[2020 발전기술 세미나] 새로운 발전기술 실증·개발사례 공유의 장으로 성료
[2020 발전기술 세미나] 새로운 발전기술 실증·개발사례 공유의 장으로 성료
  • 이재용 기자
  • 승인 2020.07.11 16:43
  • 댓글 0
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3D프린팅·가스터빈·CO2절감 등 10개 주제 발표
전력그룹사 및 민간발전사 관계자 등 100여 명 참석
세미나에 참석한 내빈들이 기념사진을 촬영하고 있다.
세미나에 참석한 내빈들이 기념사진을 촬영하고 있다.

[일렉트릭파워 이재용 기자] 날로 고도화되는 발전기술에 대한 정보를 공유하는 자리가 마련됐다.

한전 전력연구원, 한전KPS, 민간발전협회, Electric Power Journal 발행사인 전력문화사가 주최·주관하는 ‘2020 발전기술 세미나’가 7월 10일 서울 양재동 더케이서울호텔 거문고홀에서 개최됐다.

올해 열린 발전기술 세미나에서는 발전기술 적용 실증사업 및 가스터빈 손상사례, 스마트발전소 구현을 위한 AI기반 개발, 이산화탄소 포집 기술, 대형 발전기 리테이닝 링 분해·조립 기술 등 총 10개의 기술사례들이 공유됐다.

이날 행사에는 고인석 전력문화사 회장, 송기욱 한전 전력연구원 발전기술연구소장, 이형주 옵티멀에너지서비스 대표를 비롯해 심응구 한국남동발전 시운전실장, 송혜영 조광요턴 부문장 등이 참석했으며 전력그룹사·민간발전사 관계자 100여 명이 참석했다.

고인석 전력문화사 회장(왼쪽)과 송기욱 한전 전력연구원 발전기술연구소장(오른쪽)이 각각 개회사와 축사를 하고 있다.
고인석 전력문화사 회장(왼쪽)과 송기욱 한전 전력연구원 발전기술연구소장(오른쪽)이 각각 개회사와 축사를 하고 있다.

올해 7회째를 맞은 ‘발전기술세미나’는 발전분야 기술 개발을 촉진하고 기업 간 정보공유를 통해 공동협력을 도출하기 위한 장이다. 발전설비에 대한 새로운 기술을 공유하고 실제 현장에서 사용되는 기술과 정비방법에 관한 정보를 교류하는 데 초점이 맞춰졌다.

고인석 전력문화사 회장은 “4차 산업혁명 시대와 신기후체제를 맞아 새로운 변화를 준비해야 한다”며 “이와 함께 포스트 코로나 시대를 대비한 전력산업 대응방안도 모색해야 할 때”라고 강조했다.

송기욱 전력연구원 발전기술연구소장은 축사를 통해 “에너지전환과 디지털 변환으로 대표되는 기술혁신으로 전력산업의 패러다임이 바뀌고 있으며 발전분야는 첨두에서 변화를 맞이하고 있다”며 “이런 패러다임의 변화는 새로운 도전과제를 부과하고 있으며 변화를 극복하고 새로운 성장으로 나아가기 위해 포트폴리오를 조정하고 틈새시장을 찾아 새로운 성장동력을 발굴해야 한다”고 말했다.

신기술 적용 실증사업 및 개발사례 발표
발전분야에서의 새로운 기술도입을 통한 접근법이 다양해지고 있다. 

권정훈 서부발전 차장이 '금속 3D 프린팅 실증사업 추진현황'에 대해 발표하고 있다.
권정훈 서부발전 차장이 '금속 3D 프린팅 실증사업 추진현황'에 대해 발표하고 있다.

오전 세션에는 ▲금속 3D 프린팅 실증사업 추진현황(권정훈 한국서부발전 차장) ▲발전용 가스터빈 손상 사례(박현구 한전 전력연구원 책임연구원) ▲스마트발전소 구현을 위한 AI 기반의 영상분석시스템 개발사례(이영수 한국남동발전 차장) ▲발전소 유지보수를 위한 도장 기술제안서(제정욱 조광요턴 부장) 총 4건의 주제가 발표됐다.

권정훈 서부발전 차장은 ‘금속 3D 프린팅 실증사업 추진현황’에 대해 소개했다.

