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2002년 7월 탈황설비 주요 운영현황

- 1 - 한전산업개발㈜ 보령사업소 탈황운영과


한전산업개발㈜ 보령사업소 탈황운영과

이 문서는 업무과정에서 직접 대입하여 사용할 수 있도록 적용에 대한 신뢰도를 제공하지 않습니다.

단지 운영상 전체적 흐름을 파악하고, 잠재적인 운영요소들을 지속적으로 관리하고 개발하기 위한 목적

으로 시작되었습니다. 따라서 문서에 실린 모든 데이터는 운전원들이 관리하는 일상적인 Log Sheet

Data와 관리일지만을 사용했으며, 형식과 절차에 구속받지 않고 자유스럽게 기술하였습니다. 또한 적

절한 대조를 위하여 비교의 이론적 근거는 각각의 적용과정에서 직접 표기하였습니다.

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각 호기별 Sulfur Load (KgMol/Hour)

2002년 7월 호기별 Sulfur Load(kgmol/hour)

10

15

20

25

30

35

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

3호기 4호기 5호기 6호기

2002년 7월 호기별 Total Air Flow(Nm3/sec)

350

360

370

380

390

400

410

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31


호기별 sulfur load값이 매우 정확히 일치됨을 위 그래프를 통해 알 수 있다. 탈황설비에서

측정되는 input의 정보는 이러한 sulfur load 값 외에도 total air flow량과 제거되지 못한 fly ash

의 잔존량에 많은 영향을 받을 것으로 예상된다. 특히 ash의 잔존량은 흡수탑 내부의 석고 스케

일의 생성량 및 Cl- 농도에 직접적인 영향을 미치게 되므로 앞으로 함께 관리할 필요가 있는 측

정량이 될 것이다.



석회석 사용 및 석고생산 현황

2002년 7월 실제 석회석 사용량 및 석고 생산량 비교

0

200

400

600

800

1000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

석회석 석고

7월 총 석회석 사용량 : 7,492 ton

7월 총 석 고 생산량 : 19,971 ton

2002년 7월 석회석 사용량 비교(Ton/Day)

0

100

200

300

400

500

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

실재량 이론량 90%상당 이론량

이론 사용량 적용식(kg/hour) :

%)(100

%)(100

100%)()/( 2

석회석순도석회석이용률

제거율석회석분자량 ××××

SOhrkgmolLoadSulfur



적용 인자

석회석 분자량 : CaCO3 = 40.08+12.01+(16*3) = 100.09

석회석 순도 및 이용률 : 100%

실제 사용량과의 정량적 비교를 위해서 100%로 설정하였다. 실제 석회석은 이물질

및 수분 등 여러 가지 요인을 감안한다면 2~5% 정도 불순물을 가정해야 한다.

Sulfur load : log sheet data

SO2 제거율 : log sheet data 및 설계치 90% 일정량과 비교시킴

2002년 7월 석회석 이용률(%)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

7월 평균 석회석 이용률 : 84 % = (실재사용량/이론사용량)*100 %

6월 평균 이용률 86%에 비해 2%정도 감소했다. 감소한 원인은 여러 인자들이 종합

적으로 작용할 수 있지만, 특별히 sulfur load의 변화량과 비교해 보았다. 직관적으로 생

각해 볼 때 sulfur load의 변화가 심해지면, 요구되는 석회석의 양이 변화되므로 상대적

으로 그 변화에 대한 영향이 어느정도는 상관도가 있을 법 하다. 실제로 다음의 데이터

에서 보는 바와 같이 정확하지는 않지만 약간의 관계성을 유추해 볼 수 있다.

5월 6월 7월

석회석 이용률(%) 84 86 84

sulfur load 하루 변화량 평균 2.08 1.67 1.70

6월과 7월에는 DBA 주입시험으로 인하여 5월과는 조금 차이가 있을 수 있다. 운전경

험으로 비추어 볼 때 sulfur load의 변화는 분명 pH 및 ORP 등 몇 몇 인자들에 영향을

준다는 사실을 알 수 있었으며, 앞으로 여러 방향으로 조사할 가치가 있다고 사료된다.



