탈황·탈질설비 필요없는 유동층보일러 (無 회사장·無 방류·석탄이 보이지 않는’ 3無 발전소… 해외수출 주도)
남부발전이 건설하는 삼척그린파워는 앞으로 해외수출을 주도하는 석탄화력의 모델 발전소로 건설된다. 삼척화력에는 기존 발전소 개념에서 벗어나 3무 즉, 無회사장, 無 방류, 석탄이 보이지 않는 발전소로 건설된다. 4000kcal/kg 대 저열량탄의 선택과 유동층 보일러 2:1 조합으로 주목받고 있는 삼척그린파워는 삼척시의 전폭적인 지원으로 탄탄대로를 걷고 있다.
▲왜 저열량탄인가
우리나라 36개 화력발전소가 대부분을 수용하고 있는 고열량탄은 오랜 개발과 채굴로 매장량이 줄어들고 있어 자원 확보 경쟁이 갈수록 심화되고 있다. 이에 따른 가격상승으로 고열량탄의 수급여건은 갈수록 악화되고 있으며 게다가 향후 20년 이내에 고열량탄이 고갈될 것이라는 전망도 있다.
남부발전은 안정적인 연료 확보와 전력 수급을 위해 저열량탄을 사용하는 발전소를 선택했다. 고열량탄의 발열량이 6080kcal/kg인 것에 반해 저열량탄 4600kcal/kg에 불과하다. 최근 남부발전은 저열량탄의 구매범위를 4200kcal/kg까지 낮춘 것으로 알려졌다. 저열량탄은 수분과 황 함량이 고열량탄보다 높지만 저렴한 연료구매 비용으로 연간 1200억원을 절감할 것으로 예상되다.
현재 남부발전은 저열량탄의 안정적인 공급을 위해 지난해 8월 러시아 최대 광산업체인 SUEK사와 신규 저열량탄 공급 및 공동 자원개발 협력을 위한 양해각서를 체결한 바 있다. 또 인도네시아, 호주 등과도 저열량탄 광산 지분참여 및 공동개발을 추진하고 있다. 이미 중국과 인도 등은 저열량탄 발전소 건설에 박차를 가하면서 향후 저열량탄의 확보 경쟁도 더욱 치열해 질 것으로 전망된다.
▲저열량탄 연소에는 유동층 보일러
저열량탄을 연소하기 위해서는 고열량탄을 연소하는 미분탄 보일러와는 다른 유동층 보일러를 사용해야 한다. 유동층 보일러는 저열량탄이 완전 연소될 때까지 노내에서 지속적으로 순환하기 때문에 노내 연소 시간이 길어 효율이 높다. 또 저열량탄 뿐 만 아니라 고열량탄까지 연소할 수 있어 연료선택의 유연성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 유동층 보일러 최고의 매력은 탈질설비와 탈황설비가 필요 없어 건설가격이 줄어들고 그만큼 환경성이 뛰어나다는 데 있다. 미분탄 보일러 가동 시에 발생하는 질소산화물(Nox)이 유동층 보일러에서는 낮은 연소온도(950℃)로 Nox가 발생하지 않는다.
또 고열량탄을 연소시키기 위해 사용하는 석회가루를 사용하지 않아 탈황설비도 필요없다. 저열량탄은 연소시에 저열량탄에 섞여 있는 미세 모래가 점화기능을 하게 된다. 환경규제가 강화되면 간이 탈황·탈질 설비를 설치하면 된다.
현재는 500MW급 보일러가 상용화되어 있으며 남부발전은 세계 최초로 500MW급 보일러 두 대와 발전기 1기를 조합해 고신뢰성의 기술이 입증된 1000MW급 터빈을 선택했다. 남부발전은 유동층 보일러의 선택으로 인한 환경설비 간소화로 기존 대비 건설비 및 운영비가 30% 절감할 것으로 예측하고 있다.
▲‘신기술·신개념’ 세계 최고 발전소가 목표
삼척그린파워는 기존의 자연 경관을 훼손하고 환경 민원이 끊이지 않았던 옥외형 저탄장을 옥내형 저탄장으로 지어 각종 효과를 볼 것으로 기대된다. 옥내형 저탄장을 건설하게 되면 건설비가 약 5%(50억원)가 절감되고 부지 면적 또한 30% 절약된다. 더불어 무인화 운전으로 운영비를 30% 절감할 것으로 내다보고 있다.
삼척그린파워에서 발생하는 석탄회는 전량 재활용된다. 저회는 경량골재로, 비회는 시멘트 원료로 재활용할 예정으로 삼척 그린파워에는 회처리장이 건설되지 않는다. 남부발전은 회처리장 축조비 1000억원 절감과 회처리장으로 인해 발생하는 비산, 누출의 방지 등 환경보호 효과를 누릴 것으로 예상하고 있다.
지상에 거미줄처럼 어지럽게 연결돼 있던 컨베이어 또한 지하 공동구를 활용해 그 동안의 있었던 추가 공사, 부지활용도 면에서 크게 향상될 것으로 보고 있다. 또 공사부지 여건을 고려해 부지배치를 기존 평면에서 계단식으로 배치해 토공량 30% 절감과 공사비 1000억원을 절감할 수 있을 것으로 보인다. 계단식 배치로 150m에 달하던 연돌 높이도 90m로 낮춰지게 된다. 또 2015년에 개통될 것으로 보이는 동해~삼척 간 철도를 이용해 석탄중계기지 건설로 환동해권 물류중심지로 부상한다는 계획이다. 남부발전은 저탄장과 철도, 부두를 활용해 물류중계사업을 추진하는 등 수익구조를 다양화한다는 계획이다.
▲7월 부지정지공사 착수, 2015년 말 완공
현재 삼척그린파워는 부지정지공사를 위한 업체를 선정했다. 남부발전은 지난 25일 삼척그린파워 1,2호기 대비공사 입찰에서 두산중공업, 대림산업, 정상종합건설로 구성된 두산중공업 컨소시엄을 확정하고 곧 본격적인 공사 착수에 들어간다.
삼척시 원덕읍 호산리에 건설되는 삼척그린파워 1,2호기는 설비용량 2000MW(1000MW×2)로 본공사는 내년 7월부터 시작해 오는 2015년 12월 완공을 목표로 하고 있다. 총 3조2000억원이 투입되는 대공사로 지역주민과 함께 상생할 수 있는 발전소로 건설된다.
제4차 전력수급기본계획에 반영된 1,2호기 2000MW 외에 삼척그린파워는 앞으로 총 용량 5000MW급(유연탄 4000, 천연가스 900, 국내탄 100)으로 개발할 계획을 가지고 있다.
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