“PMMS 확대 적용, 부분적 상태중심정비 도입”

[인터뷰] 손광식 한국남동발전 발전운영팀장

영흥 3·4호기 필두로 예측정비관리시스템 전사 확대 추진

영흥 1·2호기 중유 ZERO화 ‘눈앞’… 연 69억원 증대 기대

“최근 발전설비의 재질, 설계, 제작기술이 진보되면서, 운전 감시/진단시스템도 발달해 설비신뢰도가 높아진 상태입니다.

특히 남동발전은 설비신뢰도 확보를 전제로 한 경제적인 정비시스템을 구축하기 위해 노력하고 있습니다. 이는 곧 장기적으로 상태중심정비체제로 가는 과정이라고 할 수 있습니다.”

한국남동발전(사장 장도수)은 영흥화력을 우선 대상 발전소로 지정하고 ’04년 8월 영흥화력 실시간 운전자료취득시스템(PI)에 대한 연구개발을 완료하고 ’05년 7월 영흥화력 예측진단실을 준공한바 있다. 지난해 12월에는 드디어 영흥화력 3·4호기에 예측정비관리시스템(PMMS)을 준공하면서 이제는 전사로 이를 확대해 나가고 있는 상황이다.

남동발전 발전운영팀 손광식 부처장은 “PMMS로 연소상태, 성능, 효율 등을 실시간 감시하는 것은 물론이고, 취득한 자료(Data)를 운전 및 정비업무로까지 활용하고 있다”고 밝혔다. 남동발전의 발전설비에 부분적인 상태중심정비가 이뤄지고 있는 셈이다.

손 부처장은 “최종적으로 상태중심정비시스템이 성공적으로 도입되면 정비시점, 주기 및 정비범위를 효과적으로 결정할 수 있어 정비비용을 최적화할 수 있을 전망”이라며 또한 “예측진단을 통한 사전조치로 고장예방 및 기기손상을 최소화할 수 있을 것”이라고 기대감을 나타냈다.

“발전정지 원인 분석, 정확하고 빠른 대응은 필수”

남동발전의 최근 발전기 정지 및 출력감발 사례를 살펴보면, 보일러급수펌프 축밀봉장치(Packing) 누설, 공기예열기(A/H) 및 탈황가스예열기(GGH) 막힘, 제어카드 불량 등이 대부분이다. 노후된 설비를 많이 보유하고 있는 남동발전의 경우 취약설비를 개선하기 위한 노력이 필수적인 셈이다.

최근 남동발전은 보일러 급수펌프 축 밀봉장치를 기존 기계식 밀봉장치(Mechanical seal) 타입에서 증기 밀봉장치(Labyrinth packing) 타입으로 교체키로 했다. Mechanical seal이 축밀봉부의 누설을 회전링과 고정링과의 미끄럼에 의해 기계적으로 제한하는 것이라면, Labyrinth Packing은 밀봉부의 누설 증기를 교축해 압력을 저하시켜 증기누설을 제한하는 방식이다.

표준석탄화력 이후 효율극대화를 위해 과거 사용해오던 Labyrinth packing 타입 대신 Mechanical seal 타입에 대한 선호도가 높아지면서 이를 채용하는 사례가 늘고 있다. 그러나 최근 Seal 파손에 의해 여러 차례 출력감발이 야기되면서 문제가 부각되고 있다. 일본, 미국 등 외국사례를 조사해 본 결과, 고속의 대형 보일러 급수펌프의 축밀봉장치로는 Mechanical seal 타입이 적정치 않다는 결론이 나왔다.

이에 따라 손 부처장은 안정적 설비운영을 위해 장기적으로 Labyrinth packing 타입으로 교체 해 나간다는 계획이다.

“탈질설비(SCR)의 암모니아 Slip에서 기인된 황산암모늄(Ammonium Sulphate) 및 황산(Sulphate) 응축으로 공기예열기라던가 탈황가스예열기(GGH)가 막히는 현상이 그동안 여러 차례 있어 왔습니다. 이에 따라 이를 방지하기 위해 운전중수세정장치(OSW: On Streaming Washing Device)를 설치해 현재 운영하고 있는 상황입니다. 또 장기적으로는 열소자(Heat element)를 개선할 계획도 갖고 있습니다.”

영흥 1·2호기의 경우에는 최종과열기 출구측 튜브가 산화 스케일 막힘현상으로 인해서 여러 차례 파손돼 문제가 됐다. 원인 분석결과, 이는 특정재질(재질T91)에 산화스케일이 과다하게 생성되면서 기동·정지 시 박리돼 튜브 곡관부의 Steam flow를 막으면서 튜브 과열을 초래한 것으로 파악됐다. 이에 따라 발전운영팀에서는 최종과열기 일부 튜브 재질을 A213TP91에서 A213TP347H로 상향조정하고 추후 잔여 부분도 전량 교체할 계획이다. 뿐만 아니라 보일러 튜브 온도를 감시하기 위해 열전대(Thermo couple)를 설치, 운영하는 등 발 빠른 대응을 해나가고 있다.

설비 개선 통해 발전원가 절감 ‘톡톡’

“운영 효율성과 함께 발전원가 절감을 위한 노력도 지속적으로 기울이고 있다”고 밝힌 손 부처장은 그 대표적인 예로 영동화력을 꼽았다.

영동 1·2호기는 국내무연탄 연소 발전소로 설계돼 화염 안정용으로 중유를 35% 혼소해 오다가 고유가 시대 극복 대책으로 2005년부터 고가인 중유를 쓰지 않고, 유연탄 전소가 가능한 발전소로 재탄생하기 위해 설비개선을 진행하고 있는 것.

특히 2호기는 ’05년 최초 중유대체 유연탄 혼소를 통해 35%였던 중유 비중을 10%로 낮춘 데 이어 ’07년 중유 ZERO화 시험연소에 성공하면서 ’08년 유연탄 100% 시험연소까지 성공적으로 마쳤다.

올해부터는 보일러 연소자동화설비와 유연탄 연소감시설비 보강하고 미분기 불활성화(Inerting) 설비를 신설했으며 중유연소 Zero화를 위한 마지막 단계로 운전최적화를 위한 연소시험을 계속 진행하고 있다.

1호기의 경우에는 올해 2월 KOPEC과 유연탄 전소 및 중유 ZERO화를 위한 ESCO사업 계약을 122억원에 체결한 상태다. 손 부처장은 화염안정용 중유를 유연탄으로 대체함으로써 연간 69억원의 이익이 증대할 것으로 예상하고 있다.

이밖에도 손 부처장은 “ESCO 사업으로 분당복합의 배열회수보일러와 연돌사이 공간에 폐열회수용 열교환기 5대를 추가 설치해 연돌로 배출되는 배기가스 폐열을 재활용할 계획”이라며 “이를 지역 난방수로 공급함으로써 연간 약 10억원의 이익이 늘어날 것”이라고 덧붙였다.

최옥 기자 다른기사 보기