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요약문
SUMMARY
목차
제1장 서론 27
제2장 사업추진 배경 및 목표 30
제1절 사업추진 배경 및 필요성 30
1. 연료연소와 환경오염 관계 30
2. 국내 관련기술개발 및 시장현황 31
3. 기술개발의 문제점 및 필요성 33
제2절 사업의 목표 및 내용 35
1. 사업 목표 35
2. 연차별 목표 및 내용 35
3. 사업 추진체계 및 방법 38
가. 사업추진체계 38
나. 사업수행 방법 39
다. 활용방안 및 기대 효과 42
제3장 연소배가스 평가시스템 설계 43
제1절 평가시스템 규모 및 상세설계 43
1. 시스템의 공정 구성 43
가. 공정 구성 개념 43
나. 평가시스템의 공정 구성 44
다. Heat & Mass Balance 47
2. 주요 상세 설계 내용 49
가. 건축물 49
나. 연소시스템 61
다. 석탄 및 회처리 시스템 66
라. 증기 및 발전시스템 70
마. 배출가스 처리시스템 76
바. 기타 시스템 83
3. 설계업무 진행 현황 92
가. 설계 총괄 진행 현황 92
나. 기계분야 설계 93
다. 전기분야 설계 93
라. 계측제어 분야 설계 93
마. 토목 분야 설계 94
바. 건축 분야 설계 94
4. 주요 설비의 사양 109
가. Raw Material System 109
나. 보일러 및 연소계통 (Boiler & Combustion System) 112
다. Flue Gas System 119
라. Steam Turbine & Generation system 123
마. Water Supply System 126
바. Ash Treatment System 129
사. Waste Water Treatment System 130
아. 기타 130
제4장 종합평가시스템 구축공사 시공 132
제1절 기계설비 공사 132
1. 보일러 설치공사 132
가. 개요 132
나. 시공 순서 132
다. Refractory Work 134
라. Cleaning of Boiler & Main Steam Piping 134
마. Chemical Cleaning of Main Steam Pipe 135
바. Steam Blowing-Out 136
2. T/G 설치공사 136
3. 회전기기류 설치공사 137
가. 설치절차 138
4. 압력용기, Tank류 및 Skid Mounted Equipment 설치공사 139
가. 기초(Foundation)의 검사 139
나. 회전기기의 설치 140
5. 배관공사 141
6. 공조기기 설비공사 143
가. 장비 설치 공사 143
나. Duct 설비 공사 143
다. 자동제어 계통 144
라. 배관 설치 공사 144
마. 보온작업 146
7. 소방 설비공사 147
가. 소화수 계통(Fire Water System) 147
나. 물분무계통 (Water Spray Extinguishing System) 147
다. 감지기 (Detector) 147
라. 이산화탄소 소화설비계통 (CO₂ Extinguishing System) 148
8. 설비의 주요시 공관련사진 149
제2절 전기공사 159
1. 일반 사항 159
2. 기기 설치 공사 159
가. 기기의 설치 159
3. 접지 및 피뢰설비 160
4. 케이블 포설 162
5. 케이블트레이 및 전선관 165
가. 케이블 트레이 166
나. 전선관과 Duct Bank 167
6. 조명설비 168
가. 배관 169
나. 배선 169
다. 전등 분전반 170
7.자동화재 탐지 설비 170
가. 배선 170
나. 설치기준 171
8. 통신설비 172
9. 내화 충전재 174
제3절 계측 및 제어설비 176
1. 설비개요 176
2. 설비의 설치 176
가. 현장 계기류 설치 176
나. 도압 배관 설치 180
다. 제어반 (제어 Cabinet 포함) 182
라. 명판 183
3. 계측제어 케이블 설치 183
가. 제어용 케이블 183
나. 전선관 설치 184
4. 검사 및 시험 185
가. 육안검사 185
나. 현장 검사 186
다. 성능시험검사 186
