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자연발화탄 소화 개념도 |
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한국전력(사장 정승일) 전력연구원이 '발화탄 최적 소화기술 개발·실증 연구'에 돌입했다.
이번 연구는 한국남동발전, 한국동서발전, 한국서부발전, 한국중부발전과 함께 석탄화력발전소 전용으로 젖음성·침투성을 증가시켜 자연발화탄을 최적으로 소화하고 발화 확산을 방지하기 위해 추진됐다.
석탄 중 낮은 등급의 아역청탄은 표면에 공기 중의 산소와 수분이 잘 흡착되고, 산소를 흡착한 석탄 표면은 산화 반응으로 인해 표면 온도가 올라가면서 자연발화가 발생한다.
현재 발전소에서는 기름 성질의 소수성인 자연발화탄을 친수성의 일반 수돗물로 소화해 소화능은 매우 낮고 고압 소화수 사용량은 대폭 증가하는 반면, 불완전한 소화로 인해 소화 지점에서 다시 자연발화가 재발하는 문제점이 있었다.
이에 전력연구원은 기름 성질의 자연발화 발생탄에 젖음성과 침투성이 뛰어나고, 석탄화력발전소의 보일러 연소와 환경기준에 적합한 고효율 저비용 석탄 전용 소화기술을 개발 후 현장에 적용한다는 방침이다.
저탄장 소화기술은 자연발화가 이미 시작된 상태로 저장되는 저온 발화탄의 표면 온도를 감지하는 감시시스템과 발화탄전용 소화수 제조기술이 필요하며 소화수를 분사해 불을 끈 석탄의 저장 기간에 재발화 발생여부, 발생위치, 발생시기와 내부온도를 예측할 수 있는 자연발화 확산예측 대응 시뮬레이터로 구성됐다.
이 기술은 화력발전소의 미분기, 보일러 연소와 환경기준에 적합한 계면활성제·전해질을 이용해 발화탄의 표면장력을 줄여서 젖음성과 접촉성을 높인다.
또 석탄 더미 표면에서 내부 1.5m 깊이까지 균일하게 침투시킬 수 있는 '발화탄전용 소화수'를 개발할 계획이다.
이는 기존 소화수 사용량이 10% 이하까지 감소되고, 악취 가스인 66종의 휘발성 유기물질(VOC) 발생량이 90% 이상 줄어들 것으로 예상된다.
1.4MW급 시험연소로에서 소화수의 소화능과 침투능 검증, 미분기, 보일러 연소와 환경성 평가를 통해 석탄 화력 설비에 적합한 발전소 전용 소화수를 개발 후, 2023년까지 발전 4사의 본부급 발전소에 현장 실증·적용을 추진한다.
한전 전력연구원 관계자는 "국내 석탄화력발전소는 석탄을 전량 해외 수입에 의존하고 있으며, 자연발화 때문에 약 1~5%의 석탄 열량손실이 발생한다"며 "향후 발화탄 소화기술이 국내 발전소에 확대 적용되면 발전 5사의 석탄 손실 비용을 연간 약 1350억원 절감할 것으로 기대한다"고 밝혔다. /이한영기자
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