현재 지시된 운전 데이터에 따라 즉시 연소관리를 수행하고, 일정기간의 운전기록 데이터에 따라 당시의 연소상태를 파악하여 차후 연소관리의 기본 자료로 활용한다.
② 노내온도, 노내압력, 연소실 출구온도, 최초 집진시설 입구온도 등은 오염물질(먼지, 황산화물, 질소산화물, 염화수소, 다이옥신 등) 배출과 밀접한 관계를 갖고 있으므로 연속적으로 측정 및 기록할 수 있는 설비를 갖추어 오염물질 배출량과 당시의 연소조건을 분석함으로써 오염물질 배출량을 최소로 관리하도록 한다.
③ 소각로 및 연소가스 계통에 설치된 계기류는 고온, 진동, 먼지, 산화성 분위기 등에 노출되어 계기의 고장이나 오작동의 원인이 되므로 고온 및 진동에 충분히 견디며 내산성이 양호한 재질을 선택하여야 하며 먼지의 부착으로 인한 문제를 해결할 수 있도록 세척공기의 연속공급 및 주기적인 청소를 하도록 한다.
④ 최종가스 배출구인 굴뚝에서 오염물질의 최종 배출농도를 측정․관리한다.
⑤ 각각의 시설 입․출구에 적절한 크기 및 수량의 측정공을 설치하여 주기적으로 측정한다.
⑥ 각 측정공의 주변에는 측정에 필요한 장비의 설치 및 측정 작업이 가능하도록 접근로 및 공간을 확보한다.
4.5 연소가스처리 설비
4.5.1 연소가스처리 설비의 구성
(1) 구성목적 : 소각로 배출가스를 처리하는 설비는 설비의 구성에 따라 배출가스 처리 성능이 변동되도록 최신의 안정된 방지설비로 구성하여야 한다.
(2) 설비의 구성
① 소각로+보일러+반건식 반응탑+활성탄 분무장치+여과집진기+SCR(촉매반응탑)+배출
② 소각로 +보일러+활성탄 분무장치+전기집진기+흡수탑+재가열기+배출
③소각로+SNCR(무촉매반응탑)+보일러+반건식반응탑+활성탄 분무장치+여과집진기+흡착탑+배출
(3) 설계기준
① 소각로 배출가스를 처리하는 설비는 지역별 배출 기준에 따라 최적의 설비 시스템 구성을 선정하여야 한다.
② 소각로 배출가스의 경로 및 폐수처리 등과의 상호영향등과 제거 대상 오염물질의 종류 및 제거효율등에 따라 최적의 설비 구성을 하여야 한다.
③ 소각로 배출가스 처리는 크게 먼지제거, 유해산성가스제거, 질소산화물 제거, 다이옥신류 제거등으로 나눌수 있다.
④ 소각시설에서 먼지제거는 전기집진기, 여과집진기가 대표적으로 사용된다.
⑤ 소각시설에서 산성유해가스 제거는 염화수소 및 황산화물 제거법으로 습식법(충진법, 살수세정법, 벤츄리세정탑등), 반건식법(반건식반응탑), 건식법(노내분무 및 연도분무)등이 있다.
⑥ 질소산화물 제거는 선택적촉매환원법(SCR)과 선택적비촉매법(SNCR)이 있다.
⑦ 단위장치들의 적절한 조합으로 집진기 전단이나 산성가스 제거 설비 전단에 활성탄을 분무하여 흡착한 활성탄을 제거하므로써 다이옥신류 제거한다.
4.5.2 집진설비
(1) 설치목적 : 집진설비 이전에 활성탄 분무시설로 다이옥신 등을 흡착한 활성탄 또는 소각로 배출가스 중 먼지를 포괄적으로 제거하는 설비
(2) 설비의 구성
① 여과집진기 : 댐퍼, 케이싱, 백필터, 디퓨저, 에어펄스 제트, 에어해더, 솔밸브 유닛 등
② 전기집진기 : 댐퍼, 케이싱, 맨홀, 정류판, 집진판, 방전극, 정류판 해머링, 스크레이퍼 크레인, 스크류 컨베이어, 방전극 서프트, 방전극 해머링, 애자 등
(3) 설계기준
① 여과 집진기 : 필터에 가스를 통과시켜 먼지를 분리하는 설비
가. 적용범위
대상먼지(μm) : 100~0.1
집진효율(%) : 90~99.9
압력손실(mmH2O) :100~200
설비비 : 중
운전비 : 중
나. 백필터 사용을 위한 온도에 대한 사용범위와 정기적인 여과포 교환 및 유지보수등에 문제가 있으나, 반건식반응탑과 구성하여 염화수소(HCl)등의 유해산성가스를 제거할 수 있는 2차 반응기 역할을 할 수 있다.
다. 탄소섬유 등 양도체 먼지까지 처리 가능하므로 제거효율이 높다.
라. 수분이 많은 가스에 부적당하며, 온도조건에 제약을 받는다.
마. 일부 중금속을 처리한다.
바. 집진된 먼지의 탈진을 위해 방식은 기계진동식, 역기류 탈진식, 펄스제트식 및 블루우튜브형 탈진 시스템 등이 있다.
사. 여과집진기 성능 영향인자는 여과속도, 여과포의 성능, 압력손실등이 있으며, 집진율의 최대 영향인자는 여과속도로 가스 중 먼지의 밀도, 입경, 계획 집진율 및 여과방식에 따라 차이가 있다. 일반적으로 직포에 의한 입경 1 μm 전후의 미세한 입자의 포집시 겉보기 여과속도는 1~2 cm/s정도이고 부직포의 경우는 4~7 cm/s로서 운전되고 있다.
아. 여과포 선정은 처리가스의 성상 및 탈착방식에 따라 내열성, 내산성, 내알카리성, 흡습성 및 강도등을 고려하여 선정해야 한다.
표 4.5-1
여 과 재 | 최대허용온도, ℃ | 화 학 적 내 성 | |
내 산 성 | 내알칼리성 | ||
면(Cotton) | 82 | 나쁨 | 양호 |
모(Wool) | 93 | 양호 | 나쁨 |
나일론(Nylon) | 93 | 나쁨 | 양호 |
폴리프로필렌(Polypropylene) | 93 | 우수 | 우수 |
올론(Orlon) | 127 | 양호 | 보통 |
데크론(Dacron) | 135 | 양호 | 보통 |
노멕스(Nomex) | 204 | 보통 | 양호 |
테프론(Teflon) | 232 | 우수 | 우수 |
유리섬유(Glass fiber) | 260 | 우수 | 나쁨 |
② 전기 집진기 : 먼지를 코로나 방전에 의해 하전시킨 후 쿨롱력을 이용하여 집진
가. 적용범위
대상먼지(μm) : 100~0.1
집진효율(%) : 90~99.9
압력손실(mmH2O) :100~200
설비비 : 중
운전비 : 중
나. 유지보수가 용이하고 적용온도범위가 넓은 장점이 있으나, 가스성상 변화에 대한 적응성과 250~400℃ 사이의 운전시 다이옥신 재합성에 대한 불리한점이 있으나, 냉각과정에서의 온도조절이 가능하다.
다. 집진효율이 높고, 압력손실이 낮아 유인송풍기의 동력이 저게 들어 운전비가 적게드는 장점이 있다.
라. 탄소섬유 등 양도체 먼지의 집진효과가 없어 처리에 한계가 있다.
마. 전기집진기는 전극의 세정방식에 따라 건식과 습식으로 구분된다. 습식 전기집진기는 집진판에 부착된 먼지를 물을 이용하여 제거되며, 제거된 물은 폐수처리설비 또는 재처리 설비등으로 보내어 재순환하도록 되어 있어 추가 설비가 필요하다.
바. 처리 가스량 증가시 가스의 유속의 증가와 먼지입자의 재비산등으로 집진효율이 크게 떨어지는 부분이 있다.
사. 집진효율을 높이기 위해 넓은 공간에 가스가 균일하게 흐르게 해야 하므로 가스의 편류를 방지할 수 있도록 입구 및 출구 형상을 고려하여 정류판을 설치해야 한다.
아. 먼지의 입자직경이 작으면 집진극으로 향하는 입자의 이동속도가 느려져 집진효율은 감소하게 된다.
자. 일반적으로 집진부에서의 지역적 가스유속은 다양하나 설계시에는 총유량과 집진기 단면의 유량으로부터 계산된 평균값을 사용한다. 이상적인 조건에서 비산재 등의 한계가스유속은 1.5~2m/s정도이나 경우에 따라 더 높을 수도 있다.
③ 집진기 선정시 먼지 특성에 따른 검토 사항
가. 먼지 중에 염류가 많이 포함되어 있어 흡수성이 크므로 냉각시 고착이 쉽다
나. 부피 및 비중이 작고 가볍다.
다. 큰 먼지는 연소가스 냉각설비 등의 비교적 유속이 느린 부분에서 침강되므로 먼지의 평균 입경이 작다.
라. SOx, HCl 등이 가스 중에 포함되어 있어 부식을 유발하므로 가스 온도를 고려해야 한다.