발전분야에서의 3D프린팅 기술은 복잡한 제조·공정 부품 제조기업 확보가 어려운 환경에서 공급시간을 단축하고 고가부품 제조부담을 완화할 수 있는 장점을 가지며, 기존 불가능한 복잡한 형상 부품 제조가 가능하다. 또 용접·조립·접합 등 공정의 단순화 조립품을 일체형으로 단순화가 가능해 소재 활용을 극대화할 수 있다.

금속 3D프린팅 방법은 PBF와 DEF 두 가지 방식이 있다. PBF(Powder Bed Fusion)은 고분자 혹은 금속 분말에 레이저나 전자빔을 조사해 소결·적층하는 방식이고, DEF(Direct Energy Deposition)은 집속된 열에너지에 의해 증착 소재의 용해 및 응고과정을 통한 3차원 형상의 적층기술이다.

권정훈 차장은 “서부발전은 3D 프린팅 추진방향으로 크게 ▲국산화 ▲신뢰성 ▲경제성 ▲경량화를 추진하고 있다”며 “올해 서부발전은 국내 최초로 3D 프린팅 이종소재 적층기술을 활용한 내부식성 부품제작을 연구개발해 나갈 것”이라고 설명했다.

박현구 한전 전력연구원 전문기술센터 선임연구원은 ‘발전용 가스터빈 손상사례’를 발표에 이어, 이영수 남동발전 차장은 ‘스마트발전소 구현을 위한 AI기반의 영상분석시스템 개발사례’를 소개했다.

이영수 차장은 “남동발전은 올해 상반기 모듈 학습을 통한 오탐지 감소, 복합요인 영상분석 시스템 개발에 이어 하반기에는 현장설비에 확대 적용해 나갈 것이며, 알고리즘 개선으로 하드웨어 효율성을 향상해 나갈 계획”이라고 설명했다.

에너지전환에 따른 CO2 관련 기술 눈길 
오후 세션에서는 ▲한전 이산화탄소 포집 및 전환기술 현황(이정현 한전 전력연구원 선임연구원) ▲석탄화력 저탄장 자연발화 방지기술(김재관 한전 전력연구원 책임연구원) ▲순산소연소 초임계 CO2 가스터빈발전기술(장성호 한전 전력연구원 책임연구원) ▲4차 산업혁명 기술을 활용한 스마트작업안전관리솔루션 개발(손석만 한전 전력연구원 책임연구원) ▲대형 발전기 리테이닝 링 분해·조립기술(윤희철 한전KPS 팀장) ▲증기터빈 해석적 수명평가 기술(조기현 한전KPS 책임연구원) 총 6건의 발전기술들이 발표됐다.

'한전 이산화탄소 포집 및 전환기술 현황'에 대해 발표하고 있는 이정현 한전 전력연구원 책임연구원.
'한전 이산화탄소 포집 및 전환기술 현황'에 대해 발표하고 있는 이정현 한전 전력연구원 선임연구원.

한전 전력연구원은 다양한 이산화탄소 포집 및 전환기술을 개발해 나가고 있다. 

이정현 한전 전력연구원 선임연구원은 ▲연소 후 습식 CO2 포집기술 ▲연소후 건식 CO2 포집기술 ▲CO2분리막 기술 ▲매체순환연소 CO2 포집기술 ▲CO2 전환 고부가화 기술 ▲CO2 전환 메탄화 기술에 대한 각각의 기술 추진현황과 향후계획에 대해 소개했다.

이어 김재관 한전 전력연구원 발전기술연구소 책임연구원은 ‘저탄장 저급탄 자연발화 방지기술’을 주제로 발표했다.

저등급 석탄의 자연발화는 유해가스 발생과 작업환경 악화는 물론 석탄열량 손실률을 가져온다. 또 연소장애와 소화인력으로 인한 비용이 발생된다.

한전은 자연발화 방지제 개발로 단열강화제를 비롯해 배합분산·살포제, 방수·연소촉진제, 경화·접착제 배합기술을 갖고 있다.

김재관 책임연구원은 “자연발화는 저탄 시 조립분이 쌓이는 바닥으로부터 석탄더미 경사면 하부까지의 범위에 발생할 것으로 예측된다”며 “바닥면은 지표면과의 단열효과와 큰 공극률로 인한 공기유입이 활발하게 나타나 자연발화 다발위치로 예측되며, 발화방지제를 도포한 결과, 외부공기 및 수분 유입 차단효과로 내부온도가 상승하지 않고 일정해지는 억제효과를 확인했다”고 말했다.