1차 최소 자승해 호기별 load 25상당

석회석 하루 사용량

석회석 이용률

4월 Y = 2.7459X – 19.941 254.65 Ton 87 %

5월 Y = 2.3599X + 4.8929 240.88 Ton 84 %

6월 Y = 2.5115X + 2.9825 254.13 Ton 86 %

7월 Y = 2.9883X - 43.918 254.12 Ton 84 %

앞 장에서 살펴 보았듯이 석회석 이용률은 84%로 2% 감소했으나 기준으로 잡은 호기별 load

값 25에 상응하는 석회석 사용량은 6월과 변화가 없다. 주목할 사실은 1차 회귀선의 기울기가

2.9883으로 증가한 것을 볼 수 있으며, 이는 높은 sulfur load에 대하여 상대적으로 많은 석회석

이 이용됨을 나타낸다.



2002년 7월 석고 생산량 비교(Ton/Day)

0

200

400

600

800

1000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

실재량 이론량 90%상당 이론량

이론 적용식(kg/hour) : 100

%)()/( 2제거율석고분자량SOhrkgmolLoadSulfur ××

석고 분자량 : CaSO4·2H2O = 40.08+32.06+(16·4)+2(1.008·2+16) = 172.372



흡수탑 내부 slurry pH 및 ORP 변화

2002년 7월 호기별 흡수탑 pH 변화

5.2

5.4

5.6

5.8

6

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31


각 호기별 흡수탑 월 평균 pH


4월 5.51 5.40 5.78 5.59

5월 5.45 5.24 5.80 5.55

6월 5.64 5.55 5.85 5.85

7월 5.64 5.58 5.89 5.67

pH 흐름의 변화는 DBA 첨가실험이 시작된 6월에 이어 전 달에 비해 안정적인 흐름을 보여주

고 있다. 전체적으로 6월과 비교하여 큰 변화는 없으나, 5호기의 pH값은 다른 호기에 비해 0.25

정도 높게 나타나고 있다. 또한 DBA의 첨가실험에 큰 변화를 보이지 않고 있음도 주목할 만 하

다. 일반적으로 pH가 높아지면 SO2 제거효율측면에서는 안정적이지만, 석회석의 용해율이 감소

되며 흡수탑의 내부에 scaling이 발생할 수 있으므로 주의할 필요가 있다.

pH의 변화는 직접적으로 ORP의 설정값에 영향을 주게 되므로, ORP의 측정값과 비교해 보는

것이 유용할 수 있으며 다음 페이지에 나타내었다. ORP의 설정값은 pH의 변화에 대하여 다음의

회귀식을 적용할 수 있다.

ORP 설정값 = -21.963*pH + 228.32



이 회귀식은 5호기의 설정치를 기준으로 했으며, 전반적으로 다른 호기와 비슷한 값을 가진다.

ORP meter의 중요작용은 흡수탑 내부의 산화도를 조절하기 위하여 OAB의 공기흐름량을 조절하

는 것이다. 따라서 pH와 ORP의 측정값으로 흡수탑 내부로 공급되는 공기량을 추정할 수 있으며,

이에 대한 여러 반응들을 조사해 볼 수 있다.

그러나 7월중 OAB의 흐름을 manual로 설정하였기에 이에 대한 공기흐름의 변화를 추정하기

는 어렵다. 일단 OAB의 흐름이 일정하므로 ORP의 변화가 공기공급에 불변한 것을 이용하여 여

기서는 다른 측면으로 변화치를 비교해 보고자 한다.

6월달의 OAB 흐름을 참조하면, 동일한 시점에서 갑자기 흐름의 양이 줄어드는 것을 알 수가

있었다. 이러한 전 호기에 대응하는 일관적 반응은 전체호기에 동일한 영향을 주는 인자에 대한

반응과 관계가 있다고 가정할 수 있다. 이러한 인자들 중 대표적인 예는 석회석의 성상이 될 것

이며, 이러한 이유로 석회석의 종류에 대한 ORP의 변화를 비교해 보았다. 아래 그래프는 그 예

를 보여준다.

