열병합발전

소개글

열병합발전 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

<제목 차례>

1. 열병합 발전의 정의

2. 열병합발전의 효과

3. 열병합발전소 공정, 시설 및 모니터링

4. 열병합발전의 공급흐름도

5. 에너지 효율 비교

6. 소형 열병합발전

7. 결론

본문내용

여 냉.난방열로 이용함으로써 에너지이용효율(종합 열효율87%) 의 극대화를 이루어 나가고 있다.
< 목동 열병합발전소 전경 >
열병합 발전의 효과를 요약하면 다음과 같다.
에너지 이용효율 향상에 의한 대규모 에너지절감 (20~30%)
연료사용량 감소 및 공해방지시설의 집중관리에 의한 환경개선
산업 및 주거부문에 편익제공 - 산 업 : 양질의 저렴한 에너지공급으로 기업경쟁의 강화 - 주 거 : 24시간 연속난방으로 쾌적한 주거환경 조성
송전손실 감소 및 발전소 부지난 완화에 기여
하절기 전력첨두부하 완화에 기여 - 지역난방 부문 : 지역난방열을 하절기에 냉방열을 열원으로 활용
연료다원화에 의한 석유의존도 감소 및 폐자원 활용증대
열병합발전소 공정, 시설 및 모니터링
열병합 발전은 넓은 의미로 1차 에너지에서 연속적으로 2종류이상의 2차 에너지를 발생시키는 시스템이다. 실제로는 1차 에너지로 액화석유가스, 천연가스, 석유 등의 연료를 법정계량기를 통해 구입하여 가스엔진, 디젤엔진, 가스터빈, 증기터빈 등의 원동기를 구동하여 그 동력과 배열을 유효하게 이용하여 생산된 에너지(전기, 열, 스팀)를 판매하는 시스템이다. 열병합발전소 시설은 크게 발전시설과 열생산시설로 나누어지며 아래의 그림처럼 간단하게 나타낼 수 있다.
열병합발전에서의 주요공정 및 해당 시설은 다음과 같이 분류할 수 있다.
구분
세부공정
설비 목록
열병합 공정
열병합 발전 공정
전기 생산 설비는 터빈이며, 가스엔진, 가스터빈, 증기터빈 보일러, 복합(가스터빈+증기터빈) 등이 있고, 열생산 설비는 배열회수 보일러, 보조 보일러 등이 있다. 열병합발전 시설은 전기, 열 설비들이 동시에 가동하는 복합 시설이다.
열전용 공정
열 생산 전용 공정
열 수요가 많을 때 열만을 생산하는 설비이며, 첨두부하 보일러(PLB) 등이 있다.
수처리 공정
정수 처리 공정
발전에 필요한 용수는 공업 용수는 불순물을 제거하기 위해 정수처리 과정이 필요하며, 응집 침전조, 순수제조 설비 등이 있다.
폐수 처리 공정
발전 및 정수처리 공정에서 발생된 각종 폐수를 화학적방법(응집침전, 여과 등)으로 처리한다.
열이동 공정
열교환 공정
생산된 고온고압 증기의 열에너지를 회수하기 위해 난방 순환수와 열교환을 하여 열을 회수하는 장치이다.
열 이송 공정
열(스팀)을 이동시키는 설비로 순환펌프와 가압펌프 등이 있다.
열병합발전소의 모니터링 수준
FL: 내부 계측기, WH: 법정계량기
에너지원 구입 및 판매는 법정계량기를 통해 관리 되지만 설비 효율 및 운전 효율 관리를 위해 자체적으로 설치한 계량기는 정도관리를 실시하지 않고 있으며, 정도 관리가 되는 계측기도 에너지 사용량이 많은 주요 설비에 국한 되어 있다. 열병합 설비는 각각의 단일 공정이 아니라 연속 공정으로 각 설비별 계측에 어려움이 있다.
‘온실가스 배출량 및 에너지소비량 산정보고에 관한 지침’ 관점