라. 교정 (Calibration) 187
제4절 토목 및 건축공사 189
1. 토목공사 189
가. 주요 업무 대상 189
나. 적용법규 및 표준 189
다. 기초공사 189
라. 철근 콘크리트 공사 191
마. 우수 및 오수 배수공사 192
바. 철골 및 잡철물 공사 193
사. 방수공사 193
2. 건축공사 197
가. 공사개요 197
나. 철골 공사 197
다. 조적공사 199
라. 방수 및 방습공사 201
마. 창호 및 유리공사 202
바. 도장공사 204
제5절 인허가 업무 진행 현황 및 추진사항 208
1. 인허가 업무 진행상황 208
2. 종합평가시스템의 주요 설비 현황 210
3. Project 수행 관련사항 212
가. Master Schedule 212
나. 수행 관련업체 현황 214
다. Equipment 현황 215
제5장 평가시스템 시운전 220
제1절 설비의 개요 220
1. 개요 220
2. 시설규모 220
3. 설비 사양 221
4. 운전조건 223
가. Fuel Condition 223
나. Emission Requirement 225
다. Noise 225
라. 전기설비 설계온도 및 습도 225
마. 계통 공급 전압 226
제2절 평가시스템 시운전 227
1. 시운전 일반사항 227
가. 시운전 절차도 227
나. 시운전 준비사항 228
다. 시운전 기간 229
2. 단위기기 및 계통 시운전 229
가. 단위기기 시운전 229
나. 계통 시운전 229
3. 최초부하시험 230
가. 운전사항 230
나. 운전결과 233
4. 신뢰성 시험운전 237
가. 운전사항 237
나. 운전결과 240
5. 성능시험 운전 246
가. 운전개요 246
나. 성능시험 결과 248
다. 시스템 인수 후 시험운전 현황 272
제3절 평가시스템 Operation Manual 276
1. Coal Handling System 276
가. Coal Loading 276
나. Ash Handling System 277
2. 순환유동층 보일러 278
가. 12.0. ton/hr CFB Boiler 개요 278
나. Cold Start-up Procedure 280
다. Boiler Warm-Up 281
라. Coal Firing 282
마. 보일러 부하 증대 283
바. Warm & Hot Start-up Procedure 284
사. Normal Operation 285
아. Normal Shut Down 288
자. Hot Shut Down 289
차. 일시적 이상시의 점검 항목 290
카. 비상 상황 (Emergency Situation) 291
타. 기타 주의사항 292
3. Steam Turbine Generator 293
가. 준비사항 (Preparation) 293
나. Steam Admission To Turbine 295
다. Synchronization 296
라. STG Normal Running 296
마. Turbine Stop 297
4. Limestone & Bed Material System 298
5. Bag Filter 300
6. SCR 301
7. FGD & A/C Filter 302
8. 계측 제어분야 303
제6장 연소배가스R&D실증설비 운영계획 309
제1절 R&D실증설비 운영계획 수립목적 및 개요 309
1. 운영계획 수립목적 309
2. 연소배가스 R&D실증 설비의 구성 및 사양 309
제2절 R&D실증설비의 운영 및 관리개념 310
1. 실증설비 활용분야 310
2. 실증설비 활용절차 311
3. 설비활용을 위한 운전개념 312
4. 설비의 관리방안 312
가. 연구원의 조직상 설비관리 주체 312
나. 설비관리 (운전) 조직 313
다. 주요 설비별 점검계획 314
제3절 R&D실증설비의 운전경비 검토 314
1. 운전경비의 산출 314
2. 전력판매 수입 산출 316
3. 연소배가스 판매수입 산출 317
4. 실종설비 사용요금 체계 319
5. 설비 운영에 따른 행정사항 320
가. 판매 전력비 정산 320
나. 연소배가스 판매 관련사항 321
6. 참고자료 321
