내연력 발전의 특징

 기력발전에서는 연료의 연소로 얻어지는 열로 물을 끓여 증기를 발생시키고 이것을 매개로 하여 열에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 그러나 내연력 발전에서는 기체연료를 점화하여 폭발시킬 때 얻어지는 고압, 고온가스를 직접 이용해서 기계적 에너지로 변환한다. 이처럼 내연력 발전은 기력발전에 비해 에너지 변환과정이 간단하고 열효율도 비교적 높은 수준까지 올릴 수 있으나 제작면에서 대용량 운전은 제한을 받고 있다.

1. 내연력 발전의 특징

내연기관에 사용하는 연료로는 액화천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG) 등의 기체 연료와 휘발유, 등유, 중유 등의 액체연료가 사용되나 주로 발전용으로는 액화천연가스와 중유를 사용하고 있다.

내연력 발전의 특징을 기력발전과 비교하면 다음과 같은 장단점이 있다.

1) 내연력 발전 장점

- 기동, 정지가 간단하고 부하에 대한 대처 능력이 좋다.

- 설비가 단순하므로 유지관리가 쉽다.

- 출력에 비해 크기가 작고, 신뢰성 및 열효율도 우수하다.

- 설치장소에 제한이 적고 냉각수도 비교적 적다.

- 기체 또는 액체연료이므로 수송, 저장, 취급이 편리하다.

2) 내연력 발전 단점

- 운전시 진동이 크므로 방진대책이 필요하다.

- 소음이 심하므로 방음장치가 필요하다.

- 배기온도가 높기 때문에 유의하여야 한다.

- 대용량의 제작이 어렵다.

2. 디젤 기관 발전

가스 또는 기화된 연료와 공기를 혼합시킨 기체를 실린더 내에서 압축한 후에 점화를 시키면 폭발하게 된다. 이때 생긴 높은 압력을 이용해서 피스톤을 동작시키면 동력을 얻게 된다. 공기를 높은 압력까지 압축하면 압축공기의 온도가 높아지고 이 속에 연료를 분사하면 자연점화가 이루어지며 디젤기관은 이를 이용한 대표적 내연기관 발전이다.

디젤 기관에는 피스톤이 2왕복(2회전)하는 동안에 1회의 폭발을 하는 4사이클 기관과 피스톤이 1왕복하는 동안에 1회의 폭발을 하는 2사이클 기관이 있다.

대표적인 4사이클 기관의 행정은 다음과 같다.

1) 흡입행정

상부기점으로부터 크랭크가 내려가는 상태에서 흡입밸브만이 열려 실린더 헤드의 흡기구로 공기를 흡입하고 크랭크가 하부기점에 도달하면 흡입밸브가 닫힌다.

2) 압축행정

크랭크가 하부기점을 지나서 모든 밸브가 닫힌 상태에서 피스톤이 상부까지 상승되는 행정에서 실린더 내의 공기는 압축되어 고온으로 된다.

3) 폭발행정

압축행정의 마지막 단계에서 압축공기 내로 분사된 연료가 자동 점화되어 폭발함으로써 고온, 고압으로 되어 피스톤을 하부로 밀어내는 과정으로 동력행정이라고도 한다.

4) 배기행정

폭발행정에서 크랭크가 하부기점을 지나면 배기밸브가 열려 실린더 내의 연소된 가스를 외부로 배기시킨다.