마. 다이옥신류 재합성을 피하기 위한 온도범위를 고려해야 한다. (다이옥신 최적 생성 온도 250~400℃ 전후)
4.5.3 유해가스 제거설비
(1) 설치목적 : 배출가스 중의 유해가스 또는 유해물질(염화수소, 질소산화물, 황산화물, 미량유기화합물 및 중금속 등)의 발생을 최소화하고 발생된 가스를 처리하는 설비
(2) 설비의 구성
① 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 제거 : 건식법(노내분무식, 연도분무식), 반건식법(흠수건조반응탑), 습식법(충진탑, 살수세정탑, 벤츄리세정탑)
② 질소산화물 제거 : 연소제어법, 배출가스 처리법(건식법)
③ 다이옥신류 제거 : 연소가스 냉각장치, 집진장치, 유해가스 처리장치, 질소산화물 처리장치, 활성탄 주입장치, 후처리장치 조합에 의한 다이옥신류 처리등
(3) 설계기준
① 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 제거 : 건식법, 반건식법 및 습식법
가. 건식법
염화수소의 제거와 더불어 황산화물도 제거되는데 황산화물의 제거효율은 일반적으로 염화수소 제거에 비해 낮은 점을 주의해야 한다.
용제의 주입량을 증가시켜 제어성능을 향상시켜야 하는데 경제성 및 반응생성물 처리비등을 고려하여야 한다.
노내분무식은 노내 및 냉각설비 후단, 집진기 전단에 석회, 탄산칼슘, 돌로마이트 등을 분사하여 고체-기체 반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
연도분무식은 연돌에 소석회 분말을 분사하여 고체-기체반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
나. 반건식법
염화수소 제거효율이 높아지는 경향
㉮ 장치입구의 염화수소 농도가 높은 경우 제거효율이 높아진다.
㉯ 사용 반응제의 당량비가 큰 경우 제거효율이 높아진다.
㉰ 반응제와 가스의 혼합접촉이 양호한 경우
효율 영향 인자는 분무액적직경, 슬러리 분사속도, 입⦁출구 온도, 유량비, 반응기내 체류시간, 배출구 덕트 크기등이 있다.
반응탑내에 소석회슬러리를 분무하여 반응기 상부에서는 액체-기체, 하부에서는 고체-기체 반응에 의해 산성기체를 중화시킨다. 반응생성물은 후단의 집진기로 먼지와 함께 포집한다.
염화수소 제거율은 집진기로서 전기집진기가 사용되는 경우에는 85%, 또는 그 이상이고, 여과집진기가 사용되어지는 경우 필터표면에 소석회의 여과층이 형성되므로 높은 제거율(95%이상)을 얻을 수 있다.
다. 습식법
배출가스를 대기에 배출하기 전에 세정액으로 세정시키는 방법으로, 가스의 출구온도를 약 70℃ ~ 50℃ 정도로 냉각시킴과 동시에 흡수액을 배출가스와 접촉시켜 산성유해가스를 제거한다.
기체와 액체의 접촉방식에 따라 살수세정식, 벤츄리식, 충진탑식 등이 있고 산성유해가스의 제거율은 95% 이상을 기대할 수 있다. 가스상 물질은 물론 입자상 물질의 처리가 가능하다는 이점이 있는 반면, 운전유지비가 높고 큰 압력손실로 인한 에너지 비용이 높으며, 액상폐수 처리등의 문제점이 있다.
세정탑 내에는 배출가스와 흡수액이 혼재하고 있어 부식이 발생되기 쉬운 조건으로 세정탑 재질 및 유지․관리를 검토해야 한다.
출구의 배출가스는 습도가 증가되어 포화습도상태로 되며 대기에 방출되어 백연을 생성한다. 따라서 아래와 같이 백연발생억제를 검토해야 한다.
㉮ 배출가스를 덕트, 버너 및 증기식 가열기 등을 이용하여 가열한다.
㉯ 배출가스에 온풍을 혼합한다.
㉰ 배출가스를 대량의 냉수로 세정시켜 과냉각, 감습시킨다.
배출수는 배출허용 기준치 이하로 처리하여 방류하거나 무방류 방식으로 증발 건조시켜 고형염(NaCl 등)으로 처분해야 한다.
② 질소산화물 제거
가. 연소시 질소산화물 제거방식은 연소제어법과 배출가스 처리법(건식법)이 있다.
연소제어법
㉮ 연소공기 제어(1,2차 공기)
㉯ 생활폐기물 성상에 따른 건조-연소-후연소 공정의 조절
㉰ 연소상황 감시에 따른 운전부하 조절
㉱ 화격자의 진행속도 조절 및 2차 연소공기의 분사각도, 유속조정, 노즐배열 등의 방법이 있다.
배출가스 처리법(건식법)
㉮ 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)
- 촉매를 사용하여 250℃이하에서 질소산화물(NOx)을 물(H2O)과 질소(N2)로 환원하는 방법으로 연소가스 재가열 버너로 촉매 반응온도를 제어해야 한다.
- 배출가스의 처리과정은 먼저 암모니아를 환원제로서 분무하고 촉매를 이용하여 NOx의 환원반응이 비촉매환원법에 비해 효과적으로 암모니아 사용량이 적다.
- 암모니아 독성과 부식성이 강한 위험물 약품으로 위험물 안전관리 기준에 맞게 시설을 설계해야 한다.
- 촉매 막힘 방지와 반응성을 높이기 위해 먼지를 제거한 전기집진기, 여과집진기 후단에 설치한다.
- 촉매는 보통 티타늄과 바나듐 산화물의 혼합물(V2O5-TiO2)이고 그 외에도 MoO3(molybdenum trioxide), WO3(tungsten trioxide)계의 촉매 등이 있으며, 형태로는 하니컴형과 펠렛형이 있다. 또한 촉매에 따라 SCR의 최적온도범위는 달라질 수 있다.
㉯ 선택적 비촉매환원법(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)
- 선택적 비촉매환원법은 소각로 내에 직접 암모니아 또는 요소수 등을 분사하여 질소산화물을 환원시키는 방법으로 반응제는 2차 연소실 후단 고온영역에 투입한다.
- 온도가 850~950℃인 지역에 암모니아 또는 요소수를 분사하면 요소가 암모니아와 이산화탄소(CO2)로 분해되고 암모니아는 연소가스중의 일산화질소와 반응하여 질소로 환원하며, 보통 질소산화물 제거효율은 약 40~70% 정도이다.
- 지나치게 많은 요소를 분사하면 미반응 암모니아가 잔류하여 굴뚝에서 배출되는 과정에서 염화수소와 반응하여 염화암모늄(NH4Cl)연기가 되어 수증기와는 이질적이며 잘 사라지지 않는 백연을 발생시킬 수 있다. 또한 여과집진기에는 백필터의 눈막힘 현상이 발생할 수 있으므로 과다하게 많이 사용해서는 안된다.
- 분무노즐의 설치위치, 분무속도, 간격 등에 대한 고려가 필요하며, 유체의 유동해석 및 화학반응해석을 통하여 시뮬레이션을 해봄으로써 시스템의 최적화를 도모하여야 한다.
- 노즐 선단부는 고온 연소가스에 의한 손상 또는 먼지부착 등으로 이상분무를 일으킬 수 있으므로 주기적으로 점검 및 교체를 검토해야 한다.
③ 다이옥신류 제거 : 연소후 제어 핵심 개념은 다이옥신 재합성 250~400℃ 온도구간을 피하고, 보일러 등의 장치에서 체류시간을 최소화한다.
가. 연소가스 냉각장치
연소제어법
㉮ 250~400℃ 온도구간에서의 가스 체류시간이 최대한 단축되도록 급냉
㉯ 보일러 전열면과 공기예열기 등에서 먼지퇴적 억제
㉰ 보일러 출구 배출가스 온도 저온화
집진장치
㉮ 집진기 입구온도를 200℃ 이하가 되도록 요구
㉯ 집진기 전에 활성탄을 투입하여 다이옥신류를 포집, 흡착하여 제거하는 방법
유해가스 처리장치
㉮ 습식, 반건식, 건식으로 나누어 볼 수 있는데 소석회와 활성탄을 혼합 투입하거나 개별 투입함으로써 다이옥신류도 함께 저감
㉯ 건식 및 반건식 반응탑과 여과집진기를 연계하고 중간에 활성탄을 투입하는 공정이 많이 이용
질소산화물 처리장치
㉮ SNCR공정은 주입한 암모니아가 염소의 활성도를 억제하기 때문에 다이옥신류의 제어에 간접적으로 일부 효과가 있음
활성탄 주입시설
㉮ 활성탄은 비표면적이 크고 높은 흡착특성이 있기 때문에 배출가스 내에 활성탄을 주입함으로써 다이옥신류 뿐만 아니라, 수은, 휘발성유기화합물(VOCs) 등의 유해물질을 흡착 제거할 수 있다.
㉯ 활성탄 흡착방법은 2가지 형태로 적용되고 있다.
- 덕트(배출가스 온도 150~200℃)내에 활성탄 분말을 분사하고, 다이옥신류가 흡착된 활성탄을 후단의 여과집진기에서 여과하여 제거하는 방법
- 반건식 세정탑에서 소석회슬러리(200~230℃)와 함께 활성탄을 분무하는 방법
㉰ 다이옥신류 제거효율은 활성탄과 유해가스의 접촉시간이 길고, 활성탄이 미세할수록 효율이 높아진다. (활성탄 입도 50mg/Nm3)
후처리 장치의 조합에 의한 다이옥신류 처리
㉮ 후처리장치 중 단지 하나의 장치로는 다이옥신류를 적절히 제어할 수 없기 때문에 후처리장치를 적절히 조합하여 제어해야 하는데 설치비용, 처리효율, 공간상의 제한, 주변 배출가스처리장치와의 조화 등의 여건을 고려하여 최선의 방도를 마련해야 한다.
