도시에서 발생하는 생활폐기물은 매립, 소각 및 재활용 등으로 처리되고 있다. 그러나 매립지 확보의 어려움으로 점차 소각 및 재활용 처리의 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라 폐기물 관리정책도 폐기물 감량화 및 재활용 방향으로 변화하였다. 쓰레기 종량제, 생산자책임재활용제도, 음식물 쓰레기 자원화 정책 등으로 인하여 생활폐기물의 성상이 변화함에 따라 생활폐기물 소각시설에 반입되는 폐기물의 ...
도시에서 발생하는 생활폐기물은 매립, 소각 및 재활용 등으로 처리되고 있다. 그러나 매립지 확보의 어려움으로 점차 소각 및 재활용 처리의 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라 폐기물 관리정책도 폐기물 감량화 및 재활용 방향으로 변화하였다. 쓰레기 종량제, 생산자책임재활용제도, 음식물 쓰레기 자원화 정책 등으로 인하여 생활폐기물의 성상이 변화함에 따라 생활폐기물 소각시설에 반입되는 폐기물의 발열량은 증가하게 되어 2009년 평균 발열량이 2,794kcal/kg을 나타내었다.
그러나 국내의 생활폐기물 소각시설 중 2000년 이전에 가동개시한 소각시설 대부분이 2,300kcal/kg이하의 발열량으로 설계되어 있다. 이러한 소각시설에서 2,700kcal/kg이상의 고발열량 폐기물이 소각됨에 따라 소각로에 열부하가 증가하여 설비의 손상을 유발하고 소각능력을 저하시키는 등 문제점이 발생하였다.
이에 본 연구에서는 오래된 소각시설의 소각능력 개선 방법 및 개선효과를 분석하였다. 연구 대상시설은 서울시 A시설로 설계치보다 높은 발열량의 폐기물의 반입으로 용량(200톤/일)대비 75%이하의 가동율을 보이는 시설이다. 이 시설은 당초 발열량 2,300kcal/kg인 폐기물 200톤/일 규모로 소각하도록 설계되어 있었다. 그러나 소각능력 저하로 발열량 2,700kcal/kg의 폐기물을 용량의 90%인 180톤/일까지 소각하도록 개선하였다.
개선방법은 연소실 체적 및 연소가스 처리설비의 변화 없이 소각로 구조 변경 및 폐열보일러를 개선하는 것이다. 연소실 벽체를 내화벽에서 수냉벽으로 교체하고, 내화물을 교체하였으며 2차 연소공기 주입설비를 개선하였고 폐열보일러에 수관을 추가하였다. 이러한 개선공사로 인하여 전열면적이 증가하였고 보일러 증기용량이 27.4톤/시에서 31.4톤/시로 증가하였다.
개선 결과 개선전과 비교하여 소각량은 18% 증가하였고, 가동율은 76%에서 90%로 향상되었다. 또한 증기생산량이 19% 증가함에 따라 발전량이 17% 증가하였고 열판매량은 22% 증가하였으며 전기판매량은 208% 증가하였다. 굴뚝에서 배출되는 대기오염물질의 분석결과 개선전과 비교하여 약간의 변화가 있었으나 법적기준치에 미치지 못하는 수치를 보여 후단설비의 개선 없이도 안정적으로 오염물질 처리가 가능했음을 알 수 있었다.
성능개선 후 증가한 열판매량을 LNG로 환산해보면 하루 11,990N㎥로 약 820만원의 에너지 수입대체 효과를 볼 수 있다. 또한 LNG절감으로 온실가스인 이산화탄소 배출을 하루 약 26.7톤 저감하는 효과가 있는 것으로 분석되었다.
도시에서 발생하는 생활폐기물은 매립, 소각 및 재활용 등으로 처리되고 있다. 그러나 매립지 확보의 어려움으로 점차 소각 및 재활용 처리의 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라 폐기물 관리정책도 폐기물 감량화 및 재활용 방향으로 변화하였다. 쓰레기 종량제, 생산자책임재활용제도, 음식물 쓰레기 자원화 정책 등으로 인하여 생활폐기물의 성상이 변화함에 따라 생활폐기물 소각시설에 반입되는 폐기물의 발열량은 증가하게 되어 2009년 평균 발열량이 2,794kcal/kg을 나타내었다.
그러나 국내의 생활폐기물 소각시설 중 2000년 이전에 가동개시한 소각시설 대부분이 2,300kcal/kg이하의 발열량으로 설계되어 있다. 이러한 소각시설에서 2,700kcal/kg이상의 고발열량 폐기물이 소각됨에 따라 소각로에 열부하가 증가하여 설비의 손상을 유발하고 소각능력을 저하시키는 등 문제점이 발생하였다.
이에 본 연구에서는 오래된 소각시설의 소각능력 개선 방법 및 개선효과를 분석하였다. 연구 대상시설은 서울시 A시설로 설계치보다 높은 발열량의 폐기물의 반입으로 용량(200톤/일)대비 75%이하의 가동율을 보이는 시설이다. 이 시설은 당초 발열량 2,300kcal/kg인 폐기물 200톤/일 규모로 소각하도록 설계되어 있었다. 그러나 소각능력 저하로 발열량 2,700kcal/kg의 폐기물을 용량의 90%인 180톤/일까지 소각하도록 개선하였다.
개선방법은 연소실 체적 및 연소가스 처리설비의 변화 없이 소각로 구조 변경 및 폐열보일러를 개선하는 것이다. 연소실 벽체를 내화벽에서 수냉벽으로 교체하고, 내화물을 교체하였으며 2차 연소공기 주입설비를 개선하였고 폐열보일러에 수관을 추가하였다. 이러한 개선공사로 인하여 전열면적이 증가하였고 보일러 증기용량이 27.4톤/시에서 31.4톤/시로 증가하였다.