가. 각 부하별 운전경비 산출결과 321
나. 부하별 발전단가 (감가상각비 제외) 324
다. 운영비 산출변수에 따른 연간 운영비 변화추이 325
제7장 추진결과 및 향후계획 330
제1절 추진결과 330
1. 1차년도 (2002년) 330
2. 2차년도(2003년) 331
3. 3차년도(2004년) 332
4. 4차년도(2005년) 334
5. 최종년도(2006년) 337
제2절 향후계획 339
서지정보양식 341
〈표 2-1〉 국내 환경관련 주요 기술개발사업의 기간 및 투자비 31
〈표 2-2〉 연도별 국내 주요 대기오염물질 배출량 및 오염방지시설 공사건수 32
〈표 2-3〉 연소 배출가스 중의 대기환경오염물질 배출허용농도 규제추이 32
〈표 2-4〉 국내 환경산업의 시장규모 및 전망 32
〈표 2-5〉 세계 환경산업의 시장규모 및 전망 32
〈표 2-6〉 국내 주요 환경설비별 시장 규모 33
〈표 2-7〉 연차별 연구목표 및 내용 36
〈표 2-8〉 실무위원회 구성 명단 40
〈표 3-1〉 평가시스템의 계통 구조 45
〈표 3-2〉 평가시스템의 용량 46
〈표 3-3〉 평가시스템 건물 면적표 49
〈표 4-1〉 전선의 극성 색 표시 165
〈표 4-2〉 통신설비에 사용된 전선 173
〈표 4-3〉 공사개요 197
〈표 4-4〉 인허가 업무 진행상황 209
〈표 4-5〉 종합평가시스템 설비동의 주요 설비 용량 및 제작사 210
〈표 4-6〉 종합평가시스템 실험동의 세부 건축면적 및 Plot Plan 211
〈표 4-7〉 본 평가시스템 구축 master schedule 213
〈표 4-8〉 평가시스템 설비구축 관련업체 현황 214
〈표 4-9〉 Equipment List 216
〈표 5-1〉 평가시스템 시설의 규모 220
〈표 5-2〉 기계분야 주요설비사양 221
〈표 5-3〉 전기 분야 주요설비사양 222
〈표 5-4〉 계측제어 분야 주요설비 사양 222
〈표 5-5〉 Coal Condition 223
〈표 5-6〉 Diesel Oil (기동시 연료) 224
〈표 5-7〉 Limestone 및 Sand Condition 224
〈표 5-8〉 Flue Gas Emission & Water Effluent Regulations 225
〈표 5-9〉 최초부하시험으로부터 도출된 문제점 및 대책 236
〈표 5-10〉 신뢰성시험으로부터 도출된 문제점 및 대책 245
〈Table 5-11〉 Boiler water condition 253
〈Table 5-12〉 Boiler feed water condition 254
〈Table 5-13〉 Coal properties 254
〈Table 5-14〉 Diesel Oil(Ignition fuel) 255
〈Table 5-15〉 Summary of all the measuring items in the performance test 262
〈Table 5-16〉 100% MCR operation performance test timetable and runs 264
〈Table 5-17〉 Calculation Sheet of 12t/h CFB Boiler Performance Test 268
〈표 5-18〉 성능평가시험 운전 현황 273
〈표 5-19〉 성능시험운전에 따른 문제점 및 조치사항 274
〈표 5-20〉 정상운전 및 기동조건 297
〈표 5-21〉 Limestone 공급장치의 Calibration 299
〈표 6-1〉 실증설비 활용분야별 대상 및 사용료 적용방안 311
〈표 6-2〉 실증설비의 활용절차 흐름도 312
〈표 6-3〉 부하별 연간 예상 운영경비 소요내역 315
〈표 6-4〉 100%운전 부하 연간 예상 소요경비 산출내역 315
〈표 6-5〉 각 부하별 예상 발전량과 매전량 및 전력판매 수입원 산출결과 316
〈표 6-6〉 전력 판매비를 고려하였을 경우 예상 연간 운전경비 산출결과 317
〈표 6-7〉 부하별 연소 배가스 생산특성 317
〈표 6-8〉 연간 운전경비 부족분을 고려한 연소 배가스 판매단가 산출결과 318
〈표 6-9〉 연간 연소 배가스 R&D실증설비 운전경비 총괄 318