㉯ 반건식반응탑(Spray Dryer Reactor)+여과집진기(Fabric Filter)의 조합 : 다이옥신류, 산성가스 및 중금속성분등의 제거효율이 높음
㉰ 선택적 비촉매환원법(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR) + 선택적 촉매환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)
4.6 폐수처리 설비
(1) 설치목적 : 소각시설에서 배출되는 배출수의 처리를 계획할 때에는 배출수 처리에 대해단독 처리 및 하․폐수처리장등 연계처리 방안등을 종합적으로 검토하여 처리계획을 수립하여야 한다.
(2) 배출수 종류 : 폐기물 저장조 고농도 배출수, 배출가스 세정수, 순수장치 농축수, 보일러 블로우다운수, 세차 배출수, 생활용수 등
(3) 설계기준
① 소각시설 배출수에 대한 단독처리는 신규의 투자가 발생하므로 인접 지역 하․폐수종말처리장에 연계처리하는 것을 검토해야 한다. 또는 주변시설의 배출수와 연계처리 하는 방안을 종합적으로 검토해야 한다.
② 배출수의 종류와 양, 처리수의 처리 목적, 배출수의 특성 등을 고려하여 종류별 차집과 처리 목적에 적합한 공정을 수립하여야 한다.
③ 배출수 발생을 최소화하기 위한 방법을 모색하여야 하며 처리수의 재이용을 최대화하여 방류수를 줄일 수 있도록 하여야한다.
④ 배출수를 처리한 후에 방류할 때에는 법적 규제치에 맞게 처리해야 한다.
⑤ 폐기물 저장조 고농도 배출수
가. 폐기물 자체에 함유되어 있는 것으로 침출수라 칭한다.
나. 폐기물 저장조에서 배출되며 유기물 함량이 매우 높고 염의 농도도 매우 높은 악성 폐수이다.
다. 반입되는 폐기물 양의 3~5%정도이며, 계절적 발생량의 변동이 크며 수질의 변화도 매우 크다.
라. 폐기물 저장조 고농도 배출수는 유기성 물질의 농도가 높은 배출수로서 계절적 변동이 심하지만 양은 비교적 소량이기 때문에 소각로에 직접 분사하여 고온 산화처리하는 것을 원칙으로 하되 발생량이 많은 시기에는 하·폐수종말처리장등 다른 처리시설에서 이송처리하는 방법을 충분히 검토·협의 하여야 한다.
마. 처리방법
소각노내 분사
하·폐수 처리장으로 이송처리
단독처리
㉮ 증발·건조
㉯ 생물학적 처리
㉰ 다른 배출수와 혼합처리
⑥ 배출가스 세정수
가. 연소가스중의 산정가스 제거를 위하여 대부분 알칼리 용액을 분사하여 발생되는 폐수이다.
나. 연소가스중의 수분이 냉각 응축되며 발생된 수량과 산성가스와 알카리 용액의 효율적인 반응을 위하여 알카리 용액을 일정량씩 공급해줌으로써 발생되는 세정수로 pH 5~6 정도의 약산성을 나타내나 중성의 범위에서 운전하는 공정도 있으므로 채택된 공정 특성을 파악하여 결정하여야 한다.
다. 세정 배출수는 소각설비 배출수중 비교적 많은 양을 배출하므로 소각설비 규모에 따라 단독 처리 공정을 선정하는 것이 유리할 수 있다. 그러나 소각설비 규모가 작아 배출수량이 적을 경우에는 소각설비의 다른 배출수와의 혼합처리를 검토하도록 한다.
라. 중금속의 농도가 높으므로 중금속의 제거를 위한 공정을 선정하여야 하며, 특히 킬레이트 수지탑을 이용할 경우 수지탑 인입 전 부유물질의 농도가 제한되므로 전 공정에서 부유물질을 충분히 제거하여야 한다.
마. 처리수의 수질은 배출허용기준, 하․폐수처리장 유입 수질 기준, 재이용을 위한 수질 등으로 구별될 수 있으며 이것은 세정 배출수에 국한되지 않으며 소각설비 배출수에 공통적인 사항이다. 따라서 목표로 하는 수질에 따라 처리 공정을 선정하도록 한다.
바. 처리공정의 예를 들면 금속류가 여러 가지 혼합되어 있을 경우 종합적 처리 공정을 선정한다. 일반적으로 중화+응집침전법을 주로 하여 보조적인 수단으로서 산화, 환원, 여과, 흡착 등을 조합하여 사용한다.
⑦ 순수장치 농축수
가. 보일러수, 기기 냉각수 등으로 연수 또는 이온교환수가 사용되는데 이 설비의 재생시 발생되는 배출수를 말한다.
나. 시상수 등을 원수로 사용할 때는 위의 설비에 의한 것만 발생되나 원수의 수질이 불량하여 전처리 공정이 필요한 경우 전처리 설비에 의한 배출수도 포함될 수 있다.
다. 연수설비의 배출수는 염화나트륨 용액이며, 이온교환수의 배출수는 산성 용액과 알카리성 용액이 교대로 배출된다.
⑧ 보일러 블로우다운수
가. 연소가스의 냉각 및 폐열 회수를 위하여 보일러가 설치되는 경우 보일러 내부의 수질을 유지하기 위하여 일정량의 물을 빼주는 블로우 다운수를 말한다.
나. 보일러의 운전 압력에 따라 차이가 있으나, 알칼리성이며 용존염류의 농도가 높다.
다. 일반적으로 보일러 배출수량은 스팀 발생량의 3~4%정도이며 소각설비의 배출수중 비교적 많은 양을 차지한다.
라. 보일러 배출수는 일반적으로는 블로우다운 탱크가 있어 냉각 배출된다. 단독으로 처리할 때에는 알카리성을 띄고 있으므로 중화 처리하여야 하나 소각설비의 기타 배출수와 혼합처리 하는 것이 일반적이다.
⑨ 물분사 배출수 및 소각재 배출수
가. 물분사 배출수 및 소각재 배출수의 수량․수질은 시설에 따라 다르기 때문에 일반적인 양과 수질을 설정하는 것은 어려우므로 설비의 구성에 따라 사전조사를 하여 결정하여야 한다.
나. 간헐적으로 배출되는 배출수를 저장조에 저장하여 이후의 공정이 연속적이고 정량적으로 될 수 있도록 하고 다음에 알칼리 응집침전에 의해 부유물질 등을 제거한다. 수분사 노즐 등에 스케일 고착을 방지하기 위해서 여과장치를 설치하여 여과처리한 후 재이용 수조에 저장시켜야 한다.
다. 소각재 배출수는 무기성 폐수로 인식하기 쉬우나 실제 유기물질의 농도가 매우 높은 경우가 대부분이다. 그 이유는 폐기물을 투입할 때 화격자 틈새나 저장조 하단으로 연소되지 않은 폐기물이나 침출수가 배출되기 때문이다. 따라서 소각재 배출수는 반입장 청소수 등과 같이 유기성 배출수로 구분하여 생물학적 처리 등의 적절한 공정을 선정하여야 한다. 또한 부유물질의 농도가 높으므로 만약 단독 처리한다면(일반적으로는 다른 배출수와 혼합하여 처리함) 부유물질 제거를 위한 전처리 공정을 거치는 것이 좋다.
라. 소각재 배출수는 단독으로 처리하거나 처리수를 재사용하지는 않는다. 부득이 단독 처리 후 재사용 한다면 부유물질을 충분히 제거하여 배관 및 노즐 등에 스케일이 형성되는 것을 최소화하여야 한다.
⑩ 세차 배출수
가. 폐기물 차량의 세차때 발생하며 세차 방법, 세차시간, 세차기기의 규모, 차량의 크기 및 종류에 따라 특성이 차이가 있다.
나. 폐기물 차량은 세차시 유기물질이 많이 함유된 폐수를 배출하므로 단순 물리적 처리로는 재순환이나 방류가 불가능하다. 또한 단독으로 생물학적 처리 설비를 갖추는 것은 규모나 경제적인 측면에서 부적절한 경우가 많으므로 소각설비내의 다른 배출수와 혼합 처리하는 방안을 검토하도록 한다.
다. 세차 배출수를 단독 공정으로 처리할 때에는 스크린, 침사지, 그리스 트랩(Grease Trap)도 설치한다. 경우에 따라서는 위의 단독처리 외에 다른 폐수와 함께 생물학적인 처리를 하는 것이 적합한 경우도 있다.
⑪ 생활용수
가. 소각설비 관리 요원, 방문객 등의 일상 활동에 의해 발생되는 것으로 상주인원 및 방문객을 고려하여 계획한다.
나. 일반적으로 정화조를 설치하여 인근 하수 처리장으로 유입시킨다.
다. 단독 혹은 다른 배출수와 함께 처리하여야 한다면 유기성 폐수로 구분하여 생물학적 처리 공정을 거치도록 한다.
4.7 여열이용 설비(터빈설비)
4.7.1 열 및 온수공급설비
(1) 설치목적 : 폐기물 소각시 발생되는 다량의 고온 연소가스의 열에너지를 회수하여 이용하는 설비
(2) 설비의 구성 : 이코노마이저, 증기가열온수기, 급탕설비, 온풍기, 흡수식 냉동기 등
(3) 설계기준
① 소규모 열이용 방식 : 소규모 소각시설내의 공장동 및 부속건물에 급탕, 난방등에 이용
② 중규모 열이용 방식 : 소각시설로부터 회수된 열량이 증기발전을 하거나, 처리장내 부속건물에 급탕, 난방에 사용하고 여분은 인근 복지센터 수영장 또는 사우나 시설등에 여열을 공급하는 방식
③ 대규모 열이용 방식 : 배가스의 보유열량을 전량 보일러로 회수하여 온수나 증기로의 열공급, 발전, 발전과 열공급의 병행등으로 공급하는 방식
④ 고온의 증기와 물을 사용하는 설비이므로 연결부위에서 누수가 될 경우 운전원에게 손상을 입힐 수 있으므로 안전 여부를 고려해서 설계해야 한다.
