화력 발전용 석탄취급설비에 대한 최적설비 설계연구

Abstract

국내전력시장의 변화로 한전 주도로 계획, 건설 및 운영되었던 유연탄 화력 발전사업이 민자에 의한 소형 발전 형태로 변화됨에 따라 석탄전용 물류설비의 필요성이 부각되었다. 낙포 석탄부두는 이와 같은 석탄 구매 요구에 따라 대량으로 수입, 저장한 후 각 소형 발전소에 소량으로 유연탄을 공급하는 석탄물류시스템(Coal Transfer Terminal)으로 설계되었다. 본 연구에서는 전라남도 여수시 낙포동 일원에 위치한 낙포석탄부두 석탄취급설비 건설공사를 추진함에 있어, 각 기기 및 구성 계통에 대한 경제성 및 기술성을 고려한 적절한 배치안을 제시하여 기본 설계 개념을 선정하는데 있다. 하역기, 이송설비, 저장조 및 선적기 형식 및 제원에 대하여 검토 및 결정하는 것으로 물동량에 따른 물류 흐름 최적 동선 구축 및 최적 반출 시스템 구축하는것에 그 목적이 있다. 낙포석탄부두 석탄취급설비 건설공사를 추진함에 있어, 각 기기 및 구성 계통에 대한 주요 설비 용량 및 물량은 하역계통, 저탄계통, 배출계통, 상차계통, 선적계통, 순환계통으로 구성되어있다. 낙포석탄부두의 연간 물동량은 2012년부터 약 329ton/h의 연간물동량을 처리하여야 하며, 2019년 최대 623만톤에 달하는 물동량을 처리하여야 한다. 현재 예상되는 운영기간은 2021년까지 이며, 시장의 변화에 따라 이후의 물동량에는 변동이 있을 것으로 판단된다. 전체 물동량 중 해상으로 반출되어야 하는 최대 물동량은 2015년 기준 약 269만톤이며, 육상으로 반출되어야 하는 최대 물동량은 2021년을 기준으로 약 340만톤으로 예상된다. 검토된 연간 물동량 중 가장 큰 연간 623만톤을 기준으로 하역계통은 2,400ton/h용량의 연속식 하역기 2기와 하역된 석탄을 저탄계통으로 운송하는 하역컨베이어 2열로 구성되며, 이송된 석탄은 2열의 2,400ton/h용량의 저탄컨베이어를 통해 석탄 저장조 상부에 준비된 상류컨베이어로 이송된다. 2,400ton/h용량의 상류컨베이어는 저탄계통으로부터 전달받은 석탄을 준비된 80,000ton용량의 석탄 저장조 3기에 선택적으로 급탄, 저장하도록 구성되어 있다. 석탄저장조에 저장된 석탄은 소요처의 요구에 따라 석탄저장조 하부에 구비된 800ton/h용량의 배출기 및 배출컨베이어, 반출엘리베이터를 통해 반출되어 상차완충조, 정량배출기를 거쳐 340ton/h용량, 10기의 트럭상차기를 이용하여 트럭에 선적되어 소요처로 이송되거나, 2,400ton/h용량, 1열의 반출컨베이어, 선적컨베이어를 통해 선적부두에 구비된 선적기로 이송되며, 선적부두의 2,400ton/h용량, 1대의 선적기를 이용하여 연안 운송 바지선에 선적되어 소요처로 이송된다. 트럭상차기를 통해 육상 이송되는 경우, 석탄사일로 하부의 배출기 5열중 3열을 이용하여 준비된 10기의 상차계통에 의해 상차되는 반면, 선적부두의 선적기를 이용한 해상운송의 경우, 전체 5열의 배출기에 의한 반출량을 감당할 수 있도록 반출컨베이어 및 상차기의 용량을 선정하였다. 또한, 저장된 석탄의 내부발화의 위험성을 고려하여 2,400ton/h용량, 1열의 순환컨베이어를 준비하여, 석탄저장조 내의 온도 및 CO 가스 감지값에 따라 재순환되도록 구성된다.