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보고서 상세정보

에너지기술 기반 확충사업
The Development of Energy Infra

  • 사업명

    기본연구사업

  • 과제명

    에너지기술 기반 확충사업

  • 주관연구기관

    한국에너지기술연구원
    Korea Institute of Energy Research

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2008-12

  • 주관부처

    지식경제부

  • 등록번호

    TRKO200900074607

  • 과제고유번호

    1355048138

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    ${\circ}$ Stable operation of changing performance load control in the system
    Performance test in this system was o...

    ${\circ}$ Stable operation of changing performance load control in the system
    Performance test in this system was operated 8 times total and produced flue gas was utilized for the actual test of research developing technology. Performance test was mainly focused on the stability of the system. The longest operation was performed during 33 days and produced flue gas was supplied to the verification test. This long-time test has purposes of stability test for summer time and filling up consumed the power in the institute. Actual operating results in this year are 8 operations in MCR load 65% during total 154 days. Produced power was total 4,711 MWe, which consumed 1,849 MWe and supplied 2,849 MWe for the institute and power trading center.
    ${\circ}$ Verification test for domestically developing technology of greenhouse gas and flue gas
    National research development test was performed using produced flue gas in the system. A client for the test was not many because a public relation(PR) was still insufficient and stability was not guaranteed. Only, development of greenhouse gas treating technology was performed 6 times and NOx was performed 2 times, SOx, and N2O removal technology was performed once each.
    ${\circ}$ Education and technology development using actual system related to domestic combustion flue gas treatment technology
    This system is very suitable for the education of power plant because of the 1/100 times reduced power plant. Research area using this system can be divided into two fields: combustion system field and flue gas treating field.


    ${\circ}$ 성능부하조건 변화에 따른 실증설비의 안정적 운전
    본 설비의 성능시험운전은 총 8차례에 걸쳐 수행되었으며, 이때 생산 배출된 연소배가스는 연구개발사업의 실증시험에 활용하였다. 설비의 성능시험...

    ${\circ}$ 성능부하조건 변화에 따른 실증설비의 안정적 운전
    본 설비의 성능시험운전은 총 8차례에 걸쳐 수행되었으며, 이때 생산 배출된 연소배가스는 연구개발사업의 실증시험에 활용하였다. 설비의 성능시험운전은 주로 설비의 안정성 관점에서 수행되었다. 생산되는 연소배가스는 실증시험을 위해 공급하고, 본 설비의 하절기 안정성시험과 연구원 소비전력을 충당하기 위한 목적으로 운전되었다. 금년도 설비운전실적은 MCR부하 65%에서 총 154일 동안 8차례에 걸쳐 운전되었다. 전력 생산량은 총 4,711 MWe 생산하여 1,849 MWe를 자체소비전력으로 사용하고, 2,879 MWe를 연구원 및 전력거래소를 통하여 공급하였다.
    ${\circ}$ 국내 연구개발중인 온실가스 및 연소배가스 처리기술의 실증평가시험
    본 설비에서 생산된 연소배가스를 이용하여 국가연구개발사업의 실증시험을 수행하였다. 아직 설비의 홍보가 미흡하고, 안정성이 보장되지 않는 관계로 연구개발사업의 실증 시험의뢰건수가 많지는 않았다. 온실가스 처리기술 개발이 활발한 관계로 6건이 수행되었으며, 질소산화물 2건, 황산화물 그리고 중금속의 제거를 위한 기술개발이 각각 1건씩 수행 되었다.
    ${\circ}$ 연소배가스 R&D 실증설비의 공정 개선, 보완 및 적용 실험
    본 설비는 개발기술의 실증시험을 위하여 구축된 power plant를 1/100으로 축소한 규모로 화력발전소의 교육용으로 매우 적합하다. 본 설비를 공동으로 활용할 수 있는 연구분야는 주로 연소시스템을 이용하는 분야와 연소배가스 처리 분야로 구분하여 활용 할 수 있다. 본 설비의 공정개선 및 보완은 다음과 같다.
    - 송전설비 중 25번 보호계전기 보완
    - 질소산화물 저감처리용 SCR 주변장치 개선


  • 목차(Contents) 

