블로그

Jun 09, 2023

석탄용 습식 덕트/스택 시스템 설계

SO2 배출 제한이 더욱 엄격해짐에 따라 많은 석탄 화력 발전소에서는 새로운 배연 탈황(FGD) 시스템을 추가하거나 기존 시스템을 업그레이드하고 있습니다. 이러한 시스템의 대부분은

SO2 배출 제한이 더욱 엄격해짐에 따라 많은 석탄 화력 발전소에서는 새로운 배연 탈황(FGD) 시스템을 추가하거나 기존 시스템을 업그레이드하고 있습니다. 이러한 시스템의 대부분은 습식 FGD 기술을 사용합니다. 습식 FGD 시스템을 갖춘 많은 공장에서는 재가열된 연도 가스를 사용하여 시스템 흡수 장치에서 배출되는 포화 가스가 굴뚝으로 보내지기 전에 건조합니다.

그러나 점점 더 높아지는 에너지 비용 및/또는 공장의 총 SO2 배출량을 줄여야 하는 필요성으로 인해 일반적으로 연도가스 재가열은 새로운 공장에서는 더 이상 사용되지 않으며 이미 가동 중인 공장에서는 제거되고 있습니다. 재가열하지 않으면 흡수기에서 나오는 포화된 연도 가스가 굴뚝으로 직접 들어갑니다. 미스트 제거기에서 전달된 물방울과 함께 포화된 연도 가스에서 응축된 수증기는 흡수 장치 출구 덕트 및 스택 라이너의 벽을 덮는 액체 필름을 생성합니다. 이 필름은 습식 스택 작업이라는 프로세스를 통해 시스템에서 수집되고 배수되어야 합니다. 덕트, 스택 라이너 및 액체 수집 시스템이 적절하게 설계되지 않은 경우 허용할 수 없는 양의 액체 방울이 스택 상단에서 배출될 수 있습니다.

습식 덕트 및 굴뚝이 있는 FGD 장치를 문제 없이 작동하려면 습식 연도 가스의 취급 및 배출과 관련된 몇 가지 잠재적인 문제 영역을 조사해야 합니다. 이는 스택 및 덕트 시스템 설계 중에 수행되어야 합니다. 이 기사에서는 신규 또는 개조된 습식 굴뚝 설치에서 액체 배출을 최소화하려는 경우 해결해야 하는 중요한 설계 측면을 간략하게 설명합니다.

습식 FGD 시스템은 수십 년 동안 사용되어 왔지만 대부분은 건식 스택으로 작동됩니다. 1970년대 후반에 일부 유틸리티에서는 운영 비용을 줄이기 위해 습식 덕트와 굴뚝을 사용하기 시작했지만 많은 경우 이 스위치의 (예기치 못한) 결과는 용납할 수 없을 정도로 높은 수준의 굴뚝 액체 배출(SLD)이었습니다. 습식 FGD 시스템에서 발생하는 물리적 프로세스에 대한 이해를 높이기 위해 1980년대 EPRI는 액체 재비산에 기여하는 주요 변수를 결정하는 여러 프로그램을 후원했습니다. 이러한 연구 중 하나의 결과는 EPRI 보고서 번호 CS-2520, "습식 스택의 연행"에 요약되어 있습니다.

1990년대 후반까지 많은 유틸리티 플랜트는 습식 덕트/스택 시스템(대부분 액체 수집기가 장착됨)으로 운영되었으며 EPRI는 습식 스택 설계 및 운영에 대한 실제 지침을 개발하기 위한 또 다른 프로그램을 후원할 만큼 충분한 경험을 쌓았습니다. 본 연구의 결과는 EPRI 보고서 번호 TR-107099, "Wet Stacks Design Guide"에 요약되어 있습니다.

두 보고서에서 자세히 설명했듯이 효과적인 습식 스택 설치를 개발하려면 습식 덕트/스택 시스템과 액체 수집기 및 배수구의 철저한 유체 역학 설계가 필요합니다. 일반적으로 이 분야에 경험이 있는 흐름 모델링 실험실에서 수행되는 설계 프로세스는 일반적으로 다음과 같은 5가지 단계로 구성됩니다.

처음 4단계의 결과를 사용하여 유틸리티 엔지니어는 습식 FGD 시스템의 설계를 마무리하고 공급 및 건설 입찰에 대한 사양을 작성할 수 있습니다. 다섯 번째 단계의 결과는 액체 수집 시스템 설치를 지원하는 데 사용됩니다.

경험에 따르면 흡수체 출구 덕트와 굴뚝 파손/입구의 제안된 형상에 대한 초기 검토를 통해 습식 작업에 보다 적합하도록 형상을 만들기 위한 권장 수정 사항이 나오는 경우가 많습니다. 이 검토는 습식 굴뚝 시스템 설계 및 운영에 대한 폭넓은 경험을 가진 컨설턴트에 의해 수행되어야 합니다. 가스 속도, 파괴 높이 및 폭, 라이너 직경과 같은 주요 시스템 설계 변수를 다른 공장의 습식 작업에 유리한 것으로 입증된 값과 비교해야 합니다. 위반 종횡비 조정과 같은 시스템 형상의 간단한 변경은 종종 하부 라이너의 흐름 패턴을 개선하고 액체 재연행 가능성을 최소화하며 총 수집 수를 줄임으로써 액체 수집 시스템의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 액체 수집기가 필요하거나 시스템 복잡성이 줄어듭니다.