플라즈마 활용 ‘하얀 연기’ 완벽하게 제거하는 신기술 확보
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플라즈마 활용 ‘하얀 연기’ 완벽하게 제거하는 신기술 확보
깊어져가는 백연 공포… 중소기업, 해결사 나섰다-(주)지앤비에스 엔지니어링
  • 김진태 기자
  • 승인 2016.03.22
  • 13면
  • 댓글 0
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▲ 플라즈마 백연제거 방식을 적용한 세종열병합발전소
10여 년 전만 해도 외곽으로 밀려났던 발전소가 도심지역으로 들어오면서 또다시 백연(하얀 연기)에 대한 공포로 주민들의 민원이 끊이지 않고 있다.

 신도시가 생기면서 에너지 소비가 늘어 도심지역으로 발전소가 들어서면서 해당 지역마다 그동안 잠잠했던 냉각탑의 백연에 관한 주민들의 민원이 제기되고, 이에 대한 관련 부처와 사업장의 대처도 미흡한 실정이다.

 최근 신설한 경기지역의 대표적인 발전소로는 동두천열병합발전소, 포천열병합발전소, 오성열병합발전소, 양주열병합발전소, 안산열병합발전소, 오산열병합발전소, 하남열병합발전소로 모두 백연 문제를 해결하지 못하고 있으며, 해결 방안이 있는데도 투자하지 않고 있다.

 이는 기존 백연 제거 냉각탑을 비교적 초기 투자비가 저렴한 콘덴싱(Condensing) 방식과 열교환기(Heat-Exchanger) 방식으로 선정해 반복되는 현상이며, 고스란히 지역주민들의 생활 불편과 기업들의 이중 투자로 인한 비용 낭비라는 지적이다.

 2014년 이전까지만 하더라도 국내 백연설계 기준을 영상 2℃/습구온도 70%로 설계해 건설·시공했지만, 백연이 대부분 겨울철에 발생하는 관계로 2014년부터는 영하 4℃/습구온도 70%로 설계하고 있는 것이 일반적이다.

 하지만 기존 백연 제거 기술로는 영상 2℃나 영하 4℃에서 백연을 제거하기에는 한계가 있다.(실제 영하 4℃로 설계된 현장에서 영상 3℃에서도 백연 발생됨.)

 백연 제거에 대한 성능검사는 미국 냉각기술협회(CTI)의 시험코드에 따라 진행하고 있지만 팬 실린더 길이의 2배까지 반투명한 백연 발생을 허용하고, 팬 실린더를 벗어나 백연이 재응축돼 눈으로 보이는 현상은 일어날 수 있다는 애매모호한 입장이다.

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▲ 플라즈마 집수판.
 선진국인 미국처럼 발전소 등 대형 냉각탑이 대부분 외곽에 위치해 있는 나라와 달리 우리나라는 발전소가 도심지역으로 들어서고 있기에 국내 실정에 맞지 않다는 게 환경운동가들의 설명이다.

 실제 백연은 팬 실린더 길이의 2배든, 3배든 눈에 보이지 않아야 민원 발생이 없어진다.

 미국 냉각기술협회와는 별도로 국내 실정에 맞는 한국표준(KS) 기준 마련이 필요한 시점이다.

 그동안 백연 발생으로 인한 민원은 백연을 겨울철 입김으로만 생각하던 주민들의 생각이 바뀌고, 시각적 공해와 일조권 침해, 각종 화학약품 사용으로 인한 불쾌한 냄새 등 주민 생활 민원에 발 빠르게 대처하지 못한 전문업체들의 소극적인 연구개발 활동의 결과가 아닐까 생각한다.

 하지만 국내에서 백연에 대한 문제점을 일찍 인식해 전문업체보다 한발 빠르게 대처한 기업이 ㈜지앤비에스 엔지니어링(대표이사 박상순)이다.

 ㈜지앤비에스 엔지니어링은 오랫동안 백연 민원으로 시달리던 기존 발전소에 플라즈마(Plasma) 백연 저감기술을 적용해 문제를 해결해 왔다.

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▲ 플라즈마 Power Supply
 기존 냉각탑 백연제거 방식은 콘덴싱 방식과 열교환기 방식이다. 콘덴싱 방식은 냉각탑 습식충진재를 통과한 포화된 습공기를 외기 공기와 열교환시켜 토출되는 수증기를 응축시키고, 가열된 공기와 혼합해 백연을 감소시키는 방식이다. 열교환기 방식은 냉각수를 열원으로 하는 히팅 코일을 냉각탑 상부 좌우측에 두고, 이를 통과하는 공기를 가열시켜 충진재 습식부를 통과한 포화된 공기와 혼합시켜 대기로 토출시키는 방식이다.

 두 기술이 적용된 현장에서는 아직까지 완벽한 백연 제거를 하지 못해 민원이 해소되지 않고 있다.

 하지만 ㈜지앤비에스 엔지니어링에서 3년 전 개발 완료한 플라즈마를 이용한 백연 저감기술은 기존 열교환기 방식으로 백연 제거에 실패한 발전소에 적용해 백연을 완벽하게 제거하고 있다.

 플라즈마 백연 제거기술이란 응집부에 고전압의 직류전원 인가 시 수분입자는 자체 극성 배열을 형성해 다른 극 간 전기적 이끌림 현상을 이용해 수분입자의 크기를 향상시키고, 가장자리 집수판 형태의 집진부에서는 전기장이 특히 강해져 부분적인 방전이 발생되는 즉, 코로나 방전에 의해 발생된 음전하 또는 양전하에 의해 대전된 수분입자는 집진판으로 포집해 액적 성장을 해 중력에 의해 하단부로 증발되는 냉각수가 회수해 백연을 저감시키는 방식이다.

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▲ 플라즈마 방전핀·전극봉·애자
 특히 콘덴싱과 열교환기 방식과는 차별화된 기술로 기술특허가 등록된 상태이며, 중소기업협력재단에 기술자료임치까지 완료한 상태로 국제특허도 출원 중에 있다.

 최근 세종열병합발전소는 영상 2℃/습구온도 70%로 설계된 기존 열교환기 타입의 백연 제거 냉각탑을 플라즈마 방식 영하 7℃/습구온도 85% 조건으로 준공을 완료한 바 있다.

 ㈜지앤비에스 엔지니어링은 현재 국내 신규 설계되고 있는 발전소에 플라즈마를 이용한 백연 제거기술을 적용 시 백연을 최대 영하 15℃/습구온도 70%까지 설계가 가능하다고 말한다.

 또한 증발되는 냉각수가 약 40% 정도 회수돼 용수자원 회수로 인한 기업의 원가 절감과 함께 백연으로 인한 민원 발생이 없어질 것이라고 덧붙였다.

평택=김진태 기자 jtk@kihoilbo.co.kr

  홍정기 기자 hjk@kihoilbo.co.kr


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