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발전소 유지정비 신기술, 최신 트렌드를 만나다
대한전기협회, 제8회 KEPIC 유지정비 세미나 열려
2018년 03월 08일 (목) 19:07:11 권준범 기자 jbkwon@ienews.co.kr
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[에너지신문] 4차 산업혁명이 산업계에 자리 잡아가고 있는 가운데 전력분야 산학연 전문가들이 모여 현장에서 적용되는 발전소 유지정비 신기술과 그 적용사례에 대한 정보를 공유하는 자리가 마련됐다.

대한전기협회는 한전KPS와 공동으로 8일 대전 선샤인 호텔에서 ‘제8회 KEPIC 유지정비 세미나’를 개최했다. 이번 세미나는 9일까지 양일간 열린다.

   
▲ 제8회 KEPIC 유지정비세미나가 열리고 있다.

전기협회에 따르면 최근 발전소 유지정비 분야에도 딥러닝 기법을 바탕으로 한 설비 진단기술이 주목받고 있다. 아울러 다양한 첨단기술이 현장에 적용돼 유지정비 업무에 활용되고 있다. 이는 4차 산업혁명 성공의 열쇠가 될 것이라는 게 전문가들의 견해다.

8일 세미나에서는 다양한 전문가들의 발표가 이어졌다. KEPIC 유지정비 세미나는 매년 새로운 전력 유지정비 신기술들을 소개하며 업계의 많은 관심을 받고 있다. 이번 주제발표에서는 ‘순산소 가스터빈 발전시스템’과 ‘배관지지장치 관리지침’ 개발동향 등에 대한 발표가 이어져 호응을 얻었다.

▶순산소 가스터빈 발전시스템 개발 동향

순산소 가스터빈 발전시스템은 공기중 N₂를 제거하고 순산소(O₂)만을 천연가스와 연소시켜 NOx Free 및 Low CO₂를 달성하기 위한 친환경 발전시스템을 말한다.

순산소 연소는 공기중의 질소를 제거한 후 95% 이상 고순도 산소만 연소에 활용하기 때문에대기오염을 유발하는 NOx의 발생이 없다. CO₂ 배출량 역시 기존 가스터빈 대비 약 15% 저감된다. 특히 배기가스 응축을 통해 H₂O를 제거할 경우 손쉽게 이산화탄소의 99% 이상을 포집할 수 있다.

순산소 가스터빈 관련 기술개발은 주요 핵심부품 개발을 통해 실증시험 설비 구축이 진행중에 있으며 올해 관련 실증시험이 이뤄질 예정이다.

지멘스와 CES 컨소시엄은 2008년 벤치스케일 및 파일럿스케일급 연소기 개발을 완료했으며 2011년 Kimberlina Power Plant에서 실증설비를 구축했다. 올해 안으로 실증을 진행한다는 계획이다. 또 도시바, 8 Rivers Captal, NetPower 컨소시엄은 2013년 5MW 연소시험을 진행한 바 있다. 2016년 하반기 25MW급 실증플랜트를 준공하고 현재 미국 텍사스에서 시운전을 준비하고 있다.

   
▲ 세미나 참석자들이 주제발표를 경청하고 있다.

▶배관지지장치 관리지침 개발 현황

배관지지장치는 보일러, 터진과 연결된 다양한 배관의 자중 및 열팽창 하중을 지지하는 부품이다. 상온 배관은 지지대 등 단순 지지장치를 이용하고 있으나 고온 배관의 경우 열팽창 변위를 지지하는 다양한 지지장치로 지지한다. 500MW급 화력발전소의 경우 1개 배관라인 당 약 300~400m 길이의 지지대 약 40~60개가 설치된다.

최근에는 3차원적 배관구조에 따른 다양한 지지장치가 이용되고 있다. 배관 허용응력 이내에서 서로 다른 변위와 응력이 존재하며 각 배관지지장치가 설계변위를 지지하지 못할 경우 설계응력과 다른 초과 응력 및 손상 등이 발생할 수 있다.

따라서 건설 초기 배관지지장치 설계, 시공, 관리가 중요하다. 년수 증가에 따른 지지장치 점검 및 배관지지장치 관리방법의 표준화도 필요하다.

배관 손상유형으로는 배관 및 연결 구조물 용접부 균열 손상과 배관 변위 차이에 따른 과도한 터빈케이싱 모멘트 발생으로 케이싱 변형 및 터빈 고진동이 발생하는 등의 사례가 있다. 이밖에 20년 이상 노후화력 증가로 수명소비율이 증가하고 있으며, 신규 건설된 발전소에서 배관지지장치 오동작 사례가 빈번히 발생하고 있다. 배관지지장치 관리 표준화는 배관 이상거동 조기발견 및 예방정비 등을 통해 배관 수명연장에 기여할 것으로 기대된다.

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