⑤ 증기가 응축될 경우 발생할 불응축성 가스 배출장치에서 고도하에 배출될 경우 증기의 손실을 가져오며 너무 적게 배출될 경우 열교환이 잘 이루어지지 않으므로 밸브를 조작하여 적정한 양이 배출되도록 조정한다.
⑥ 보수시에는 튜브에 누적된 이물질이나 스케일을 제거하여 전열면에 이상이 없도록 한다.
4.7.2 터빈설비
(1) 설치목적 : 폐열보일러에서 발생된 고온, 고압의 증기를 이용하여 전기를 생산하는 설비
(2) 설비의 구성 : 고압증기 해더, 감압감온장치, 증기터빈, 발전기, 입구밸브, 배기밸브, 조속기, 증기트랩, 스테레이너, 과속도 안전장치 등
(3) 설계기준
① 발전기 운전방식은 수전계통과 병렬 운전되도록 한다.
② 발전기 전압은 고전압 급으로 계획한다.
③ 발전기는 보수성, 조작성 및 효율 등을 고려하여야 한다.
④ 증기터빈의 출력 제어방식은 발전전력의 역송전 여부에 따라 적절히 선정한다.
⑤ 수전계통의 사고 등에 의해 정전될 때 관련법과 안전확보 및 운영상 필요한 최소부하에 공급할 용량의 설비가 갖추어져야 한다.
⑥ 전력계통에서 주요 감시대상을 선정하여 운전상황을 감시․제어하도록 한다.
⑦ 스팀 터빈을 이용한 발전 효율은 증기의 작동압력과 온도에 의해 결정된다. 폐기물 소각의 경우 배가스에 포함된 산성가스와 비산재 성분으로 인한 고온 부식을 피하기 위하여 증기압력은 최대 40기압, 과열증기의 온도는 400℃ 내외까지 생산하는 것이 일반적이며, 이에 따른 폐기물 발열량 대비 발전효율은 20~25% 수준까지 가능하다.
⑧ 배압터빈
가. 증기터빈 출구에서 배출되는 증기가 저압증기(0.2~1.5 kg/cm2G)인 터빈을 말한다. 배압터빈에서 배출된 증기를 다시 여열이용의 열원으로 사용할 수도 있고, 또한, 배압터빈의 도중에서 뽑아낸 증기를 여열이용의 열원으로 사용하는 방법도 있다.
⑨ 복수터빈
가. 증기터빈 출구의 증기를 복수기에서 복수시켜 고진공(500~3,000 mmH2O)으로 하고 증기를 터빈 내에서 충분히 팽창시켜 증기의 열낙차를 크게 함으로써 발전효율을 높인 터빈으로서 배압터빈보다 높은 발전량을 얻을 수 있다.
나. 복수터빈 출구에서 배출되는 증기 열원(약 30~45℃)을 이용하여 히트 펌프에 의해 지역냉난방을 수행하고 있다.
4.8 소각재 반출설비
4.8.1 소각재
(1) 정의 : 폐기물 소각시 발생되는 소각재로 바닥재와 비산재 2가지로 분류한다.
(2) 소각재의 특성
① 바닥재 : 소각로 하부로 배출되는 입자가 크고 일반적으로 유해물질을 함유하고 있지 않으므로 사업장일반 폐기물로 취급된다. 주요 구성성분은 입자가 큰 불연물질로 돌, 쇠붙이, 유리병, 깡통등이 포함된다.
② 비산재 : 폐열보일러 및 연소가스 처리설비등에서 포집되는 미세먼지로써 중금속, 다이옥신등의 유해물질 함유 가능성이 높아 일반적으로 지정폐기물로 분류한다.
③ 바닥재, 비산재 분리배출 및 처리방안 :
가. 바닥재와 비산재는 별도로 분리 배출 및 저장할 수 있는 설비를 구비하여 바닥재는 일반폐기물로, 비산재는 지정폐기물로 관리하여야 한다. 다만, 비산재를 폐기물 공정시험방법에 따라 용출시험하여 기준치 이내인 경우 일반폐기물로 관리할 수 있다.
나. 비산재는 용융⦁고화 등의 중간처리 방법을 거쳐 폐기물 공정시험방법에 따라 용출시험결과 일반폐기물인 경우 일반폐기물로 관리할 수 있거나, 중간처리를 거쳐 재이용⦁재활용할 수 있다.
4.8.2 소각재 냉각장치
(1) 설치목적 : 후연소후 발생되는 소각재를 원할히 배출하기위해 냉각처리하는 설비
(2) 설비의 구성 : 냉각수 수조, 보충수 공급관, 등
(3) 설계기준
① 바닥재 냉각장치는 소각재 등을 소화와 냉각을 시키면서 노내에 유입되는 공기를 차단하는 구조로 내부에 재반출 장치를 설치할 수 있는 용량을 가지는 동시에 소각재 등을 원활하게 이송할 수 있어야 한다.
② 바닥재 냉각장치는 습식법과 반습식법이 있으며, 수조내의 재 축출방법에 따라 방식을 적용해야 한다.
③ 비산재의 경우 배출량이 적고 비중이 작아 비산이 잘되며, 온도가 낮기 때문에 별도의 냉각장치가 없다.
4.8.3 소각재 이송장치
(1) 설치목적 : 소각로, 폐열보일러 및 연소가스 처리설비 등에서 배출되는 재를 비산재 저장조 또는 바닥재 저장조까지 안전하게 이송하는 설비
(2) 설비의 구성 : 벨트 컨베이어, 버켓 컨베이어, 스크레이퍼 컨베이어, 재축출기 및 진동 켄베이어, 스크류컨베이어, 밀폐형 이송설비 등
(3) 설계기준
① 바닥재의 이송설비는 바닥재로부터 악취확산을 방지하기 위하여 밀폐형 이송설비를 채택하여야 한다.
② 바닥재의 경우 소각재 냉각장치를 설치하는 경우에는 소각재를 소화시키고 냉각함과 동시에 노내에 침입하는 공기를 차단할 수 있는 구조이어야 한다.
③ 비산재 이송장치는 비산재가 미세입자 상태이므로 외부로 비산되는 위험을 방지하기 위하여 반드시 밀폐구조로 하여야 한다.
④ 소각재를 원활히 이송하기 위하여 폭과 내구성을 가져야 하며 점검 및 보수를 위해 적절한 위치에 점검구 및 맨홀을 갖추어야 한다.
⑤ 바닥재 배출설비는 냉각을 위해 물과 직접적으로 접촉하는 설비로 부식과 밀폐성을 충분히 고려하여야 하며, 재의 성상(형상, 점착성, 부식성, 마모성 등)에 맞는 구조, 재질이어야 한다.
⑥ 스크류 컨베이어는 단면의 아래부위가 원형인 통 속에 스크류 날개를 회전시켜 반송하는 것으로 구조상 길게 하는 것은 좋지 않고 5m 이내의 비교적 단거리의 반송에 이용한다.
⑦ 스크레퍼 컨베이어는 체인컨베이어에 스크레퍼(판)를 붙여 먼지를 이송하는 것으로 구조가 간단하지만 롤러에 먼지가 끼여, 롤러의 회전에 의해 마모가 생기므로 필요한 대책을 강구해야 한다. 또 습기를 흡수하는 성질이 있는 먼지를 이송하는 경우에는 컨베이어케이싱에서 공기가 새어 들어가지 않도록 기밀에 주의하여야 한다.
⑧ 체인컨베이어는 체인에 부속을 달고 또는 체인이 물체 가운데를 움직여 먼지의 마찰력에 의해 이송하는 것으로 앞서 기술한 스크레퍼 컨베이어와 마찬가지의 주의가 필요하다.
⑨ 공기컨베이어는 먼지를 공기의 흐름에 의해 이송하는 것으로 압축공기 등으로 압송하는 방식과 진공력으로 흡입하는 방식이 있다. 반송경로를 자유롭게 택하는 이점이 있지만 가격이 비싸고 수송하는 먼지가 건조하지 않으면 막히는 경우가 있다. 또, 수송속도가 빠르기 때문에 마모에 대하여 충분히 주의할 필요가 있다.
⑩ 물컨베이어는 먼지를 물흐름으로 떠내려 보내 이송하는 것으로 공기컨베이어와 마찬가지로 비교적 자유롭게 이송경로를 택하는 이점이 있지만, 다른 한편 다량의 오수를 발생시키게 되고 채용하는데 있어 검사가 필요하다.
⑪ 버켓컨베이어는 소각재를 각도가 매우 급하게 들어 올릴 필요가 있을 경우에 사용되며, 체인에 버켓을 설치하여 버켓내에 재를 집어넣어 반송하는 것으로 재 속의 철사 등 가늘고 긴 물질을 반송하는 경우에는 체인에 감길 염려가 있으므로 유의하여야 한다.
4.8.4 비산재 저장조
(1) 설치목적 : 재컨베이어로부터 비산재를 재 반출차량에 싣기 위한 일시 저장하는 장치이다.
(2) 설비의 구성 : 재컨베이어, 재 반출차량, 로타리밸브, 톤백 등
(3) 설계기준
① 비산재 처리설비로 이송하기 위한 일시 저장조로 용량은 일일 계획최대 배출량의 3~4일분으로 한다.
