차압터빈시스템
스팀터빈발전
- 감축기술 개요
- 스팀터빈은 보일러에서 발생한 고온，고압의 증기를 노즐로 분출시켜서 고속의 증기 흐름을 만들고 이것을 회전하는 날개차에 내뿜어 동력을 얻는 열기관임.
- 산업용 스팀터빈은 기계,조선, 발전설비 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며,주로 기계구동용으로 사용되거나 제너레이터를 연결 해 발전용으로 사용됨. 기계구동용 스팀터빈은 플랜트 설비에서 대용량 펌프나 압축기 등을 구동 하는데 많이 사용되고,석유/ 화학제품 운반선 및 부유식 원유생산 저장하역 설비의 하역용 유압펌프를 구동하는 목적으로 사용됨.
- 스팀터빈 제너레이터는 스팀터빈과 감속기,발전기를 포함하며 스팀터빈은 한 단 또는 둘 이상의 압력단에서 유용한 엔탈피 차이를 축동력으로 변환함.
- 감속기는 스팀터빈이 효율적인 회전수에서 운전하면서 발전기의 온전속도와 매칭이 되도록 하는 역할을 하고,발전기는 축동력을 전기적인 출력으로 변환 함. 스팀터빈 제너레이터는 발전소 및 각종 증기생산 플랜트에서 증기감압 과정에 적용되서 감압밸브를 대체하면서 전기를 생산하는데 사용됨. 보일러, 가열기 등의 증기 생산 설비, 공정 증기 공급헤드, 화학공정 플랜트,중소형 소각로,지역난방 플랜트,냉동 및 저온 플랜트, 천연가스 공급배관 등에 스팀터빈 제너레이터가 사용될 수 있음.
- 감축기술 특징
- 스팀터빈의 주요 구성품
■ 산업용 소형 스팀터빈은 터빈 케이싱, 노즐 및 로터 블레이드,휠, 회전축계,썰,베어링, 기어박스, 가버너, Control system, 보기 시스템과 같은 주요 구성품들을 갖음.
■ 노즐은 증기를 가속시켜 터빈입구의 압력을 운동에너지로 변환시키는 역할을 하는데, 로터 블레이드는 회전하면서 유체의 운동에너지를 흡수해서 회전력을 발생시킴.
■ 반동형 터빈에서는 회전하는 로터열 전 후로 압력차이가 존재하므로 블레이드 팁에서의 누설과 축방향 스러스트가 중요한 인자가 될 수 있음. 베어링은 스러스트 베어링과 래이디얼 베어링이 사용되며 타입에 따라 볼베어링과 저널슬리브베어링이 있음.
■ 가버너는 터빈으로 보내지는 스팀의 양을 조절하여 발생되는 기계적 일의 양을 조절하는 장치이며 직동식 플라이볼, 유압식, 오일 릴레이 가버너가 있음.
- 스팀터빈의 요소기술
■ 열역학적 설계 기술
■ 공력설계 기술（노즐，로터 블레이드，유로 등）
■ 회전체진동 제어기술（회전축，베어링，썰 등）
■ 터빈 제작 기술
■ 성능평가 기술
■스팀터빈 적용 기술（응용시스템 설계，selection, 개조
■ 운전 및 진단 기술
- 스팀터빈 발전의 종류
- 배압터빈(back pressure turbine)
■ 배압터빈은 터빈 출구압이 대기압과 같거나 큰 조건에서 작동하도록 설계된 터빈임.
■ 중압에서 고압의 증기를 사용하여 대기압 또는 대기압 이상의 요구 공정헤드까지 팽창시키는데 사용함.
■ 배압터빈은 터빈과 배출되는 스팀에서 대부분의 열을 가지고 있으므로 상대적으로 높은 싸이클 효율을 가짐.
■ 펌프나 압축기 구동용으로 흔히 사용되며 보통 단단 터빈으로 사용함.
■ 터빈에서 배출되는 스팀은 공정라인이나 가열장치에 공급됨.
- 배압터빈(back pressure turbine)
■ 응축터빈은 터빈 출구압이 대기압과 보다 낮은 압력에서 작동하도록 설계된 터빈임.
■ 비교적 저압의 증기를 받아들여 대기압보다 낮은 압력의 응축기(condenser)로 증기를 배출하도록 하는 팽창과정을 거침.
■ 응축기의 냉각수가 대부분의 열을 흡수해버리므로 싸이클 효율이 낮음.
■ 펌프나 압축기 구동용으로 사용되는 경우는 흔치 않으며 보통 다단 터빈의 형태로 사용함.
■ 스팀터빈을 표함하는 축류터빈은 충동형 터빈과 반동형 터빈으로 구분할 수도 있음.
- 충동형 터빈(impulse turbine)
■ 충동형 터빈은 거의 대부분의 팽창이 노즐에서 일어나며 높은 날개부하를 가짐.
■ 구조가 간단하고 컴팩트하고 효율이 낮은 편임.
- 반동형 터빈(reaction turbine)
■ 반동형 터빈에서는 노즐과 로터블레이드 양쪽에서 팽창이 일어나며 날개부하가 낮으며 같은 출력을 내기 위해는 더 많은 단이 요구되고 크기가 커지고 효율이 높은 편임.
■ 터빈을 단단 터빈(single stage turbine)과 다단 터빈 (multistage turbine)으로 구분 할 수도 있고，부분흡입(partial admission)터빈과 전홉입(full admission) 터빈으로 구분하기도 함. 또한 추기(extraction) 유무에 따라 스팀터빈을 분류하기도 함. 소형 스팀터빈에서는 여러 가지 이유에서 부분흡입의 충동형 터빈이 많이 사용되고 있음.
- 도입효과
- 에너지 절감으로 비용 감소
- CO₂배출 저감
'기후변화 감축 기술 정보' 카테고리의 다른 글
| 온실가스 감축기술 11탄 - 에너지관리시스템 (0) | 2022.10.20 |
|---|---|
| 온실가스 감축기술 10탄 - 폐기물 전처리 장치 (0) | 2022.10.19 |
| 온실가스 감축기술 9탄 - 연료전환 (0) | 2022.10.17 |
| 온실가스 감축기술 7탄 - 탄소포집기술(CCU, CCS, CCUS) (1) | 2022.10.15 |
| 온실가스 감축기술 6탄 - 폐기물 열분해 시설 (0) | 2022.10.12 |