〈표 6-10〉 실증설비 사용요금 체계 및 조견표 320
[그림 2-1] 연소 배출가스중의 처리기술 적용에 의한 오염원 배출 저감 개념 30
[그림 2-2] 단계별 사업추진방향 및 체계 38
[그림 2-3] 연소 배출가스 처리기술 실증사업 로드맵 39
[그림 3-1] 평가시스템의 전체 공정 개요 44
[그림 3-2] Heat Balance 47
[그림 3-3] Mass Balance 48
[그림 3-4] 지하 평면도 50
[그림 3-5] 1층 평면도 51
[그림 3-6] 2층 평면도 52
[그림 3-7] 3층 평면도 53
[그림 3-8] 4층 평면도 54
[그림 3-9] 옥상 및 지붕 평면도 55
[그림 3-10] 동측면도 56
[그림 3-11] 서측면도 57
[그림 3-12] 남측 북측 측면도 58
[그림 3-13] 종단면도 59
[그림 3-14] 횡단면도 60
[그림 3-15] 순환유동층 보일러시스템의 P & I Drawing 61
[그림 3-16] Convection bank part의 P & I Drawing 62
[그림 3-17] 보일러 설치부문 전체 평면도 63
[그림 3-18] 보일러 Operation Level Layout 64
[그림 3-19] 보일러 Section Drawing 65
[그림 3-20] 석탄 처리 시스템 P & I Drawing 66
[그림 3-21] Ash 처리 시스템 P & I Drawing 67
[그림 3-22] 석탄처리시스템의 Process Flow Diagram 68
[그림 3-23] 석탄처리시스템의 단면도 69
[그림 3-24] Steam Turbine 시스템 P & ID 70
[그림 3-25] Steam Turbine 제작을 위한 P & ID (Steam) 71
[그림 3-26] Steam Turbine 제작을 위한 Heat Balance 72
[그림 3-27] Steam Turbine 제작설치를 위한 기초공사 73
[그림 3-28] Steam Turbine 제작 설치도 74
[그림 3-29] Steam Turbine 제작을 위한 Lube Oil System 75
[그림 3-30] Bag Filter System P & ID 76
[그림 3-31] SCR P & ID (1 of 2) 77
[그림 3-32] SCR P & ID (2 of 2) 78
[그림 3-33] FGD P SE R 79
[그림 3-34] FGD 제작을 위한 Assembly 도면 80
[그림 3-35] Activated Carbon Tower P & ID 81
[그림 3-36] Activated Carbon Tower 제작을 위한 Assembly 도면 82
[그림 3-37] Chemical Dosing System P & ID 83
[그림 3-38] Compressed Air System P & ID 84
[그림 3-39] Cooling Water System P & ID 85
[그림 3-40] Demi Water System P & ID 86
[그림 3-41] GAH System P & ID 87
[그림 3-42] Limestone Feeding System P & ID 88
[그림 3-43] Raw Water System P & ID 89
[그림 3-44] Sampling System P & ID 90
[그림 3-45] Waste Water System P & ID 91
[그림 3-46] 순환유동층보일러 상세설계도면 (기계분야) 95
[그림 3-47] 증기터빈발전기 상세설계도면 (기계분야) 96
[그림 3-48] 연소시스템실 1층 Plot Plan 상세설계도면 (배관분야) 97
[그림 3-49] 종합평가시스템 주요설비의 입면도 상세설계도면 (배관분야) 98
[그림 3-50] 실험동 3층 공조 설비 상세설계도면 (설비분야) 99
[그림 3-51] Single Llne Diagram 상세설계도면 (전기분야) 100
[그림 3-52] 전기실 Layout 상세설계도면 (전기분야) 101
[그림 3-53] DCS System 설치 상세설계도면 (계측분야) 102
[그림 3-54] 중앙제어실 Layout 상세설계도면 (계측분야) 103