② 적절한 배출구 크기와 배출구로의 경사진 각도가 60도 이상으로 하여 재가 쌓이는 것을 방지해야 한다.
③ 하부에 로타리밸브를 통해 비산재 저장하여 톤백으로 배출할 수 있는 설비를 갖추어야하며, 대용량 시설은 개량을 할 수 있는 구조와 톤백을 배출할 수 있는 호이스트를 설치 하여야한다.
④ 저장조내에서는 수분과 접촉으로 인한 고착으로 막힘현상을 방지할 수 있도록 히터를 설치한다.
⑤ 저장조의 용량결정에는 통상 겉보기 비중 0.4t/㎥, 구조계산용으로서는 0.5t/㎥으로 적용 하나 여유율을 주는 것이 좋다.
4.8.5 바닥재 저장조
(1) 설치목적 : 바닥재 저장조 용량이 변동될 수 있기 때문에 재의 배출량이 많은 중·대형로의 경우 뿐만 아니라 소형로에서도 설치한다.
(2) 설비의 구성 : 콘크리트 재저장조, 암롤박스, 자력선별기 등
(3) 설계기준
① 바닥재 저장조의 용량은 수거 및 운반체계 등을 고려하여 3일분 정도로 하고, 재와 함께 배출된 수분을 제거하기 위한 별도의 저수조를 설치해야 한다.
② 바닥재 저장조의 용량은 재의 반출계획에 맞게 결정하면 좋지만 재크레인의 고장 등을 고려하여 3일분이상으로 하는 것이 바람직하다.
③ 저장조의 용량결정에는 통상 겉보기 비중 1.0t/㎥, 구조계산용으로서는 1.5t/㎥으로 하나 여유를 보는 것이 좋다
④ 바닥재 저장조는 재크레인과 조합하여 설치하기 때문에 낮은 부위의 형상을 버켓으로 포집하기 쉬운 형으로 하는 것이 적정하다. 또한, 바닥재 저장조에는 재크레인의 버켓이 충돌하는 경우가 있기 때문에 철근콘크리트로 하여 이러한 충격에 충분히 견딜 수 있도록 하여야 한다.
⑤ 배출된 재오수는 배수처리로 이송되어 처리되지만 이송배관 막히는 문제점을 방지하기 위해 침전조에서 재를 분리한 후 상등수가 재오수 저장조로 이동된 후 이송하는 것이 바람직하다. 침전조는 바닥재 저장조에 인접하게 설치되고, 침전재는 재크레인을 이용하여 배출시키는 형식으로 하는 경우가 많으며, 소각시설 정기보수시 주기적인 청소로 배출하기도 한다.
⑥ 바닥재 발생량이 적은 경우 암롤트럭 박스를 설치하여 바닥재를 저장 반출할 수 있다.
⑥ 바닥재를 암롤트럭 박스에 받아 반출하는 경우, 바닥에 침출수 발생이 발생될 수 있으므로 침전조를 바닥재 암롤박스 인근에 설치하여야 한다.
4.8.6 바닥재 크레인
(1) 설치목적 : 바닥재 크레인은 바닥재 저장조에서 재운반 차량으로의 재적재, 바닥재 저장조 내에서의 재고름 및 적환을 하기 위해 바닥재 저장조 상층부에 설치하는 설비
(2) 설비의 구성 : 천정주행 크레인, 주행거더, 횡행그랩, 버켓 등
(3) 설계기준
① 크레인실은 바닥재 저장조 및 차량적재 상황을 충분히 볼 수 있는 위치에 선정해야 하며, 운전원의 작업환경을 고려하여 공조설비를 갖추어야 한다.
② 바닥재크레인의 능력결정에는 재의 출하작업 시간이 관계되기 때문에 작업 스케쥴에 따라 검토하여야 한다.
③ 재크레인은 천정주행 크레인을 사용하는 경우가 많지만 바닥재 저장조에 저장되어 있는 재의 포집을 양호하게 하기 위해 폭을 줄이는 경우에는 횡행장치가 불필요해 보이는 호이스트를 사용하는 경우가 많다.
④ 바닥재크레인에 이용되는 버켓은 크람쉘(Cramb Shell)형이지만 버켓에는 배수용 구멍을 설치하는 것이 필요하다. 또 바닥재크레인의 버켓에는 유압식과 로프식이 이용되지만 재출구의 재를 포집하는 경우에는 재를 뒤집어쓰거나, 재침전조의 재를 포집하는 경우에는 물속에 잠기기 때문에 버켓의 개폐장치는 양쪽 모두에 대한 대책을 강구하여야 한다.
⑤ 바닥재 크레인실에서 전체를 관망하는 것이 곤란하기 때문에, 탑승조작방식도 많이 이용되고 있지만, 이 경우 조작원의 작업환경에 유의하고, 바닥재 저장조실을 환기함과 함께 조종실에 공조설비를 설치하는 것이 필요하다.
⑥ 조종실을 별도로 설치하는 원격조종방식의 경우 반출트럭에 적재할 때의 시야확보에 유의하여야 하며, 사각인 부분은 리미트 스위치와 CCTV를 설치 등으로써 조종작업이 원활할 수 있도록 검토되어야 한다.
4.9 급배수 설비
4.9.1 용수의 처리, 저장 및 이송설비
(1) 설치목적 : 용수는 플랜트용수, 기기 냉각수와 생활용수로 나눠지며 용수를 각 시설에 원활히 공급하는 설비이다.
(2) 설비의 구성 : 저수조, 급수펌프, 고가수조, 기기 냉각수저장조, 냉각탑, 배관, 밸브 및 신축관 등
(3) 설계기준
① 소각시설에 필요한 수량은 시설의 규모, 소각방식, 폐수처리방식 및 열이용 방식 등에 따라 크게 달라지기 때문에 수량계산은 충분히 검토할 필요가 있다. 소각시설에서의 물의 사용량을 억제하기 위해서는 가능한 한 재사용하는 것을 권장한다.
② 연소가스냉각방식이 수분사방식일 때는 보일러방식에 비해서 다량의 물이 필요하다.
③ 생활용수나 소각재의 냉각수, 세차 등의 용수는 그대로 소비하지만 기기 냉각수처럼 순환 사용하는 계통에서 물소비는 거의 없으며, 재오수 등을 처리한 처리수를 수분사 가스냉각용 또는 재냉각수조의 보충수 등으로 재이용할 수 있다.
④ 물은 시수, 공업용수 및 지하수의 3종류가 있지만 시설에 사용되는 물의 주 용도는 기기 냉각수, 배출가스 냉각수, 재냉각수 등의 공정용 용수로 공업용수 또는 지하수를 이용하면 운전비용을 절감할 수가 있다.
⑤ 공업용수 또는 지하수를 이용 할 때는 기기 냉각수 배관에 슬라임 발생이나 염농도 농축 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 수질을 조사하여 대처하지 않으면 안 된다.
⑥ 소구경에서는 녹이나 슬라임에 의한 막힘이 일어날 수 있기 때문에 배관재질도 고려하여야 한다.
⑦ 수질에 따라 수질개선설비 또는 약품투입설비 등을 설치하지 않으면 안 된다.
⑧ 생활용수에는 시수 또는 지하수를 사용하지만 지하수는 전처리가 필요하다.
⑨ 지하수 및 시수에 대해서는 수질에 따라 순수장치, 연수장치, 멸균장치 등이 필요하게 된다.
⑩ 저수조
가. 모두 시수를 사용할 경우, 공정용 용수만을 시수로 사용할 경우, 지하수를 이용하는 경우 등 여러 가지로 구성할 수 있지만 생활용수(특히, 음료수 계통의 것)의 저수조는 다른 저수조와는 별개로 설치를 하지 않으면 안 된다.
나. 비상급수설비는 폐기물처리시설에 설치하지 않아도 되지만 만약 설치할 경우에는 생활용수 탱크는 천정, 바닥 또는 벽은 출입에 지장이 없도록 다른 구축물과 60 cm(상부는 100 cm)이상의 공간을 두고 설치하여야 한다. 또한 생활용수조에는 음료수배관 이외의 배관(건교부고시에 의한 것)을 사용해서는 안되며, 탱크외벽주위의 점검이 가능토록 하고 배수관을 설치해서 내부의 보수점검이 용이한 구조로 하지 않으면 안 된다.
다. 생활용수조는 콘크리트, STS, SMC, FRP등의 재질을 사용할 수 있으며, , 콘크리트 내부등에는 음용수 기준에 적합한 방청도료를 도포하여야 한다.
라. 화재를 대비하여 저수조 설치시 소방용수를 고려해야 한다.
마. 콘크리트 저수조는 내부의 청소나 보수점검을 할 때에는 충분히 바닥물이 배출되도록 pit설치 및 배출 배관에 주의를 하지 않으면 안 된다.
바. 저수조의 용량은 단수, 시설의 특수성, 시수의 급수능력을 고려해서 평균사용량의 3시간분 이상하여야 한다.
사. 저수조는 드레인, 오버플러워, 밴트, 맨홀, 격벽, 수위계등이 구비되어 있어야 한다.
⑪ 고가수조
가. 저수조에서 급수펌프를 이용하여 건물옥상에 설치된 고가수조로 급수하며 여기에서 자연 수압력에 의해 각 기기로 급수한다.
나. 소각시설이 정전시에 즉시 소각을 중단하는 것이 불가능하기 때문에 모든 기기가 정지에 도달 할 때까지 냉각수를 공급할 필요가 있을 때 설치한다.
다. 고가수조의 용량은 매시 평균 급수량의 30분~1시간분 정도가 적절하다.