2002년 7월 호기별 흡수탑 ORP 변화

120

160

200

240

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31


태영 석회석 삼성 석회석

그래프상으로 비교해 볼 때 태영석회석을 사용한 시기에는 변화의 추이가 랜덤하게 변하는 것

을 볼 수 있다. 그러나 삼성석회석 사용시기는 전반적으로 상향곡선을 그리고 있다. 앞으로 지

속적인 관리로 이에 대한 결과를 지켜봐야겠지만, 석회석의 성상에 대한 ORP외에도 여러 반응인

자의 변화치는 흥미로운 사실들을 알려줄 수 있을 것이다.

pH의 변화와 석회석 종류와는 큰 상관도가 보이지 않는다. 그렇다면 ORP의 지속적인 상승은

결국 pH에 의한 ORP 설정값과 실제값의 차이가 (-) 추세를 가지게 될 것이고, 따라서 OAB의 공



기흐름량은 줄어들게 될 것이다. 이러한 결과를 보기 위하여 다음 그래프에 ORP설정값과 실제

값과의 차이를 나타내었다.

2002년 7월 ORP 설정값과 실제값과의 차이 비교

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31


역시 예상한 대로 20일 근처부터 지속적으로 감소추세를 보이고 있음을 알 수 있다. 일반적으로

ORP의 차이값이 (-)가 되면 외부로부터 공기의 공급이 필요 없이 자체 산화가 가능함을 의미한

다. 그러나 ARS로 연결되는 공기의 line이 slurry에 의하여 막히는 것을 방지하기 위하여 OAB

vane의 최소 개도는 25% 정도로 유지되어 있다. 7월 중 ORP의 차이값은 전 호기 모두 (-)값을

가지고 있으며, 6월에 시작한 DBA 주입시험 이후 계속 이러한 현상이 유지되고 있다.

참고로 DBA와 같은 유기산 첨가제는 slurry의 pH를 안정화시키고 CO32-나 SO3

2-와 같은 알

카리 농도를 증가시키는 완충제와 같은 작용을 하는 것으로 알려져 있다.



TM 및 경정비 발행 현황

설비의 운영상 TM으로 발행된 사항이 복구 및 비용적 측면에서 중요하겠지만, 공정의 흐름을

파악하는 데는 경정비의 발행과 비교할 때 동일한 위치에서 파악하는 것이 효율적이다. 탈황설비

와 같은 장치설비는 하나의 문제점에 대하여 주변의 많은 설비들이 상호작용하는 이유로 하나의

문제는 더 이상 하나의 조치로 해결될 수 없는 여러 상황이 발생하게 된다. 따라서 설비의 비정

상 운영을 파악하는데 TM의 자료만으로는 정확한 현황을 살피는 데는 부족함이 있을 것이다.

고장사항에 대한 통계치는 처음 실시하는 이유로 몇 가지 분류를 살펴보는 것으로 만족하고자

한다.

2002년 7월 상태별 고장분류

파손

6% 소손

3%막힘

7%

오지시

15%

오염

3%오동작

7%누설

22%

소음

5%

부동작

20%

과열

1%

부족

3%

들러붙음

1%

기타

3%passing

4%

탈황설비는 다루는 물질이 부식성이 강한 물질이 많은 관계로 부식으로 인한 여러 문제들을

야기시키게 된다. 또한 하루 24시간 거의 끊임없이 돌아가는 점성과 종도가 큰 유체의 흐름으로

인하여 배관의 마모와 높은 압력으로 인한 손실이 많은 고장의 형태를 좌우하고 있다. 위 그래프

에서 보듯이 누설의 형태가 가장 많은 것으로 보이지만, 실제로는 부동작이나 passing 및 파손

등등 대부분의 고장형태가 이와 연관되어 있음을 알게 된다. 따라서 설비의 형태를 파악하거나

개선의 요지를 찾을 때에, 이러한 부분을 자료화 하여 분석하는 것이 중요한 논제가 될 것이다.