    1. 제 1 장 서론 ...16
    2. 제 2 장 사업추진 배경 및 목표 ...19
    3. 제 1 절 사업추진 배경 및 필요성 ...19
    4. 1. 추진 배경 및 필요성 ...19
    5. 2. 국내.외 기술개발현황 ...21
    6. 가. 국내의 경우 ...21
    7. 3. 개발기술의 상용화...
    1. 제 1 장 서론 ...16
    2. 제 2 장 사업추진 배경 및 목표 ...19
    3. 제 1 절 사업추진 배경 및 필요성 ...19
    4. 1. 추진 배경 및 필요성 ...19
    5. 2. 국내.외 기술개발현황 ...21
    6. 가. 국내의 경우 ...21
    7. 3. 개발기술의 상용화 문제점 ...24
    8. 제 2 절 사업의 목표 및 내용 ...27
    9. 1. 사업 목표 ...27
    10. 가. R&D 실증시스템의 운전기술 정립 ...27
    11. 나. 국내 연구개발사업의 실증시험 ...30
    12. 다. 기후변화 협약 대비 관련 인력교육 및 기술계발 도출 ...30
    13. 2. 연차별 목표 및 내용 ...30
    14. 3. 사업 추진체계 및 방법 ...31
    15. 4. 활용방안 및 기대효과 ...33
    16. 제 3 장 연소배가스 R&D 동 실증설비사양 ...35
    17. 제 1 절 실증설비 개요 ...35
    18. 1. 실증설비의 구축개요 ...36
    19. 2. 실증설비의 공정 ...37
    20. 제 2 절 연소 및 발전 시스템 ...40
    21. 1. 순찬유동층 보일러 시스템 ...40
    22. 2. 증기터빈 발전시스템 ...47
    23. 제 3 절 연소배가스 처리시스템 ...51
    24. 1. 집진 시스템 ...51
    25. 2. SCR 시스템 ...55
    26. 3. FGD 시스템 ...58
    27. 4. 부대설비 ...61
    28. 가. 석탄공급 설비 ...61
    29. 나. 회처리 시스템 ...65
    30. 다. 활성탄 탑 ...67
    31. 라. 통풍 장치 ...67
    32. 제 4 장 연소배가스 R&D 실증설비 성능실험 ...70
    33. 제 1 절 연소배가스 R&D 실증설비의 운전 ...70
    34. 1. CFBC 보일러 성능시험 ...70
    35. 가. 운전 현황 ...70
    36. 나. R&D 실증설비의 주요공정구성 ...71
    37. 다. 실험조건 및 연료특성 ...74
    38. 라. 중국탄 연소성능 시험 ...75
    39. 마. 호주탄/북한무연탄I 연소성능 시험 ...80
    40. 바. 중국탄III/북한 무연탄II 혼소 연소성능 시험 ...82
    41. 사. 부하변동에 따른 보일러 효율 ...84
    42. 2. 연소배가스 후처리 성능시험 ...85
    43. 가. SCR 탈질성능시험 ...85
    44. 나. SNCR 탈질성능시험 ...90
    45. 다. Hybrid SNCR/SCR 탈질 성능시험 ...90
    46. 라. 로내 탈황시험 ...93
    47. 마. FGD 탈황시험 ...93
    48. 제 2 절 실증설비 운영 및 실증시험 현황 ...95
    49. 1. 실증설비 운영현황 ...95
    50. 가. 연구사업 도출 및 RFP 제출 ...95
    51. 나. 운영비 확보를 위한 운영위원회 개최 ...114
    52. 다. 운전을 통한 전력생산 및 운영수지 ...120
    53. 2. 국가연구개발사업의 실증시험 ...121
    54. 가. 암모니아 이용 $CO_2$ 흡수제거 기술 개발 ...123
    55. 나. $CO_2$ 고온 건식 흡수제 개발 ...124
    56. 다. 탄산칼슘을 이용한 $CO_2$ 흡수제거 기술 개발 ...125
    57. 라. 질소산화물 제거용 SNCR 개 발 ...126
    58. 마. $Ca(OH)_2$를 이용한 $SO_2$ 제거 기술 개발 ...127
    59. 3. 실증설비 홍보 실적 ...128
    60. 제 3 절 실증설비 운전 Manual ...129
    61. 제 5 장 결과 및 향후 계획 ...136
    62. 1. 수행결과 ...136
    63. 2. 향후계획 ...137
    64. [그림 2-1] 국내 유연탄 발전설비 용량증가 추이 ...20
    65. [그림 2-2] 2MWe규모 연소배가스 R&D 실증설비의 공정구성도 ...29
    66. [그림 3-1] 연소배가스 R&D동 실증설비 조감도 ...37
    67. [그림 3-2] 연소배가스 R&D동 실증설비 공정구성도 ...39
    68. [그림 3-3] Process Flow(DSC) ...40
    69. [그림 3-4] 순환유동층 보일러 시스템의 P&I Drawing ...43
    70. [그림 3-5] Convection bank part의 P & I Drawing ...44
    71. [그림 3-6] 보일러 Section Drawing ...45
    72. [그림 3-7] Boiler System (DCS) ...46
    73. [그림 3-8] Steam Turbine 제작을 위한 P & ID (Steam) ...49
    74. [그림 3-9] Steam Turbine 제작 설치도 ...50
    75. [그림 3-10] Power Monitoring System (DCS) ...51
    76. [그림 3-11] Bag Filter System P & ID ...54
    77. [그림 3-12] Bag Filter System (DCS) ...55
    78. [그림 3-13] SCR P & ID ...57
    79. [그림 3-14] SCR System (DCS) ...58
