The Demonstration Test Result of 100% Bio Heavy Oil Combustion at the 75 MWe Oil Fired Power Plant

ABSTRACTBio fuel oil combustion experiments were successfully demonstrated at the 75 MWe oil-fired power plant without major equipment retrofit and 100% bio-fuel oil combustion was possible without big problems. The experimental data error correction was conducted and numerical model-based analysis technique was applied for the evaluation of the results. Incase of bio fuel oil combustion, heat absorption of radiative heat transfer section was reduced while convection section has opposite trend. The furnace exit gas temperature tends to rise slightly. Environment emissions such as NOx and SOx concentrations showed a tendency to decrease during the bio fuel oil combustion period. On the other hand, boiler efficiency was slightly underestimated. Key Words : Bio heavy oil, Boiler, Process analysis 1. 서 론 최근 국내 화력발전회사들은 신․재생에너지 공급의무화제도(RPS) 시행에 따른 의무공급량 이행에 따라 2014년 현재기준으로 발전용량의 3%를 신재생에너지로 공급해야 하며 2022년에는 10%까지 점유율을 증가시켜야 하는 부담을 가지고 있다[1]. 이에 따라 지속적으로 태양광, 풍력, 소수력 및 연료전지 등 신재생 발전설비 도입을 증가시키고는 있으나 , 이들 설비는 단위용량이 적어 의무공급량 이행에 어려움을 격고 있으며 미 이행분에 대한 많은 과징금이 부과되고 있다[2].따라서 회사별로 보유하고 있는 중유전소 발전소에 신재생에너지 연료를 도입하는 방안이 검토되었는데, 그 중 저 등급의 바이오중유를 발전연료로 상용화하는 방안이 대두 되었다. 상기방안은 신․재생에너지 의무공급량 이행만족은 물론이고 노후 중유발전소의 이용율 제고에도 효과가 있는 방안으로 평가되어 관련 연구의 제안 및 착수가 신속하게 이루어졌다.이에 따라 현재 한전전력연구원은 ‘바이오중유의 발전연료 상용화를 위한 기술개발 과제’를 수행하고 있으며, 하와이에 위치한 KAHE 발전소에 이어서 2014년 상반기에는 세계 2번째로 실제 중유 화력 발전소에서 바이오중유를 10% 혼소에서 100%전소까지 최대 발전부하에서 성공적으로 실증실험 연소하는 성과를 얻었다.본 논문에서는 상기 실증실험 결과 중 75 MWe 급 발전소의 최대 발전출력 부하에서 측정한 운전 data를 활용하여 연소열성능해석 모델 기반의 결과 분석을 통해 바이오 중유의 연소특성 및 발전소 보일러에 미치는 영향을 요약하여 제시하고자 한다.