이어 “발화개시탄의 방지제 도포의 경우 100℃이하 저온 발화탄은 억제 상승 억제효과가 있으나 150℃이상 발화탄은 발화지연 효과만 나타난다. 발화개시탄의 온도별 발화억제효과는 다양한 발화발생 탄종별 추가 검증이 필요하다”고 설명했다.

장성호 한전 전력연구원 책임연구원은 ‘순산소연소 초임계CO2 가스터빈발전기술’을 발표했다.

초임계CO2는 기체상태의 CO2가 임계점(31℃, 74bar) 이상이 되면 비압축성 유체에 가까워 밀도가 높아져 압축에 필요한 일이 급격하게 줄어들고 팽창은 기체 성질을 띠어 사이클 효율이 기존 스팀 및 유기물질 대비 우수하다.

초임계 CO2 발전시스템은 원자력 분야에서 태동했지만, 현재는 가스터빈·선박용 폐열회수 발전, 원자력 발전, 태양열 중앙집중식 발전, 지열발전 등 매우 넓은 분야에서 응용되고 있다.

장성호 책인연구원은 “순산소 연소는 공기중 질소를 제거해 95% 이상 고순도 산소와 연료를 연소하기 때문에 미세먼지(NOx) 발생이 없으며, 연소생성물인 CO2와 H2O만 발생된다. 또 CO2 배출량이 기존 가스터빈 대비 약 14% 저감되는 효과를 가져온다”며 순산소연소 초임계 CO2 가스터빈 발전에 대해 설명했다.

발전기 관련 결함 메커니즈 및 평가기술 공유
손석만 한전 전력연구원 책임연구원이 ‘4차 산업혁명기술을 활용한 발전소 스마트 안전 솔루션’에 대해 발표하며 앞으로는 안전이 효율성보다 기업 존폐의 이슈로 자리매김하고 있다고 말했다.

윤희철 한전KPS 팀장은 '대형발전기 리테이닝 링 분해 및 조립 기술'에 대해 발표했다.
윤희철 한전KPS 팀장은 '대형발전기 리테이닝 링 분해 및 조립 기술'에 대해 발표했다.

발전기에서의 유도가열시스템은 리테이닝 링, 발전기로터, 전원공급장치, 냉각기 등으로 구성된다. 

윤희철 한전KPS 팀장은 ‘대형 발전기 리테이닝 링 분해·조립 기술’에 대해 발표하며, 한전KPS의 유도가열 시스템 개발과 등팽창 알고리즘 및 동심도 알고리즘 개발에 대해 소개했다.

윤희철 팀장은 “동심도와 동측도에 대한 정확성을 갖지 못하면 설비를 정확하게 조립할 수 없게 된다. 한전KPS는 정확성에 기반한 알고리즘 개발을 통해 최종적으로 리테이닝 링을 분해하고 조립하는 시스템을 개발했다”고 설명했다.

기존에는 유도가열 시스템의 개별 부품들을 수작업으로 조립하고 분해했었지만, 이런 작업들이 한전KPS의 GRE 80110R 장비를 통해 정확한 동심도 및 동축도 조정과 이송이 가능하다.

윤희철 팀장은 한전KPS의 ‘GRE 80110R’ 장비를 현장에 적용해 리테이닝 링을 분해하고 조립하는 공정을 소개했다.

조기현 한전KPS 종합기술원 발전기술연구실 책임연구원은 ‘증기터빈 해석적 수명평가기술’에 대해 주제발표했다.

‘2020 발전기술세미나’가 서울 양재동 더케이서울호텔 별관 2층 금강홀에서 7월 10일 개최됐다.
‘2020 발전기술세미나’가 서울 양재동 더케이서울호텔 별관 2층 금강홀에서 7월 10일 개최됐다.

한편, 올해 열린 ‘2020 발전기술세미나’는 코로나19 전파방지를 위해 참석자들의 발열체크에 만전을 기했으며, 사회적거리두기로 충분한 거리를 두고 테이블 자리를 이격시켰으며, 행사 중에도 참석자들이 마스크를 착용토록 했다.


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