火力發電所 복수기 진공도 實態分析 및 管理改善 方案 硏究 = (A) Study on analysis and improvement of condenser vacuum at thermal power plant
저자
발행사항
울산 : 蔚山大學校 産業大學院, 2001
학위논문사항
학위논문(석사)-- 蔚山大學校 産業大學院: 産業經營工學專攻 2002. 2
발행연도
2001
작성언어
한국어
주제어
KDC
530.968 판사항(4)
발행국(도시)
울산
형태사항
v, 46p. : 챠트 ; 29cm.
소장기관
우리나라는 매년 막대한 양의 에너지원을 해외에서 수입하여 사용하고 있으며 수입에너지중에서 전력생산용으로 사용되는 에너지원이 21% 이상이 됨을 직시할 때 발전소에서 에너지의 효율적관리와 열효율향상 노력은 매우 중요하다 하겠다.
화력발전소에서 주설비의 효율을 살펴보면 터빈의 효율이 45% 정도로 매우 낮음을 알 수 있다. 이것은 터빈에서 일을 하고 나온 증기를 복수기에서 응축시키는 과정에서 발생되는 열손실이 크기 때문이다.
본 논문에서는 발전소의 효율과 밀접한 관계가 있는 복수기의 진공도 관리실태를 모델발전소를 선정하여 조사분석 해보았다. 모델로 선정한 울산화력발전소 제4호기의 복수기 진공도 관리 실태를 살펴보면, 진공도의 관리지표는 양호하게 설정되었으나 진공도 관리목표치를 설계치만을 참고로 하여 운전하고 있었다.
이는 20년 이상 사용한 노후발전소의 경년열화 현상을 고려치 않은 비현실적 방법이라 판단된다. 이를 개선하기 위하여 1997년부터 2000년까지의 4년간 운전실적을 근거로하여 공정능력지수와 관리도의 개념을 활용하여 진공도 관리한계 수준을 설정해 제시함으로써 설비의 진공도 관리를 효과적으로 할 수 있게 하였다. 또한 복수기의 진공도를 운전원이 항상 모니터링할 수 있는 전산시스템 구축의 필요성과 설계방향에 대하여도 기술하였다.
복수기의 설계측면에서 살펴보면 복수기의 냉각수 설계온도의 선정이 잘못 되었음을 알 수가 있었다. 4년간의 운전실적 자료를 근거로 조사해본 연간 복수기의 냉각수 온도변화는 동절기 최저 11℃에서 하절기 최대 28℃의 범위에서 운전되었으며, 이는 설계온도 18℃와 큰 차이를 보이고 있었다.
냉각수 온도의 저하로 인하여 동절기에는 복수기 진공도가 730mmHg 이상의 과진공 현상이 발생되어 터빈 블레이드의 침식우려가 있었으며, 하절기에는 진공도가 설계치 722mmHg보다 매우 낮게 운전되었다. 이로인하여 터빈효율이 약 0.15% 정도 저하되어 운전되고 있음을 알 수 있었다.
따라서 동절기에 발생되는 과진공현상 해결을 위한 4가지 방법을 제시하였으며, 모델발전소에서의 과진공 해결을 위한 설비개선 사례를 소개하였다.
복수기 성능을 잘 관리할 수 있는 인위적인 방법은 적기에 복수기의 관세정을 실시하여 진공도를 회복시켜야 한다. 모델발전소에서는 관세정 실시 주기를 비과학적으로 운영하고 있었다. 복수기관 세정은 관 청정도를 파악하여 적기에 시행해야하고, 관 청정도 계산을 위해서는 복수기로 공급되는 실제 냉각수 유량을 알아야하므로 이를 측정할 수 있는 계측장치의 설치를 제안하였다.
우리나라는 전력수요가 매년 10%정도 증가되고 있음으로 안정적 전력공급를 위해서는 발전소의 건설이 필연적이다.
신설 발전소 설계시에는 보다 장기적 안목과 환경변화를 잘 예측하여 설비를 설계하여 설계 잘못으로 인해 비 효율적으로 발전설비가 운전되는 사례가 발생치 않도록 본 논문에서 제시한 복수기 진공도 관리 개선방법이 고려되어야 할 것이다.
We use a lot of energy from aboard in Korea every year, among the energy, over 21% of them is used as production of electricity, therefore it is very important that we research effective management of energy in plant and improvement of energy efficiency.
Seeing the efficiency of Thermal Power Plants main facility, we can know the efficiency of Turbine is very low about 45%. This is due to the big loss during the process that it works at Turbine and condenses the steam in condenser.
In this paper, I choose the sample plant, research and analyze the effici- ency of plant and the management of condenser vacuum. Seeing the management of condenser vacuum of the 4th Ulsan Thermal power plant as sample, the management index of vacuum is good, target value of management condenser vacuum is only utilizing design value of condenser vacuum.
This is judged the unreal way that is not considered the phenomenon of weakness of the old plant that is used over 20 years. To improve this, I applied the concept of control chart and process capability index basis on 4 years business showing, from 1997 to 2000. By showing the control limit level, we can manage condenser vacuum effectively. Also this paper is written the direction of plan and the necessity of Information Technology System construction for operator to monitor the condenser vacuum.
Seeing the aspect of condenser construction, there is wrong to make a selection the cool water design temperature of the condenser.
The temperature variation of yearly condenser cool water operates from 11℃ in winter to 28℃ in summer by a basis on the 4 years operation log sheets, it shows big difference from 18℃ as a design temperature.
Because of lowing the cool water temperature, in winter condenser vacuum happens overvacuum of over 730mmHg and damageable worrisome of Turbine blade, in summer it operates lower than 722mmHg as a plan figure, it causes that the efficiency of Turbine lessens about 0.15%.
Therefore, I illustrate 4 ways to solve the overvacuum and introduce the facility improvement to solve overvacuum in sample plant.
The artificial way to manage the efficiency condenser is condenser tube cleaning in the right time and recovering the vacuum. The sample plant operates the tube cleaning inefficiently. Condenser tube cleaning has to be known the tube cleanliness factor and carried out in right time.
To calculate the tube cleanliness factor, we have to know the amount of real cool water which is supplied to condenser, so I suggest installing the calculating instrument.
It is necessary that we build the plant to supply electricity safely because of electricity demand is increasing about 10% every year in Korea. When we plan a new plant, we have to expect the change of environment and long period appreciative eye and consider the management and improvement of condenser vacuum which is said in this paper not to happen the example which plant facility operates inefficiently.
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