[그림 3-55] 종합평가시스템 Plot Plan (토목분야) 104
[그림 3-56] 종합평가시스템 우수계획 평면도 상세설계도면 (토목분야) 105
[그림 3-57] 종합평가시스템 횡단면도 상세설계도면 (건축분야) 106
[그림 3-58] 종합평가시스템 종단면도 상세설계도면 (건축분야) 107
[그림 3-59] 연소배가스처리기술 종합평가시스템 공정도 (Mimic Board) 108
[그림 4-1] Refractory dry-out절차 134
[그림 4-2] T/G 설치 Procedure 137
[그림 4-3] 보일러 철골 조립과정 149
[그림 4-4] 보일러 드럼설치 및 인양 149
[그림 4-5] 보일러 드럼설치 및 안착 150
[그림 4-6] 보일러 membrane 인양설치 150
[그림 4-7] 보일러 hot cyclone 인양설치 151
[그림 4-8] 보일러 superheater 설치 151
[그림 4-9] 보일러 membrane 설치 152
[그림 4-10] 보일러 start-up burner 설치 152
[그림 4-11] 보일러 castable 시공 153
[그림 4-12] 보일러 주변기기 설치 153
[그림 4-13] 증기터빈 및 발전시스템 설치 154
[그림 4-14] Cooling water pump 설치 154
[그림 4-15] Coal Silo 및 Dust Collector 설치 155
[그림 4-16] Fly Ash Silo 및 Vent Filter 155
[그림 4-17] Stack 설치/인양 156
[그림 4-18] Stack 설치 안착 156
[그림 4-19] 설비보온 및 시공 작업 157
[그림 4-20] 연소배가스 처리설비 설치 157
[그림 4-21] 설비의 배관 보온시공 158
[그림 4-22] 공조, 위생, 소화 배관 보온 시공 158
[그림 4-23] Cable Tray 설치 전경 175
[그림 4-24] 전기실 내부 panel 설치 전경 175
[그림 4-25] 중앙제어실 전경 188
[그림 4-26] 증기터빈 및 발전시스템 제어 panel 전경 188
[그림 4-27] 부지 전경 및 파일 향타 194
[그림 4-28] 지하 기계실 터파기 194
[그림 4-29] Coal Room 지하기초 경암 노출(유압드릴 천공 작업후 유압 Jack 팽창 공법) 195
[그림 4-30] 지하 공동구 기초위 옹벽 및 SLAB 거푸집 설치 195
[그림 4-31] Stack Foundation 철근 배근 196
[그림 4-32] 옥외 기초 Concrete 타설전경 196
[그림 4-33] 지하 기계실 옹벽 Gang Form 조립 205
[그림 4-34] 철골 설치 205
[그림 4-35] Roof 철근 배분 206
[그림 4-36] 실험실 내부 206
[그림 4-37] 실험설비동 전경 207
[그림 4-38] 배가스 처리설비 구축전경 207
[그림 5-1] 평가시스템의 시운전절차 228
[그림 5-2] 최초부하시험 Procedure 232
[그림 5-3] 최초부하시험에 의한 Mass Balance Sheet(100% Load) 233
[그림 5-4] 최초부하시험에 의한 Heat balance Sheet(100% Load) 234
[그림 5-5] 최초부하시험 운전 Profile 235
[그림 5-6] 신뢰성 시험 Procedure 239
[그림 5-7] 신뢰성 시험에서 보일러시스템 운전상태 240
[그림 5-8] 신뢰성시험에서 증기터빈의 출력상태 241
[그림 5-9] 신뢰성 시험(80% load) mass balance sheet 242
[그림 5-10] 신뢰성 시험(80% load) heat balance data sheet 243
[그림 5-11] 신뢰성 시험에서 Operation Profile 244
[그림 5-12] 성능시험 운전 Procedure 247
[그림 5-13] 보일러 승온 개념도 282
[그림 5-14] 전체적인 운전 개념도 308
[그림 6-1] 실증설비 운영센터의 운전조직 및 기술수준 314
[그림 6-2] 부하별 연간 운전경비 변화 319