온실가스 배출시설에 대해 다음과 같이 정의 하고 있다. “온실가스 배출시설이란 온실가스를 대기에 배출하는 시설물, 기계, 기구 그 밖의 물체로서, 각각의 원료(부 원료와 첨가제를 포함 한다)나 연료가 투입되는 지점부터 해당공정이 끝나는 지점까지의 단위공정 전체를 말한다.” 즉, 지침에서 정의하는 온실가스 배출 시설이란 결론적으로 온실가스를 대기에 배출하는 시설을 의미 하므로 열병합 발전 공정에서의 주된 온실가스 배출원은 열병합 공정과 열전용 공정이 이에 해당 된다고 볼 수 있다.
열병합발전의 공급흐름도
1) 열병합 난방시스템 공급흐름도
열병합 난방시스템은 대단위 주거단지가 생기고 있는 요즘 많이 활용되고 있으며 해당 지역 내에 열을 공급하여 난방에 활용하는 것이 주목적이다. 열병합의 특성상 전기의 생산이 동시에 되므로 기존 발전소에서 공급하는 전기를 사용하는 것보다 에너지의 효율적인 이용에 조금 더 가까운 시스템이라 할 수 있다.
에너지 효율 비교
1) 열병합발전 난방시스템 적용효과
- 전기생산 : 전체 전기 사용량의 80~70 % (한전: 20~30%)
- 열 생산 : 전체 난방 사용량의 40~50 % (보조 열원 : 60~50%)
2) 에너지 이용효율 비교
3) 난방 방식별 비교
열병합발전난방의 경우 아래의 그림과 같이 초기 설비투자비가 비싸다는 단점이 있으나 도입 후 유지관리비가 적고, 사용자의 편리성이 증대되는 점 등의 다양한 장점이 있고 에너지이용효율의 합리화를 추구하는 정부의 정책적인 지원도 받을 수 있다는 점이 최근 난방시스템 도입 시 열병합발전이 많이 고려되는 점이다.
소형 열병합발전
열병합발전의 활용은 앞서 언급했던 대규모 단지나 공장 등에 공급되는 것뿐만 아니라 소규모로도 활용이 많이 될 수 있다. 예를 들어 자동차의 엔진은 휘발유 또는 가스를 사용해서 차를 가동 시킬 뿐 만 아니라 발전기를 구동 시켜 전기를 만들기도 하고 차내 냉난방을 하기도 한다. 하나의 에너지에서 복수의 에너지를 동시에 발생시키는 것이 열병합발전 시스템이라 함으로 적용범위의 확대에 대한 아이디어는 매우 많다.
1) 소형열병합발전의 적용대상
호텔, 병원, 사우나
대규모 공동주택, 아파트단지
실내수영장 및 스포츠, 레저시설
대형 사무실, 오피스텔, 복합빌딩
백화점(쇼핑센타) 및 대형상가
연구원, 연수원, 학교
산업용(제약, 제지. 섬유, 염색등)
2) 소형열병합발전의 종류
(1)가스엔진
(2)가스터빈
결론
열병합발전이란 에너지를 효율적으로 이용하기 위하여 화석연료 등을 연소시켜 전기와 난방열을 동시에 생산하는 시스템을 말하며 동일한 연료를 사용하여 열 및 전기의 두 가지 다른 유형의 에너지를 동시에 생산하며, 일반적으로 고온부는 동력, 저온부는 열로 사용하는 에너지 이용 효율이 높은 효율적인 에너지 운용 시스템으로서, 국가 경쟁력 향상에 기여하는 고효율 에너지 절약 방법이라 할 수 있다. 그러나 초기 투자비가 많다는 점이 단점이라 할 수 있으므로 정부의 보조금제도를 활용하여 보완하여야 할 것이다. 또한, 온실가스에너지목표관리제가 시행되고 있는 시점에서 스팀을 많이 사용하는 공장이나 기업체에서는 열병합발전과 같이 효율이 높은 시스템으로 점차적으로 개선하게 될 것으로 예상된다.

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