라. 고가수조는 콘크리트, STS, SMC, FRP등의 재질을 사용할수 있으며, 콘크리트 내부등에는 음용수 기준에 적합한 방청도료를 도포하여야 한다.
마. 저수조의 용량은 단수, 시설의 특수성, 시수의 급수능력을 고려해서 평균사용량의 3시간분 이상하여야 한다.
⑫ 기기 냉각수조
가. 기기를 냉각한 물을 일시 저장시켜 순환펌프에 의해 냉각탑으로 보내어 냉각수로 재사용 하는 것
나. 건물의 지하층에 설치한 경우는 콘크리트재가 많이 쓰이며, 용량은 매시 평균 냉각수량의 10~20분 정도이다.
⑬ 냉각탑
가. 냉각탑은 일반적으로 사용된 냉각수를 살수 스프레이하여 공기와 직접 접촉시키는 공랭식을 사용한다.
나. 입구의 물온도와 출구의 물온도와의 온도차는 통상 5℃ 정도로서 용량은 매시 사용 냉각수량에 20% 정도의 여유를 갖도록 한다.
다. 건물옥상에 설치하지만 송풍기나 스프레이에 의한 소음과 물의 비산에 주의하여야 하며, 동절기 비산에 의한 인근도로의 결빙우려가 있으므로 대책을 세워야 한다.
4.10 생활폐기물 소각시설 보조설비
4.10.1 압축공기 공급설비
(1) 설치목적 : 소각로 시설에서 압축공기로는 계장용공기, 공정용공기 및 2류체 방식을 갖는 버너나 오수분무, 약품분무 등의 목적으로 사용되며 계장용공기의 주요 소모처는 제어밸브용의 작동원(作動源), 펄스식 여과집진기용 펄스공기이며, 공정용공기의 소모처는 침출수 처리시설, 반건식반응탑, 약품분무등에 사용되는 설비
(2) 설비의 구성 : 왕복동식 압축기, 스크류 압축기, 스크롤 압축기, 유수분리기, 공기저장탱크, 공기제습기, 안전밸브, 유량계, 압력계 등
(3) 설계기준
① 각 용도별(계장용 공기, 공정용 공기 등) 공기사용량, 공기압축기 형식․용량 및 대수, 공기저장탱크 용량, 압축공기 배관, 제어설비, 안전장치 및 공기압 측정기 등을 설계하여야 한다.
② 공기압축기실은 소음 및 진동으로 인한 영향을 직접 받는 중앙제어시설, 전자기기실, 실험실 위치를 고려하여 배치하고 방음 및 방진대책을 강구해야 한다.
③ 압축방식에 따라 분류하면 용적형과 터보형이 있으며 용적형은 급유식과 무급유식이 있고 압축기의 종류는 아래와 같다.
가. 왕복동식 압축기
피스톤의 왕복동에 의해 압축공기를 얻는 것으로 일반적으로 종래에 사용된 것이며 로타리식은 일반적으로 토출공기량이 많고 압력은 1단의 압축으로 4~7 kg/cm2, 2단 압축으로 10~14 kg/cm2 정도 얻을 수 있다.
공기의 흐름에 맥동 현상이 발생하므로 배관크기를 충분히 설정하여 배관에 공기를 저장하는 개념으로 고려하는 것이 좋다.
나. 스크류식 압축기
진동, 소음이 작은 특징을 갖고 있어 대용량에 적합하다.
④ 공기실 밀봉(Sealing)방식에 의한 분류는 급유식 및 무급유식(Oil-free)이 있다. 무급유식은 압축부에 윤활유를 필요로 하지 않는 방식이며 오일 속의 미스트에 의한 배관, 기기의 막힘에 의한 오동작은 없다.
⑤ 급유식은 윤활유가 사용되기 때문에 사용용도에 따라 오일 속의 미스트를 제거할 장치를 설치할 필요가 있지만 미스트의 완전한 제거는 무척 어렵다.
⑥ 계장기기의 압축공기는 유분, 먼지 등이 포함되어서는 안되므로 일반적으로는 무급유식이 채택되고 있으며 또한 계장용이나 중요한 기기를 작동시키기 위해 공기압축기는 고장 등의 사고에 대비해서 예비기를 필히 설치하여야 한다.
⑦ 밀폐된 지역에 설치할 경우에는 공기압축기의 공기흡입을 위해 급기설비를 설치하고 발열도 우려되므로 배기설비도 갖추어야 한다.
⑧ 유지보수를 위해 공기압축기 주위에 공간의 확보가 필요하다.
⑨ 일반적으로 계장용 압축공기 용량은 소모량에 여유분(20%)을 가산하고 가산된 용량에 가동율을 60%정도의 용량으로 선정하여야 한다.
⑩ 공기건조기는 흡착식과 냉동식이 있으며 그 설치목적은 압축된 공기가 배관을 통해 소모처로 이동시 외기온도에 따라 응축되어 응축된 수분이 여과포의 손상, 실린더 및 다이아프램 등을 손상시킬 우려가 있으므로 계장용 공기를 사용한다.
⑪ 공기 건조기는 소용량에 비가열재생식을 선정하고 대용량(15 Nm3/min 이상)에는 에너지 절약측면에서 순환재생식을 권장하고 있다.
⑫ 공기건조기의 흡착제(Desiccant)에는 실리카겔(Silicagel), 활성알루미나(Activated Alumina), 몰레큘라시브스(Molecular Sieves)가 있으며 가장 많이 사용되고 있는 것이 활성알루미나이다. 운전 방법은 모두 완전자동 재생식을 채택하고 있다.
⑬ 공기저장탱크 용량은 최대사용량의 2분 이상의 운전 용량으로 하는 것이 좋다.
⑭ 최소한의 부속설비로는 안전밸브와 자동드레인 밸브를 갖추도록 구성한다. 그리고 압력용기이므로 산업안전관리공단의 검사를 필한 저장탱크를 사용하여야 한다.
4.10.2 연료저장 및 이송설비
(1) 설치목적 : 소각시설에서 사용되는 연료는 소각로 보조버너, 비상발전기, 직화식 연소가스 가열기, 보조보일러 등에 사용되는 것으로 LNG (LPG), 백등유 및 경유등을 공급하도록 하는 설비
(2) 설비의 구성
① 경유공급시 : 경유저장탱크, 경유공급펌프, 서비스탱크, 배관 및 필터 등
② 도시가스 공급시 : 정압기실, 감압변, 배관등
(3) 설계기준
① 경유공급 설비
가. 경유저장탱크는 소방법에 따라 제작, 가공 및 설치되어야 하고 모든 검사도 소방법에 따라 수행되어야 하며 지하에 설치하는 경우는 소방법의 규정에 의한 지하탱크저장소의 위치‧구조 및 설비의 기준에 맞게 설치되어야 한다.
나. 지상의 옥외에 설치하는 경우도 소방법 규정에 의한 위험물 옥외탱크저장소의 위치구조 및 설비의 기준에 맞게 설치되어야 하며, 옥내에 설치하는 경우는 소방법 규정에 의한 옥내탱크저장소의 위치, 구조 및 설비의 기준에 맞게 설치되어야 한다.
다. 경유공급펌프는 기어펌프로 형식은 릴리프밸브(relief valve)의 내장여부에 따라 내장일 경우는 내부(Internal)기어형식이라 하고 외장일 경우는 외부(External)기어형식으로 구분한다.
라. 형식의 선정 방법은 유체의 점성 및 양정에 따라 결정되며 일반적으로 소각시설은 경유를 채택하는 곳이 많고, 외측기어펌프에 비해 높은 압력에서 사용되며 배관 분해 없이 내부교체가 가능하며 또한 구조가 단순하여 유지, 보수에 용이한 내부기어형식을 선정하고 있다.
마. 경유서비스탱크는 소방법 규정에 의한 위험물(경유의 경우)의 지정 수량(1,000 L) 미만으로 저장하는 것이 주위를 자진설비로 가능하고 취급에 용이하므로 가능한 한 규정 수량 미만으로 설치하는 것이 좋다.
바. 배관경 선정시에 유체의 속도를 1~2 m/sec로 기준으로 하여 계산된 유량을 갖고서 관경을 산정한다. 또한 경유 중에는 이물질이 함유되어 이와 같은 이물질이 버너로 이송될 경우에는 노즐의 막힘현상 등의 원인이 되므로 배관라인 중에 필터를 설치하는데 경유배관에는 일반적으로 심플렉스를 2개 설치하는 것보다 듀플렉스(Duplex) 형식을 1개 설치하는 것을 채택한다.
② 도시가스 공습설비
가. 도시가스 공급업체와 긴밀히 협의하여 공급받을 수 있는 공급조건을 확인하고 정압기는 도시가스 공급업체에 의뢰하여 설치하는 것이 좋으며 지역별로 발열량 및 공급압력이 다를 경우가 있으므로 지역별 도시가스 공급업체와 공사 착수전에 반드시 협의하여 시행하여야 한다.
나. 도시가스배관의 시공은 도시가스사업법 규정에 의거한 업체이어야 하고 배관의 재질은 상용압력의 구분에 따라 아래의 재질 또는 동등의 이상의 기계적 성질을 갖는 것을 사용한다.
매몰 중/저압부 : KSD 3589 (폴리에틸렌 피복강관)
노출 저압부 : KSD 3562 (압력배관용 탄소강관)
다. 배관 설치시 타 시설물과의 이격거리
지하에 매설하는 경우에는 배관의 외면과 상수도관, 전기시설물, 통신케이블 등과는 0.3 m이상 이격거리를 유지하여야 하나 다만 부득이한 경우에는 보호관 또는 보호판 등으로 보호할 수 있다.
