전력연구원 "매핑 통한 설비 고장 예방 및 운영비용 절감"
발전소 보일러 4기 현장실증 통한 활용성 및 우수성 검증

[에너지신문] 한전 전력연구원이 국내 최초로 튜브, 배관 등 발전소 보일러 주요부품의 응력(Stress)상태를 관리할 수 있는 응력상태 검사 및 매핑(Mapping)기술 개발을 완료했다.

전력연구원에 따르면 발전설비 중 보일러는 고온·고압의 가혹한 환경에서 가동되기 때문에 부속 기기의 손상이 발생할 가능성이 높다. 설비손상은 불시정지를 야기하거나 운전 및 정비 비용을 상승시켜 설비 운영비용을 증가시킨다.

그러나 기존 육안검사나 초음파 탐상검사법으로는 짧은 계획예방정비 기간 안에 보일러 주요부품을 효과적으로 진단하는 것이 현실적으로 불가능하다.

▲ 보일러 배관검사용(왼쪽) 및 튜브검사용 응력 검사장치.
▲ 보일러 배관검사용(왼쪽) 및 튜브검사용 응력 검사장치.

전력연구원은 이러한 문제를 해결하고자 2020년부터 기존 검사기법의 한계를 극복하고 보일러 주요부품의 응력상태를 관리할 수 있는 기술개발을 진행해왔다.

금속재료가 응력이 변하거나 열화가 발생할 경우 재료의 자기장 왜곡현상으로 인해 누설 자발자기장(Self Magnetic Leakage Fields)이 발생한다. 이번에 이 누설 자발자기장을 감지, 재료 내부의 응력집중과 손상을 탐지할 수 있는 원리를 기반으로 보일러 부품의 응력상태 검사기술을 개발한 것.

전력연구원이 개발한 검사기술은 보일러 부품의 표면뿐만 아니라 내부 결함 및 열화상태의 검출이 가능하다. 또한 기존의 비파괴 검사 속도를 80~90% 단축시켜 발전소 정지기간 중에 효율적으로 검사를 수행할 수 있다.

특히 전력연구원은 보일러 부품 형상에 특화된 스캐너를 개발하고 IoT 기술을 검사장치에 추가함으로써 응력의 분포 상태를 위치별로 매핑할 수 있는 기술을 개발, 주목받고 있다. 개발된 기술은 국내 발전소 보일러 4기(태안, 당진, 하동, 보령)에서 실증을 수행, 검증을 마쳤다.

전력연구원은 향후 이 기술을 바탕으로 설비의 응력상태 매핑 이미지를 발전소에 제공할 예정이다. 발전소에서 설비의 응력상태 이력을 관리할 수 있도록 관련자들을 대상으로 응력상태 매핑 프로그램 활용 교육도 실시한다.

전력연구원 관계자는 “응력상태 매핑기술을 보일러 설비관리에 적용해 설비고장을 예방하고 발전소의 운영비용을 절감, 안정적인 전력공급에 기여할 것”이라고 밝혔다.

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