Variation of Liquid to Gas Ratio and Sulfur Oxide Emission Concentrations in Desulfurization Absorber with Coal-fired Thermal Power Plant Outputs

석탄화력 발전설비의 출력에 따른 탈황 흡수탑 액기비와 황산화물 배출농도 변화에 대한 연구

  • Published : 2018.12.30

Abstract

In this research, when the output of the standard coal-fired thermal power plant operating continuously at the rated output of 500 MW is changed to operate at 300 to 500 MW, the amount of sulfur oxide produced and the amount of sulfur oxide in the absorption tower of desulfurization equipment and proposed an extra liquid to gas ratio improvement inversely proportional to the output. In order to calibrate the combustion efficiency at low power, the ratio of sulfur oxides relative to the amount of combustion gas is increased as the excess air ratio is increased. When the concentration of sulfur oxide at the inlet of the desulfurization absorber was changed from 300 to 500 ppm along with the output fluctuation. The liquid to gas ratio of limestone slurry and combustion gas was changed from 10.99 to 16.27. Therefore, if the concentration of sulfur oxides with output of 300 MW is x, The following correlation equation is recommended for the minimum required flow rate of slurry for the reduction of surplus energy due to the increase of the liquid weight at low load. $y1[m^3/sec]=0.11x+3.74$

본 연구에서는 정격출력 500 MW로 연속운전 하는 표준석탄화력 발전설비의 출력을 300 ~ 500 MW로 변동운전하게 될 때 황산화물의 생성량과 탈황설비 흡수탑에서의 황산화물 배출농도 변화를 비교하고, 출력에 반비례하는 과다한 액기비 개선을 제안하였다. 저출력에서 연소효율 보정을 위해 과잉공기비를 높임에 따라 발생하는 연소가스량에 비해 상대적으로 황산화물의 비율이 낮아지기 때문에 고유황 연료일수록 고출력에서 유황성분의 생성농도가 상승하였다. 출력변동과 함께 탈황흡수탑 입구 황산화물 생성농도를 300 ~ 500 ppm으로 변화시켰을 때, 석회석 슬러리와 연소가스의 액기비는 10.99 ~ 16.27로 변화되었다. 따라서 저부하시 액기비 상승에 따른 잉여에너지저감을 위한 슬러리의 필요최소 유량은 300 MW 출력에서 황산화물 배출농도를 x라고 했을 때 다음 상관관계식을 추천한다. $y1[m^3/sec]=0.11x+3.74$

Keywords

References

  1. 남인식, 최병선. (1997). "배연탈황.탈질 동시처리기술". 환경부. pp.21-27.
  2. 한국 스마트 그리드 협회 홈페이지, https://www.ksga.org
  3. 조윤준. (2017). "200 MW급 발전용 탈황 흡수탑의 적정운전을 위한 슬러리 pH값 도출". 대한설비공학회학술지 Vol.2017 No.6. pp.329-334.
  4. Jie Zhu, Shi-chao Ye, Jie Bai. (2015). "A concise algorithm for calculating absorption height in spray tower for wet limestonegypsum flue gas desulfurization", Elsevier Fuel Processing Technology 129, pp.15-23. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.07.002
  5. 박영옥, 박현진, 손종렬. (2010)."흡수제 내부순환형 탈황장치 (Turbo-FGD)의 SO2 제거성능 특성". 한국대기환경학회 논문집 Vol.2010 No.10. pp.365-365.
  6. 동우실업. (2007). "당진화력 7, 8호기 탈황설비운전지침서". 탈황제어실용지침서.
  7. 황유성. (2013). "가스흡수 이론과 실제". (주) 에코솔루텍교재.
  8. 한국전력공사. (1994). "배연탈황기술". 94-II.04-43. 해외교육보고서.
  9. 한전산업개발. (1998). "탈황기술일반". 98-탈황-02. 탈황실무교재.
  10. 발전교육원. (2016). "탈황설비 실무과정". 2016 발전교-개정-03. 발전교육원교재.
  11. 한국동서발전 (주). (2016). "환경기준준수를 위한 설비운용계획". 기후환경처.
  12. 김광추, 박만흥, 최청렬, 구윤서, 이승철. (2004). "배연탈황설비 흡수탑 내 배가스의 유동 및 slurry의 거동에 관한 수치해석적 연구". 대한기계학회 유체공학 학술대회 논문초록집. pp.34-34.
  13. 한국동서발전 (주). (2015). "배연탈황설비 성능진단 결과보고". 기술관리처.
  14. 홍성호. (2007). "발전설비의 탈황.탈질기술". 대한기계학회 기계저널 vol.47 No.7, pp.48-53.