화력발전소와 증기원동소
증기원동소(steam power plant)의 전망
•증기원동소란 ? (Steam power station)
증기를 이용하여 동력을 발생시키는 열기관의 대표적인 장치
화력발전소
화력발전소는 증기(물)를 작동유체로 하여 사이클을 이루고 있음
구성을 보면 :
고열원으로 부터 열에너지를 얻기 위한 보일러, 일을 얻기 위한 터빈, 열을 방출하기 위한복수기 등이 있으며 .이러한 시스템 전체를 증기플랜트, 또는 증기원동소라 부른다.
증기원동소 중에서 동력을 발생시키기 위하여 작동유체가 물에서 증기로 변하는 것을 증기사이클이라 하며 그 대표적인 것이 1854년 영국의 William Rankine에 의해 창안된 랭킨사이클이다.
화력 발전소
▶ 발전방식 : 석탄, 석유, 등유, LNG(액화천연가스), LPG(액화석유가스) 등의 화석연료를 연소시켜 발생되는 열에너지의 일부를 기계적 에너지로 변환하여 전기(전력)을 http://ns.chungnam-h.ed.taejon.kr/ 발생시키는 발전 방식이다. (작업 매체로 물을 사용)
▶ 기력발전소 : 보일러에서 증기를 발생시켜 이 증기가 증기터빈을 돌리고 증기터빈은 발전기를 돌려 전기 에너지를 발생시키는 방식이다.
2. 화력 발전소의 장점과 단점
㈎. 장점
① 수력 발전에 비하여 단기간에 설치할 수 있다. (발전 설비의 용이)
② 수요가 많은 대도시 근처에 발전소를 만들 수 있다.
③ 대량의 전기를 한꺼번에 생산한다. (총 발전량의 절반을 공급)
④ 건설비가 적게 든다.
㈏. 단점
① 연료 자원이 고갈되고 있다.
② 소음을 일으키고 지속적인 연료 공급이 필요하다.
③ 효율이 많이 떨어진다. (열효율이 30~35%) 나머지 열은 모두 폐열로 방출되어 주변 해양 오염의 원인이 된다.
④ 연료 수입으로 인한 무역 적자의 주요 원인이 된다.
⑤ 대기 및 수질 오염을 일으킬 수 있다.
•대책 및 전망
▶ 화력 발전을 주축으로 한 발전 정책에서 벗어나 태양광, 풍력, 연료 전지 등 재생 에너지를 상용화 시켜야 한다.
▶ 에너지 소비 효율을 증대시키는 방향으로 발전정책을 추진해야 한다. 에너지와 물자 사용의 효율화 기술을 바탕으로 경제 성장을 하게되면 경제 문제와 환경 문제는 구조적으로 완화될 수 있다. 발전소 건설이나 유연탄 구입에 들어갈 수조원대의 예산을 에너지 효율화 부문에 투입을 한다면 단기간 안에도 발전소 건설에 버금가는 효과를 낼 수 있다.
▶ 중앙정부 부처인 통상산업부와 한국전력에 의한 전력 정책의 독점 구조를 깨야한다. 지금의 전력정책은 전기 소비자에 입각한 정책이 아닌 공급자 위주의 정책이다. 따라서 아무 관련이 없는 지역 주민들이 피해를 일방적으로 당하게 되고 이로 인한 분쟁 해결에 들어가는 행정 비용을 낭비해야 한다. 그러므로 한전을 민영화시키는 것과 함께 중앙정부 부처에 독점되어 있는 정책 결정권을 상당 부분 이양해야만 한다.
▶ 지역 주민들의 인권문제를 생각해야한다. 그동안 앞만 보고 달려온 우리 사회는 농어촌 주민들이 어떻게 살던 상관없이 대도시 위주로 모든 일을 진행시켜왔다. 전력의 주요 소비자인 대도시 사람들을 위해 지역 주민들이 생활 터전을 파괴하고 보상금 몇 푼 쥐어주고 이주시키면 그것으로 아무 문제가 없을 것이라는 사고 방식은 전력 시설 주변 주민들의 미래를 짓밟아 왔다.
▶ 그동안 발전소 주변 바다만 어업 보상을 해 줬지만 조사를 통해 육지의 동·식물 등 광범위한 피해가 확인된 만큼 육상 피해에 대한 전반적인 조사를 한 후 보상 대책을 세워야 한다.