특히 공정상 발생하는 문제로 인한 표면적인 고장들은 쉽게 그 원인이 파악되지 못하므로, 운

전경험과 이론적 지식을 잘 결합하는 과정이 필수적으로 요구될 것이다. 대표적인 예가 막힘의

경우이다.



2002년 7월 계통별 고장분류

3호기

21%

4호기

12%

5호기

19%

6호기

21%

석회석

5%

석고

8%

폐수

14%

흡수탑의 고장은 호기별로 비슷한 형태가 많이 감지된다. 이 부분은 월별로 지속적 고장흐름

을 살펴야 할 것이다. 폐수설비의 대부분은 부식과 관련된 사항이다.

2002년 7월 분야별 고장분류

기계

57%전기

18%

제어

25%

전기와 제어분야는 오지시와 부동작 및 오동작의 형태가 대부분이다. 이 중 Gauge의 동작이

불량인 경우가 많이 감지 된다. Gauge 문제는 관심있게 실펴야 할 분야이다. 실제로 발생된 문

제가 공정상 문제인지 계측의 문제인지를 분별하는 것이 어려울 때가 종종 발생되기 때문이다.



월 중 주요 운영 현황

** 흡수탑 첨가제(DBA) 주입시험 실시

8월 2일까지 주입

6월달과는 달리 Gypsum hydrocyclone overflow tank로 연결하여 실시하였다.

Limestone storage tank로 주입하였을 겨우 너무 많은 slurry양과 더불어 흡수탑으로 주

입되는 시간이 지체됨으로 인하여 tank 내부에서 선반응으로 인한 영향을 막기 위한 조

치이다.

** 전 호기 air compressor 분해점검 및 정비 및 전 호기 M/E washing pump 분해정비 실시

** Gypsum handling system 계통 chute switch 회전형 type으로 전부 교체

기존 형태는 각도에 의하여 작동되는 형태였으나, 오지시 및 진동으로 인한 오동작의 문

제가 많아서, 기계적인 오류에 영향을 최소화 할 수 있는 방식으로 교체함.

** Mill slurry tank agitator #A 감속기 gear 보수작업

이음 및 진동발생으로 인하여 점검결과 감속기 gear에 손상된 것을 발견하였다.

Agitator의 문제는 금년 들어 계속 발생되고 있으며, 적절한 대응책이 필요한 실정이다.

정비 완료 후 #B쪽의 agitator도 분해점검 실시함.



** Wet Ball mill #B ball 전량 교체작업 실시 (현재 진행 중)

다음 사진은 mill out-let쪽의 mesh를 찍은 사진이다. 주목할 만한 현상은 절반 이상의 mesh가

작은 ball에 의하여 모두 막혀있다는 사실이다. 이러한 현상은 석회석 분쇄도에는 영향을 주지

않을 것으로 보이지만, ball mill 성능에는 여러 방향으로 영향을 줄 것으로 생각되며, 적절한 대책

이 필요한 분야이다.



폐수처리 운영현황

2002년 7월 폐수 발생 및 처리량

0

100

200

300

400

500

600

700

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

34호기 56호기 총 발생량 총 방출량

폐수 발생량 폐수 처리(방출)량

총량 하루평균 총량 하루평균

4월 7074 236 8519 284

5월 7497 242 8878 286

6월 8284 276 10403 347

7월 8295 268 10039 324

월간 폐수 방출수 평균 COD

: 4월(14.88), 5월(12.93), 6월(13.47), 7월(17.98)

오니 발생량/처리량 : 4월(25200/0), 5월(17200/30730), 6월(48100/52150)

7월(23800/18980)

월간 폐수처리 약품 사용량

Alum Na2CO3 Polymer Chelate NaHSO3 HCl NaOH NaOCl

4월 3700 1500 190 20 1000 21564 47145 85140

5월 5180 500 160 - 1500 16272 48025 83150

6월 5500 - 180 - 1000 26819 59950 78240

7월 6000 500 180 80 500 35159 73339 79550

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