개선 결과 개선전과 비교하여 소각량은 18% 증가하였고, 가동율은 76%에서 90%로 향상되었다. 또한 증기생산량이 19% 증가함에 따라 발전량이 17% 증가하였고 열판매량은 22% 증가하였으며 전기판매량은 208% 증가하였다. 굴뚝에서 배출되는 대기오염물질의 분석결과 개선전과 비교하여 약간의 변화가 있었으나 법적기준치에 미치지 못하는 수치를 보여 후단설비의 개선 없이도 안정적으로 오염물질 처리가 가능했음을 알 수 있었다.
성능개선 후 증가한 열판매량을 LNG로 환산해보면 하루 11,990N㎥로 약 820만원의 에너지 수입대체 효과를 볼 수 있다. 또한 LNG절감으로 온실가스인 이산화탄소 배출을 하루 약 26.7톤 저감하는 효과가 있는 것으로 분석되었다.
Municipal solid waste generated in urban areas is processed by landfill, incineration and recycling. Incineration and recycling have been gradually more important due to the lack of landfill sites. Therefore, the waste management policy has changed to reduction of waste and its recycling. Heating va...
Municipal solid waste generated in urban areas is processed by landfill, incineration and recycling. Incineration and recycling have been gradually more important due to the lack of landfill sites. Therefore, the waste management policy has changed to reduction of waste and its recycling. Heating value of municipal solid waste fed into the incineration facilities has changed drastically due to the policies such as standard garbage disposal system, extended producer responsibility system, food waste recycling, etc and the average heating value of 2009 showed 2,794kcal/kg.
But, most of incineration facilities starting before 2000 were designed with the heating value of less than 2,300kcal/kg. As the solid waste with heating value of higher than 2,700kcal/kg is incinerated in these incineration facilities, the problems have occurred such as increase of heat load of incinerators, damage of the facilities and deterioration of incineration ability.
Therefore, this study analyzed the improvement effects of the incineration ability by changing the incinerator's heat exchange capability. The operation ratio of subject A facility of the study was less than 75% when compared to the capacity of 200tons/day by entry of municipal solid waste by higher heating value. This facilities was designed to incinerate 200tons/day of municipal solid waste with the heating value of 2,300kcal/kg. As a result, it was improved to incinerate 180tons/day which is 90% of the capacity of the municipal solid waste with the heating value of 2,700kcal/kg.
The improvement method was the one that changes the structure of the incinerator and improves waste heat boiler without the any change of combustor volume and combustion air processing facilities. The combustor wall was changed from fire resisting wall to water screen and the water pipes were added to the waste heat boiler. The heating surface area increased and the steam capacity of the boiler increased from 27.4tons/hour to 31.4tons/hour due to these improvement works.
The improvement results showed that the incineration capacity increased by 18%, the operation ratio improved from 76% to 90% when compared with previous operation condition. Also, as the steam production rate increased by 19%, power generation increased by 17%, heat sales by 22% and electricity sales by 208%. The analytical results of air pollutant emitted from the stack have shown that appropriate pollutant treatment was stably possible without additional facilities as it showed fairly lower level compared with legal standards.
When the increased heat sales after the improvement of performance was calculated by LNG, it was 11,990N㎥/day so that the effect to substitute energy was estimated approx. KRW 8.2 million/day. Also it was analyzed that the effect of reducing greenhouse gas was approx. 26.7tons/day of carbon dioxide.
Municipal solid waste generated in urban areas is processed by landfill, incineration and recycling. Incineration and recycling have been gradually more important due to the lack of landfill sites. Therefore, the waste management policy has changed to reduction of waste and its recycling. Heating value of municipal solid waste fed into the incineration facilities has changed drastically due to the policies such as standard garbage disposal system, extended producer responsibility system, food waste recycling, etc and the average heating value of 2009 showed 2,794kcal/kg.
But, most of incineration facilities starting before 2000 were designed with the heating value of less than 2,300kcal/kg. As the solid waste with heating value of higher than 2,700kcal/kg is incinerated in these incineration facilities, the problems have occurred such as increase of heat load of incinerators, damage of the facilities and deterioration of incineration ability.
Therefore, this study analyzed the improvement effects of the incineration ability by changing the incinerator's heat exchange capability. The operation ratio of subject A facility of the study was less than 75% when compared to the capacity of 200tons/day by entry of municipal solid waste by higher heating value. This facilities was designed to incinerate 200tons/day of municipal solid waste with the heating value of 2,300kcal/kg. As a result, it was improved to incinerate 180tons/day which is 90% of the capacity of the municipal solid waste with the heating value of 2,700kcal/kg.
The improvement method was the one that changes the structure of the incinerator and improves waste heat boiler without the any change of combustor volume and combustion air processing facilities. The combustor wall was changed from fire resisting wall to water screen and the water pipes were added to the waste heat boiler. The heating surface area increased and the steam capacity of the boiler increased from 27.4tons/hour to 31.4tons/hour due to these improvement works.
The improvement results showed that the incineration capacity increased by 18%, the operation ratio improved from 76% to 90% when compared with previous operation condition. Also, as the steam production rate increased by 19%, power generation increased by 17%, heat sales by 22% and electricity sales by 208%. The analytical results of air pollutant emitted from the stack have shown that appropriate pollutant treatment was stably possible without additional facilities as it showed fairly lower level compared with legal standards.
When the increased heat sales after the improvement of performance was calculated by LNG, it was 11,990N㎥/day so that the effect to substitute energy was estimated approx. KRW 8.2 million/day. Also it was analyzed that the effect of reducing greenhouse gas was approx. 26.7tons/day of carbon dioxide.
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