▶ 농도 뿐만 아니라 배출량에 대해서도 규제가 필요하다. 화석 에너지 사용에 탄소세를 부과하고 교역 상대국에 대해서는 그에 상응하는 규제 정책을 강요해야 한다.
▶ 건설공사시 발생되는 먼지로 인한 인근 주민들의 피해를 방지하기 위하여 방진망을 설치하고 방진망 설치시에는 바람의 주풍향 및 주변지역의 지형을 이용할 수 있는 시설을 설치한다. 발전소 기동, 정지시 발생되는 소음을 근원적으로 차단하여 발전소 구내에서도 규제치 이하의 쾌적한 환경조성을 조성해야 한다.
▶ 탈황 과정에서 부산물로 발생되는 석고와 석탄회는 시멘트 공장 등 지에서 전량 재활용 시키도록 한다.
⊙ RDI의 새로운 연구에 따르면 2016년까지 필요할 것으로 예상되는 296,000 MW의 신규 전력 수요 중 약 4%인 11,400 MW만이 석탄 화력 발전을 통해 생산될 것이다. RDI는 McGraw-Hill의 에너지 정보, 연구, 컨설팅, 마케팅 서비스를 담당하고 있는 Platts의 연구 부분이다.
⊙ 296,000-MW 신규 전력수요는 500MW 발전소로 환산할 경우 592개의 발전소에 상응하는 양이다.
⊙ 천연 가스가 279,000MW의 전력발전의 연료로 사용될 것이며, 5,600MW는 수력, 태양, 풍력 등의 재생가능한 에너지원을 이용해 발전될 것이다. 현재 미국에 설치되어 있는 발전소들은 총 780,000MW의 전력을 석탄화력 발전을 이용해 생산하고 있으며, 이러한 양은 전체 발전량의 52%에 해당한다.
⊙ 석탄 화력 발전소는 운영비가 낮은 장점을 가지고 있지만, 이 장점은 높은 자본 비용에 의해 상쇄된다. 여기에 더해 향후 수 년 안에 가동되기 시작할 많은 양의 천연 가스 발전소들은 화력 발전의 전망을 어둡게 하고 있다. 2015년까지 예정되어 있는 279,000MW 중 2003년 말까지 51%의 발전용량에 해당하는 신규발전소가 가동을 시작할 것이다. 이러한 발전소의 과잉 건설로 인해 전력 가격이 감소할 것이며, 2010년 말까지 이러한 현상은 석탄 화력 발전소 개발자들에게 단점으로 작용할 것이다
⊙ 2001년 늦여름까지 50,000MW 용량의 신규 석탄화력 발전소의 건설이 34개 주에서 발표됐다. 유리한 정치적 환경과 전력 생산의 다변화에 따른 이점에도 불구하고 석탄화력발전의 경제적 및 부지 확보의 위험으로 인해 건설 예정인 석탄화력 발전소 중 2015년 까지 단지 11,400MW 용량의 발전소만이 실제로 건설될 것이라고 Platts는 발표했다.
복합화력발전
1. 개 요
전력사업에서 화력발전의 주체로 되어온 기력발전에서는 증기조건의 고온‧고압화로 40%(HHV, 고위발열량 기준)를 넘은 열효율이 실현되고 있지만, 주요기기에 사용되고 있는 재료의 강도 제약으로 비약적인 향상은 기대할 수 없다. Combined Cycle 발전설비는 Gas Turbine과 증기 Cycle을 조합함으로써 종전의 기력발전에 비하여 열효율의 대폭적인 향상을 기대할 수 있다.
Combined Cycle Plant의 열효율 향상은 Gas Turbine의 고온화에 힘입은 바가 크다. 1100℃급 Gas Turbine에서 약 44%, 현재 주류로 되어있는 1300℃급 Gas Turbine 을 사용한 경우 50%에 가까운 성능이 얻어진다. 향후 1500℃급 Gas Turbine에서는 증기냉각을 채용하는 것으로 냉각효율을 높임과 동시에 증기 Cycle의 고효율화를 기하고 있다.
원본 : 증기원동소(화력)의 종류와 전망
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