특별 고압지중선이 도시가스관과 근접하거나 교차한 경우에는 이격거리를 1 m 이상으로 하고 유지가 어려울 경우에는 견고한 내화성 격벽을 설치하여 우회거리가 1 m 이상을 유지한다.
라. 정압기실
단독정압시설로 정압기는 지상에 노출 캐비넷식으로 설치한다.
정압기실 구조
㉮ 불연재로 구성되어야 하며 가스공급시설 외의 시설물을 설치해서는 안된다.
㉯ 침수방지조치로 지면보다 높게 설치하여야 하며 통풍설비를 갖추어야 한다.
㉰ 시설의 조작을 안전하고 확실하게 하기 위하여 150Lux 이상의 방폭 등을 설치하여야 하고 모든 전기설비는 방폭구조로 하여야 한다.
㉱ 출구측에 가스압력을 측정, 기록할 수 있는 자기압력 기록계를 설치하여야 한다.
㉲ 입구측에는 수분, 모래, 기타불순물을 제거할 수 있는 장치로 가스필터를 설치하여야 한다.
㉳ 정압기의 분해점검 및 고장에 대비하여 주정압기와 예비정압기를 병렬로 설치하고 이상압력이 발생시에는 자동으로 기능이 전환되도록 보조정압기의 설정압력을 주정압기의 설정압력보다 낮게 설정한다.
가스계량기
㉮ 화기(당해 시설 내에서 사용하는 자체화기를 제외)와 2m이상의 우회거리를 유지하고 수시로 환기가 가능하고 직사광선 또는 빗물을 받을 우려가 없는 건축물 내부에 설치한다.
㉯ 용량이 30 m3/hr미만의 경우에는 설치높이가 바닥으로부터 1.6~2 m이내에 수직, 수평으로 설치한다.
㉰ 전기계량기/개폐기와의 거리는 60cm이상, 굴뚝(단열조치를 안한 경우), 전기점멸기/접속기와의 거리는 30cm이상, 절연조치를 하지 아니한 전선과는 15cm 이상의 거리를 유지하여야 한다.
가스누출 자동차단장치 및 경보기
㉮ 가스누출 자동차단장치는 소각시설의 경우에는 각층의 인입부에 설치한다.
㉯ 가스누출 검지부는 정압기실 및 공장동의 연소기 상부에 설치한다.
㉰ 경보부는 안전관리자가 상주하는 방재실, 중앙감시실 또는 경비실에 설치한다.
4.10.3 약품류 저장 및 공급설비
(1) 설치목적 : 소각로의 각 연소가스처리설비, 폐수처리설비 및 보일러 급수계통등에 필요한 약품을 공급하기 위한 설비
(2) 약품류 : 청관제(탄산나트륨, 인산나트륨), 탈산제, 소석회, 가성소다, 황산, 차염소산나트륨 등
(3) 설계기준
① 약품의 종류, 농도, 사용량등에 따라 약품류 저장탱크의 재질 및 저장용량을 결정한다.
② 보일러 급수계통
가. 보일러급수계통에 사용되는 약품류는 청관제와 탈산제가 있다.
나.청관제는 일반적으로 보일러 급수중의 경도성분을 불용성의 화합물로 바꾸는 목적으로 사용되며 종류에는 탄산나트륨이나 인산나트륨 등이 있다. 인산나트륨은 보일러수중에서 인산이온으로 된 경도성분과 반응하여 불용성의 인산염을 형성하기 때문에 우수한 청관제로 널리 사용되고 있다.
다. 탈산제는 보일러수중의 산소를 제거하는 목적으로 사용되며 아류산나트륨, 하이드라진 등이 있다. 탈산제는 산소를 완전히 제거하기 위해 과잉으로 투입하기 때문에 보일러수중에는 탈산제가 잔류하고 있다.
라. 하이드라진은 반응생성물이 질소와 물로, 보일러수의 용해고형분이 증가하지 않는 이점이 있다. 잔류 하이드라진은 암모니아와 질소로 분해되고 암모니아는 복수중으로 이행하여 복수계의 pH를 높게 하지만 암모니아의 함유량이 많으면 구리계의 금속이 부식되기 때문에 주의가 필요하다.
③ 배출가스처리설비계통 : 염화수소(HCl), 황산화물(SOx) 및 질소산화물(NOx) 제거
가. 건식법중의 전건식법에 사용되는 약품류는 칼슘, 마그네슘계 분립체, CaCO3, Ca(OH)2, CaO, MgO, CaMg(CO3)2이 있고 반건식법에 사용되는 약품류는 칼슘계 슬러리, Ca(OH)2 등이 있다.
나. 습식법에 사용되는 약품류는 유해산성가스를 처리하기 위해 알칼리 약제로서 가성소다(NaOH) 용액, 탄산칼슘계 슬러리 및 소석회 슬러리 등이 있으며 중금속을 제거하기 위해 차아염소산(NaOCl) 및 액체 킬레이트 등을 첨가하는 법도 있다.
다. 탈질설비에는 선택적비촉매탈질설비, 선택적촉매탈질설비 등이 있으며, 선택적비촉매탈질설비에 사용되는 약품류는 요소(CO(NH2)2), 암모니아가스(NH3) 및 암모니아수(NH4OH)등이 있고 선택적 촉매탈질설비에 사용되는 약품류는 암모니아수 등이 있다.
④ 냉각수 계통
가. 미생물의 발생을 방지하고 살균을 위해 염소가스(Cl2) 또는 차아염소산나트륨(NaOCl)을 사용한다.
나. 부식 및 스케일 방지를 위해 인산염(H2PO4)을 사용한다.
⑤ 연수경화설비 계통
가. 보일러 설비의 부식 및 스케일 생성을 방지하기 위한 설비로 지하수를 공급받아 연수를 제조하는 설비로 제조된 연수의 수질은 KS B 0269를 만족하고 소금(NaCl)용액에 의해 주기적으로 교환 수지가 재생되도록 하여야 한다.
⑥ 순수처리설비 계통
가. 재생용으로 염산(HCl, 35%), 황산(H2SO4, 98%), 가성소다(NaOH, 45~50%)등이 있는데 일반적으로 염산(HCl, 35%)과 가성소다(NaOH, 45~50%)가 재생용으로 사용한다.
⑦ 폐수처리설비계통
가. 중화용으로 염산(HCl, 35%), 황산(H2SO4, 98%), 가성소다(NaOH, 45~50%)가 있는데 일반적으로 황산(H2SO4, 98%)과 가성소다(NaOH, 45~50%)가 중화용으로 사용한다.
나. 응집용의 응집제로서 황산반토(Al2(SO4)3ㆍ18H20, Alum), P.A.C.(Poly Aluminium Chloride)가 있는데 일반적으로 고체용의 황산반토와 P.A.C.(Poly Aluminium Chloride)가 응집제로 채택되고, 응집보조제로는 고분자 응집보조제(Polymer)가 사용되며, 탈수기에 슬러지 개량용으로 고분자 응집보조제(Coagulant Aid)도 사용된다.
다. 중금속을 처리할 경우에는 킬레이트 약제를 투입으로 중금속을 제거하고 있으며 활성슬러지로 폐수를 처리하는 처리장에는 영양제를 주입하는데 영양제로는 요소(CO(NH2)2)와 인산(H3PO4)이 있다.
4.11 전기∙계장설비
4.11.1 전기설비
(1) 설치목적 : 폐기물 소각시설의 성능을 충분히 발휘하고 동시에 안전성의 확보가 가능하도록 구성되어야 한다.
(2) 설비 구성 : 송수전설비, 변전설비, 배전설비, 발전설비, 비상발전설비, 동력설비 및 전력감시설비 , 건축전기설비, 피뢰침 및 접지설비 등
(3) 설계기준
① 설비의 구성은 단순하고 안정성, 신뢰성, 경제성 및 조작성이 좋고 유지․보수 가 간단한 것으로 한다.
② 수변전설비는 부하설비의 연속운전, 간헐운전, 부정기적 운전 등이 있으므로 이를 고려한 플랜트의 수요율을 충분히 조사하여 적정한 크기로 한다.
③ 보호계전기, 차단기등을 적절히 설치하고 전기설비 전체의 보호를 완전하게 한다.
④ 중앙제어판넬, 수배전감시판넬 등의 판넬 내부는 작업공간을 갖추고 점검이나 간단한 추가․개조가 가능하도록 고려한다. 또한 변압기등 중량물의 반출입이 가능하도록 출입구와 동선을 확보한다.
⑤ 설비는 범용품을 사용하고 주요기기는 최대한 동일메이커 또는 호환성이 있는 제품을 사용한다.
⑥ 정기점검이나 유지보수용의 공사용 전원도 확보한다.
⑦ 장래의 증설계획이 있는 경우는 수전계약을 전력회사와 증설전에 협의하여야 한다.
⑧ 고장시에는 고장에 영향을 받는 범위를 최소화할 수 있도록 대책이 있어야 한다.
⑨ 송수전설비 : 전원을 한국전력공사의 배전선로로부터 인입하여 공급하는 설비이다.
가. 수전계획시의 수요전력은 부하설비의 최대전력으로 산정한다.
나. 수전전압 및 계약종별은 전력회사의 전기공급 규정에 따라 계획하여야 한다.
다. 수전설비의 용량은 수요전력(kW)을 피상전력(kVA)으로 환산한 값보다 크게 할 필요가 있다.