    80. [그림 3-15] FGD P & ID ...60
    81. [그림 3-16] FGD System (DCS) ...61
    82. [그림 3-17] 석탄 처리 시스템 P & I Drawing ...64
    83. [그림 3-18] Ash 처리 시스템 P & I Drawing ...66
    84. [그림 3-19] Activated Carbon Tower P & ID ...69
    85. [그림 4-1] 순환유동층 보일러시스템의 형상 ...74
    86. [그림 4-2] 중국탄I 연소성능시험 결과 - 석탄공급량과 발전량 ...77
    87. [그림 4-3] 중국탄I 연소성능시험 결과 - 연소온도 ...77
    88. [그림 4-4] 중국탄II 연소성능시험 결과 - 석탄공급량과 발전량 ...78
    89. [그림 4-5] 중국탄II 연소성능시험 결과 - 연소온도 ...78
    90. [그림 4-6] 중국탄III 연소성능시험 결과 - 석탄공급량과 발전량 ...79
    91. [그림 4-7] 중국탄III 연소성능시험 결과 - 연소온도 ...79
    92. [그림 4-8] 호주란, 북한무연탄 혼소 연소성능시험 결과-석탄공급량과 발전량, Bed temp ...81
    93. [그림 4-9] 탄종별 입도분포 ...81
    94. [그림 4-10] 중국탄III/북한무연탄II 혼소 연소성능시험 결과-석탄공급량과 발전량 ...83
    95. [그림 4-11] 중국탄III/북한무연탄II 혼소 연소성능시험 결과-연소온도 ...83
    96. [그림 4-12] SK 35cell 촉매 성능시험 곡선(S.V.=5,000/hr, NSR=1.0) ...87
    97. [그림 4-13] 연소배가스 실증설비에서의 연소배가스 조성 ...87
    98. [그림 4-14] SCR 탈질성능시험 (S.V.= 14,000/hr) ...88
    99. [그림 4-15] SCR 탈질성능실험 (S.V = 7,000/hr) ...88
    100. [그림 4-16] 당량비에 따른 SCR 탈질성능 시험 결과(S.V.=7,000/hr) ...89
    101. [그림 4-17] SNCR 탈질성능실험 ...90
    102. [그림 4-18] hybrid SNCR/SCR 탈질시험(첨가제의 영향) ...92
    103. [그림 4-19] SCR과 hybrid SNCR/SCR의 탈질성능 비교 ...92
    104. [그림 4-20] 순환유동층 보일러 내부에 Limestone 분사에 의한 탈황효과 ...93
    105. [그림 4-21] FGD 운전에 의한 탈황효과 ...94
    106. [그림 4-22] 고온건식 CO2 흡수제 개발 plant ...123
    107. [그림 4-23] 암모니아 이용 CO2 흡수기술 공정개발 ...124
    108. [그림 4-24] 탄산칼슘을 이용한 CO2 제거기술 개발 ...125
    109. [그림 4-25] 질소산화물 제거용 SNCR 개발 ...126
    110. [그림 4-26] 배연탈황제 개발설비 ...127
    111. [표 2-1] 국내 상용 순환유동층 보일러 보급현황 ...22
    112. [표 2-2] 정부 지원 $CO_2$ 분리회수기술 현황 ...23
    113. [표 2-3] 연소 배출가스 중의 대기환경오염물질 배출허용농도 규제추이 ...24
    114. [표 2-4] 미국 Wilsonville의 PSDF 설비 현황 ...26
    115. [표 2-5] 국내 대기오염물질 배출허용 기준 ...29
    116. [표 2-6] 연차별 연구목표 및 내용 ...31
    117. [표 2-7] 사업추진체계 ...32
    118. [표 2-8] 사업수행방법 ...33
    119. [표 3-1] 연소배가스 R&D 실증설비 주요사양 ...38
    120. [표 3-2] 유동층 보일러 설계기준 ...42
    121. [표 3-3] 보일러 부하별 Mass flow rate ...46
    122. [표 3-4] 증기터빈 및 발전시스템 주요사양 ...48
    123. [표 3-5] 국내 대기오염 물질 배출허용 기준 ...53
    124. [표 4-1] 실증설비의 운전 내역 ...71
    125. [표 4-2] 연료소모량 및 전력 생산량 ...71
    126. [표 4-3] 순환유동층 보일러의 사양 ...73
    127. [표 4-4] 성능시험 조건 ...75
    128. [표 4-5] 연료의 특성 ...75
    129. [표 4-6] 부하변동에 따른 보일러 효율 ...85
    130. [표 4-7] SK 35cell 촉매 조성 분석 결과 ...86
    131. [표 4-8] SK 35cell 촉매 표면적 분석 결과 ...86
    132. [표 4-9] 국내 환경관련 주요 기술개발사업의 기간 및 투자비 ...106
    133. [표 4-10] 연도별 국내 주요 대기오염물질 배출량 ...107
    134. [표 4-11] 국내 환경산업의 시장규모 및 전망 ...108
    135. [표 4-12] 세계 환경산업의 시장규모 및 전망 (단위 : 억$) ...109
    136. [표 4-13] 2008년도 운전현황 ...120
    137. [표 4-14] 실증설비 운영 수지 ...121
    138. [표 4-15] R&D 실증설비 내 실증시험 실적 ...122
    139. [표 4-16] 연소배가스 R&D 실증설비 방문자 현황 ...128
    140. [표 5-1] 2007년 운전실적 ...136
    141. [표 5-2] 연구개발사업의 실증시험 실적 ...137
  • 참고문헌

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