[발송배전기술사] 복합발전!

다음은 발송배전기술사 발전공학 문제 중 복합발전에 대한 설명입니다.

복합발전의 개요, 열효율, 종류, 특징 순으로 서술하겠습니다.

[문제] 복합발전에 대하여 설명하시오.(제84회 1교시, 제123회 1교시)

[답]

1. 복합발전의 개요

  · 복합발전은 고온영역에서 저온영역까지의 에너지를, 두 개 이상의 Cycle을 이용하므로써 고효율 Cycle을 실현하는

     방식이다.

 

2. 복합발전의 열효율( $ \eta _{t} $ )

< 복합발전의 종합열효율 개념도 >

  · 복합발전의 종합열효율 $ \eta _{t} $는

    · $ \eta _{t} =1-(1- \eta _{1})·(1- \eta _{2}) · · ·(1- \eta _{n})=1- \prod_{i=1}^n (1- \eta _{i})$

 

3. 복합발전의 종류

  1) Gas Turbine 복합발전

< Gas Turbine 복합발전의 장치선도>

     (1) 구성 : Gas Turbine(G/T) + Steam Turbine(S/T)

     (2) 연료 : LNG(가장 널리사용)

     (3) 열효율 : 40 ~ 50[%]

     (4) 장점 : 환경보존성 및 경제성 우수

  2) IGCC 복합발전

     (1) 구성 :  G/T + S/T

     (2) 연료 :  석탄가스화 대체 천연가스

     (3) 열효율 :  48 ~ 50[%]

  3) PFBC(가압 유동층 연소발전) 복합발전

     (1) 구성 :   G/T + S/T

     (2) 연료 :  미분탄

     (3) 열효율 : 42 ~ 43[%]

     (4) 적용 : 동해화력

  4) MHD + S/T 복합발전

    · 3,000[˚C] 고온, 고압의 연소가스를 1,000[m/s] 정도의 고속으로 자장 내를 통과시켜 직접 발전(MHD)하고, 통과한

      연소가스를 이용하여 S/T 발전하는 방식

  5) 연료전지 복합발전

     (1) 석탄을 가스화해서 연료전지를 발전하고, 그 배기가스의 열을 회수하여 열교환기(HRSG)와 가스터빈에 병렬로

          보내서 발전하는 방식

     (2) 대기 오염물질의 배출이 적다.

     (3) 다량의 냉각수가 필요하다.

 

4. 복합발전의 특징

  1) 복합발전의 장점

     (1) 열효율이 높다.

        ① 가스온도 1,100[˚C] → 43[%]

        ② 가스온도 1,300[˚C] → 48[%]

        ③ 가스온도 1,500[˚C] → 50[%] 이상

     (2) 부분부하에서 열효율 저하가 적다.

        · 소용량기의 여러대 설치운용으로 열효율 저하가 적다. 

 

 

 

     (3) 기동, 정지시간이 짧다.

        ① 복합화력 : 1시간

        ② 600[MW]급 기력 : 최단 2.5시간

        ③ 부하변동에 따른 추종성 우수(중간부하 담당)

     (4) 단독기동이 가능하여 비상용 전원으로 적합

     (5) 온배수량이 적다.(기존 단일 Cycle에 비해서)

     (6) 공기단축시키고, 건설비 저렴

  2) 복합발전의 단점

     (1) 배기량이 많아(가스터빈 구성시) $NO_{x} $ 배기대책 필요

     (2) 소음대책 필요(LNG 복합화력)

     (3) 불순물이 적은 양질의 연료필요(부식방지)

     (4) 대기온도 변화가 최대출력에 영향 미침(겨울철 최대출력)

 

 

 

오늘은 발송배전기술사 발전공학 문제로 나올 법한 복합발전에 대하여 알아보았습니다.