라. 수전용 차단장치의 보호계전기는 전력회사의 전력계통과 협조가 되어야 한다.
② 변전설비 : 배전선로로부터 특정구역에 설치되는 각 기기에 적합한 전압으로 변경하여 전원을 공급하는 설비이다.
가. 변압기 용량은 수요 전력을 기초로 하여 장래 증설부하 등을 고려하여 결정해야 한다.
나. 감시를 위해 필요한 계기류를 설치해야 한다.
③ 배전설비 : 변압기에서 적정한 전압으로 감압된 전원을 각전동기반, 조명반에 분기 배전하는 것으로 주차단기와 분기차단기로 구성된다.
가. 배전 전압이나 배전 방식은 기기의 사용목적에 따른 용량 등을 고려하여 결정하며, 배전 계통은 가능한 한 단순하게 구성해야 한다.
나. 감시를 위해 필요한 계기류를 설치해야 한다.
다. 모터 및 전기설비를 보호할 수 있도록 보호계전기를 설치해야 한다.
④ 발전설비 : 증기터빈 발전기 및 제어장치 등으로 구성된다. 여열을 이용하여 기력발전을 하는 경우 수전계통과 병렬 운전함으로써 한국전력공사에서 요구하는 전력계통과 일치시킬 필요가 있다.
가. 발전기의 운전방식은 수전 계통과 병렬 운전되도록 한다.
나. 발전기 전압은 용량과 목적에 부합하도록 계획한다.
다. 발전기는 보수성, 조작성 및 효율 등을 고려하여 선정한다.
라. 증기터빈의 출력 제어방식은 발전전력의 역송전 여부에 따라 적절히 선정한다.
⑤ 비상발전설비
가. 수전 및 배전계통의 사고 등에 의해 전원공급이 원활치 않은 경우에는 소각설비의 안전확보 및 기기의 보호를 위해 소각설비가 안정적으로 정지할 수 있도록 필수 주요기기에 비상전원을 공급할 수 있는 용량을 갖춘 비상발전설비를 구성하여야 한다.
나. 발전기의 용량을 결정할 때에는 부하의 종류와 용량을 산정하고 장래의 여유 등을 고려하여 결정한다.
다. 비상용 발전기의 부하는 정상운전 중 사고나 기타 이유로 전력계통이 정전되었을 때 소각로를 안전하게 정지시키기 위해 필수적인 주요 기기와 비상조명계통에 전력을 공급한다.
라. 직류전원설비는 교류를 직류로 변환하는 장치로써 축전지, 충진장치, 역변환장치로 구성된다.
마. 교류의 부하중에서 순간적인 정전도 용납할 수 없는 통신설비나 프로세스관련 장치전원(DCS), 컴퓨터 전원 등의 공급은 신뢰도를 향상시키기 위하여 무정전 교류 전원장치(UPS)를 설치한다.
⑥ 동력설비 : 전동기운전에 필요한 기구를 집중시켜 전동기군의 집중제어를 위한 설비이며, 중앙전력감시반은 중앙제어실에 설치하여 수변전 설비, 배전설비, 비상전원설비 등을 감시, 제어하기 위한 설비이며, 현장조작반은 전동기 부근에 설치하여 전동기를 현장에서 운전을 조작하는 기기이다.
가. 동력설비는 제어반, 감시반, 현장 조작반 등으로 구성되어 부하의 운전감시 및 제어가 확실히 이루어지도록 한다.
나. 주요 설비인 전동기의 전압은 범용성, 경제성 및 시공 용이성 등을 고려하여 선정 한다.
다. 전동기의 종류는 주로 3상 유도 전동기를 기본으로 하고 그 형식은 사용장소에 적합해야 한다.
라. 전동기의 기동방법은 기동시 전원의 영향 등을 고려하여 선정하되 되도록 전전압기동 방식을 선정한다.
마. 초기 기동부하가 많은 기기의 전동기의 기동방법으로 소프트스타터, 인버터기동 등을 고려하여 기기의 뒤틀림등 파손을 방지하여야 한다.
⑦ 전력감시설비 : 차단기와 단로기 등 기기의 상태 감시를 주로 하고 있었으나 이것을 계통의 상태 감시로 고쳐 나아가야 할 필요가 있게 되었다. 따라서 직립개방형 배전반에 전력계통을 조작개폐기 및 신호 표시기 등을 이용하여 Graphic화하여 수변전 계통 및 배전계통, 비상전원 계통 등의 전력공급상태 및 흐름을 감시 및 제어할 수 있도록 구성한다.
가. 전력 계통에서 주요 감시대상을 선정하여 운전상황을 감시 제어하도록 한다.
나. 계기반은 감시 및 조작에 적합한 형식을 선정한다.
⑧ 건축전기설비 : 건축전기설비는 각종시설의 기능유지 및 작업환경의 향상을 도모하는 설비로서 안정성이 우수하고 유지관리가 용이해야 한다.
가. 전력설비 : 조명기구, 전열설비, 전기기계․기구 등에 전기 에너지를 안전하고도 안정적으로 분배․공급하여 빛(光)이나 기계적 에너지 등으로 변환하기 위한 것이다.
나. 통신설비 : 건물 내에서 정보를 전달․처리하기 위한 것이며, 이 중에는 구내교환 설비, 자동 화재탐지 설비, 확성설비 등 외에 최근에는 LAN(Local Area Network)등의 정보․통신 시스템도 포함하고 있다.
다. 엘리베이터 설비
안정적인 운행 및 승객의 안전을 위하여 비상용 발전기에서 전원을 공급하며, 엘리베이터 내부에서 중앙제어실과 통화할 수 있는 인터폰 설비를 갖추도록 할 것
폐기물 소각처리에 설치되는 엘리베이터 설비는 승용 및 화물용이다
에너지 절약을 위하여 절약형 전동기 및 VVVF 제어가 이루어 져야 한다.
엘리베이터 전선덕트 등 통로는 악취가 확산될 수 있으므로 환기장치등의 설치에 있어 악취방지를 철저하게 하여야 한다. 환기시 부압조건이 악취를 끌어 들일 수 있으므로 주의한다.
⑨ 피뢰침 및 접지설비 : 낙뢰 및 이상 전압에 의한 설비 및 기기의 보호를 위한 KS IEC-61024 규정에 적합하도록 설치하여야 한다.
⑩ 고조파 대책 : 각종 설비의 전원이나 전동기의 제어에 반도체 회로가 사용되어 이들 각종설비에서 발생하는 고조파 전류에 의해 수변전설비의 전기기기가 소손되고, 계측제어 설비의 오작동을 일으키는 등의 피해를 예방하기 위하여 고조파억제 및 제거 대책을 강구하여야 한다.
4.11.2 감시 및 제어설비
(1) 설치목적 : 각종 설비의 전원이나 전동기의 제어에 반도체 회로가 사용되어 이들 각종설비에서 발생하는 고조파 전류에 의해 수변전설비의 전기기기가 소손되고, 계측제어 설비의 오작동을 일으키는 등의 피해를 감시 제어하기 위해 설치한다.
(2) 설비 구성 : 감시 및 제어설비, 중앙제어설비, 현장계기, 원격감시설비, 배출가스 연속측정 및 전송설비 등
(3) 설계기준
① 감시 및 제어설비
가. 조작성 및 감시성이 우수하도록 설치 공간을 최대한의 고려를 한다.
나. 신뢰성, 효용성 그리고 유지보수성이 높도록 한다.
다. 확장성 및 유연성이 높은 시스템으로 적용한다.
② 중앙 제어설비
가. 기본 제어설비는 분산제어방식 또는 프로그래머블 로직제어기로 구성하여야 하며, 소각플랜트의 기동에서부터 목표부하까지, 목표부하에서부터 플랜트 정지까지 정상 및 비정상운전의 모든 조절제어 및 논리제어기능을 수행해야한다.
나. 필요시 소각플랜트의 감시를 위하여 감시용 계기반이 위치하며 이 계기반에는 기록계, 지시계, 폐쇄회로 텔레비젼 모니터, 경보장치 등과 같은 중요 시설에 대한 감시기기를 장착하고, 소각로, 보일러 및 주요공정의 모형공정도(Mimic Board나 디스플레이 장치 이용)를 필요한 경우에 설치한다.
다. 프로그래머블 로직제어기를 사용할 경우는 보조설비를 제외하고는 분산제어방식과 상호 호환성을 가진 제품으로 하여 통신이 가능하도록 한다.
라. 현장계기
압력감시 및 제어
온도감시 및 제어
유량감시 및 제어
레벨감시 및 제어
마. 원격감시설비 : 플랜트의 각 설비별 공정상태의 감시를 위하여 필요한 개소에 감시용 폐쇄회로 텔레비전(CCTV)을 설치한다.
바. 배출가스 연속측정 및 전송설비(TMS)
굴뚝의 SOx, NOx, CO, O2, HCl, Dust, 연소가스 유량 및 온도를 측정할 수 있는 완전한 배출가스 감시시스템을 설치해야하며, 환경부의 굴뚝배출가스 원격감시시스템에 전송할 수 있도록 구성하여야 한다.
배출가스 연속측정설비는 진동 및 고열 발생으로 인한 기능장애가 발생되지 아니하는 위치에 설치하여야 한다.
배출가스 분석기기는 정전으로부터 보호될 수 있도록 무정전 전원장치 및 비상발전기에 연결되어야 한다.
분석기기는 정확도의 유지를 위하여 표준가스 및 표준용액에 의한 자체교정이 주기적으로 수행될 수 있는 구조로 되어 있어야 한다.
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