기력발전에서 급수 설비와 급수처리 방법

 보일러 급수 중에 함유된 불순물은 보일러의 수명과 고장발생에 중대한 영향을 미친다. 그러므로 급수는 보일러에 보내지기 전에 물리적, 또는 화학적 전처리를 해야 하고, 보일러 내에서도 적절한 수질을 유지하기 위해 화화적 처리를 해주어야 한다. 일반적으로 불순물에 의한 장해는 보일러의 사용압력, 온도가 높을수록 심해지므로 특히 급수처리에 신중을 기하여야 한다. 보일러 급수처리는 보일러의 순환계통에 들어가기 전에 하는 1차 처리와 순환계통 내에서 처리하는 2차 처리로 구분된다. 먼저 급수 설비를 알아본다.

1. 급수 설비

1) 급수 펌프

보일러 운전 중에는 증발량에 해당하는 급수를 계속 공급해서 드럼의 수위를 일정하게 유지하여야 한다. 그러므로 급수펌프는 고압, 고온에 견디는 구조여야 하며 운전 신뢰도를 높이기 위해 예비기를 설치하여 사용기가 고장나면 자동으로 절환되는 운전방식을 취하고 있다. 종래는 구동용으로 유도전동기를 사용하였으나 최근에는 보일러의 고압고온, 대용량화에 따라 증기터빈으로 직접 구동하는 방법을 채택하고 있다.

2) 탈기기

급수 중에 산소, 탄산가스 등의 비응축성 가스가 존재하면 보일러 배관 등 부속장치에 부식을 일으키는 원인이 되므로 이를 제거하기 위한 설비를 탈기기라 한다. 기계적 방법인 탈기 외에 화학적 방법을 병용한다.

3) 증발기

발전소 정상 운전 중의 보급수를 위해 증발기를 사용한다. 발전기의 단기 용량이 커지면 터빈으로부터 추기된 저압증기를 사용하는 증발기가 열의 대부분이 급수에 다시 회수되므로 경제적으로 되어 유리하다.

2. 급수 1차 처리(외부처리)

보일러 용수로서 순수한 물을 만들기 위해 원수 중의 불순물을 제거하는 것으로 여러 과정의 처리가 필요하다.

1) 응집침전조

원수에 명반, 점토 등을 넣고, 황산 알루미늄과 같은 응집제를 사용해서 흡착, 침강시킨다.

2) 여과기

침전되지 않은 불순물을 여과한다.

3) 연화조

석회와 소다회를 넣어 칼슘(Ca)이나 마그네슘(Mg)의 염류를 제거하여 연화한다.

4) 증류기

증류하여 순수한 물을 만든다.

5) 순수탱크

순수한 물을 저장하여 보일러 급수에 대응한다.

최근에는 순수제조법으로 증류기 대신에 이온교환수지법을 사용한다. 양이온 교환제는 Na형과 H형이 있는데 이들이 Ca와 Mg로 치환된다. 양이온교환수지를 사용한 급수에는 아직 실리카, 기타 불순물이 남아 있는데 OH형 음이온교환수지로 다시 이온교환을 하면 전염을 제거할 수 있다.

3. 급수 2차 처리(내부처리)

급수 또는 보일러 용수에 약품을 주입해서 유해 물질을 제거하여 적합한 수질로 유지하기 위한 처리를 내부처리라 한다. 급수 순환계통에서 철이나 동의 석출을 줄이기 위해 용존 산소 등을 제거하기 위한 복수기, 탈기기에 의한 물리적 처리와 하이드라진 또는 아황산 소다를 첨가하는 화학적 처리와 염류에 의한 스케일 방지를 위한 인산소다의 첨가 등이 있다.