자가발전용 가스엔진의 효율향상을 위한 소형 증기터빈 발전기 개발

전문가 제언

○ 요즈음 선진국은 물론 우리나라에서도 대형 인텔리전트 빌딩, 데이터 센터, 주요 시설물 등에는 자가발전용 설비를 의무적으로 설치해야 하며, 이 자가발전 설비는 귀중한 국가의 사회적 인프라 역할을 하고 있다. 한편, 자가발전용 설비에 대한 미이용 배열의 유효 이용 예로서 가스엔진, 디젤엔진, 가스터빈 등을 활용하는 열병합발전(CHP: Combined Heat and Power) 시스템을 우선 꼽을 수 있다.

○ 열병합발전에 이용되는 원동기는 증기터빈, 왕복동식 엔진, 가스터빈 등이다. 왕복동식 엔진에는 경유를 연료로 하는 디젤 엔진과 가스를 연료로 하는 가스 엔진이 있다. 이 중에서 증기터빈을 이용한 열병합발전은 오래 전부터 우리나라의 지역난방 등에 대규모로 활용되고 있어서, 일반인에게도 잘 알려져 있다. 한편 왕복동식 엔진이나 가스터빈을 이용 한 시스템은 증기터빈을 이용한 설비보다 규모가 작기 때문에, 이와 구분하기 위하여 코제너레이션(cogeneration)이라 부르기도 한다.

○ 열병합발전은 전기와 열을 얻는 순서에 따라 토핑 사이클(topping cycle)과 보터밍 사이클(bottoming cycle)로 나뉜다. 토핑 사이클에서는 연료를 원동기에서 연소시켜 우선 발전을 시행하고 그 배열을 회수하여 열을 이용한다. 또한, 보터밍 사이클은 고온의 열을 먼저 이용한 다음, 배열을 배가스 보일러로 회수하여 증기터빈으로 전력을 얻는다. 이 때문에 발전효율에 관한한 전자가 후자보다 훨씬 높을 수밖에 없다.

○ 따라서 본고에서 소개한 일본 Hitachi Engineering & Service Co가 개발 중인 소형 증기터빈 발전기는, 가스엔진 배열을 유효하게 이용할 수 있는 보터밍 사이클 열병합발전으로 적극 연구해 볼만한 가치가 있다고 생각한다. 특히 여기에서는 일반적으로 생각할 수 있는 배압 터빈이 아닌 복수 터빈을 활용하고 있어 에너지 효율 향상과 환경부하 경감 측면에서 적극 검토할 필요가 있다.

저자

HAYASHI K., YUMITA K.

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2012

권(호)

40(1)

잡지명

日本ガスタ―ビン學會誌　

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

34~40

분석자

조*곤

분석물

• 자가발전용 가스엔진의 효율향상을 위한 소형 증기터빈 발전기 개발.pdf [354,451 byte]

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