석탄화력발전소 옥내 저장탄의 온도변화에 대한 자연발화 억제제의 영향 Effects of spontaneous combustion inhibitor on temperature change of indoor storage coal in a coal-fired power plant원문보기
석탄화력발전소에서 사용되는 석탄은 유연탄으로 외국에서 전량 수입되고 있으며 국내에서 생산되는 무연탄에 비해 높은 발열량과 함께 휘발성 분이 많아 장시간 보관 시 열 축적에 의한 온도 상승 및 자연발화가 빈번히 발생하여 발전소 운영에 피해를 주고 있다. 석탄화력발전소에서 석탄을 저장할 경우 옥외에 야적하여 저장하는 경우가 대부분이었고 석탄 분진 비산, 자연발화에 의한 냄새와 유해가스로 주변지역의 민원이 지속적 으로 발생하였다. 이를 해결하기 위해 옥외 저탄방식에서 옥내 저탄방식 으로 변경․저장되고 있는 추세이다. 옥내화한 저탄장으로 변경하여 석탄 분진 비산의 문제는 해결되었으나 자연발화는 지속적으로 발생하였다. 본연구에서는 석탄화력 발전소의 주원료인 석탄의 자연발화 특성을 파악하고 자연발화 ...
석탄화력발전소에서 사용되는 석탄은 유연탄으로 외국에서 전량 수입되고 있으며 국내에서 생산되는 무연탄에 비해 높은 발열량과 함께 휘발성 분이 많아 장시간 보관 시 열 축적에 의한 온도 상승 및 자연발화가 빈번히 발생하여 발전소 운영에 피해를 주고 있다. 석탄화력발전소에서 석탄을 저장할 경우 옥외에 야적하여 저장하는 경우가 대부분이었고 석탄 분진 비산, 자연발화에 의한 냄새와 유해가스로 주변지역의 민원이 지속적 으로 발생하였다. 이를 해결하기 위해 옥외 저탄방식에서 옥내 저탄방식 으로 변경․저장되고 있는 추세이다. 옥내화한 저탄장으로 변경하여 석탄 분진 비산의 문제는 해결되었으나 자연발화는 지속적으로 발생하였다. 본연구에서는 석탄화력 발전소의 주원료인 석탄의 자연발화 특성을 파악하고 자연발화 억제제를 이용한 옥내 저탄장의 자연발화방지에 대한 효과를 조사하였다. 자연발화 억제제를 이용한 자연발화 방지 효과를 확인하기 위해 석탄화력 발전소에서 사용하는 2종의 유연탄, 즉 KPC탄 (인도네시아산 저열량 탄)과 Bayan탄 (인도네시아산 저열량탄)을 한 Cell에 자연발화 억제제를처리한 10,000 톤 더미와 자연발화 억제제를 처리하지 않은 더미 10,000 톤으로 구분 저탄한 후 봉상온도계를 설치하여 온도 변화를 관찰하였고수증기 발생 상태는 육안으로 점검하였다. 측정된 온도는 석탄 제어 건물의 저탄장 무선 온도 감시 시스템을 통해 모니터링하였으며, 하루 5번 (03:00, 06:00, 10:00, 17:00, 22:00) 측정된 온도 중 가장 높은 온도를 활용 하였다. 무선형 봉상온도계의 설치 위치는 저탄 표면에서 1.5m 깊이로 총 4개(석탄 더미 당 2개씩) 설치하였고 측정 최고온도는 자연발화의 초기발열 단계인 60～100℃ 사이의 온도를 사용하였다. 자연발화 억제제 살포방법은 기존에 사용 중인 분진 억제용 살수 라인을 활용하여 약품 주입용 임시 펌프 및 배관을 설치하였다. 자연발화 억제제 주입 설비의 구성은 약품탱크, Pump(용량 : 600 L/hr), 유량계, 배관 으로 구성하였으며, 자연발화 억제제의 주입 농도는 1차 300 ppm (300 g/Ton Coal), 2차 500 ppm (300 g/Ton Coal)으로 나누어 시행하였으며, 자연발화 억제제 살포는 Transfer Tower-03(이하 TT라고 함) Water Spray 노즐을 활용하여 살포하였다. 자연발화 억제제를 이용하여 석탄 더미의 중심부 온도 변화를 비교 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 자연발화 억제제 300 ppm 약품 처리탄은 저탄 후 14일까지 약품 효과가 지속되어 약품 미처리탄보다 온도 상승 억제 효과가 있었다. 그러나 14일 이후 약품 처리탄, 약품 미처리탄 모두 초기 발열 단계에 도달하였다. 둘째, 자연발화 억제제 500 ppm 약품 처리탄은 저탄 후 초기에는 약품처리탄이 미처리탄에 비해 낮은 온도를 유지하였으나, 저탄 7일 이후부터급격히 온도가 상승하기 시작하여 9일 이후부터 미처리탄보다 약17℃가높은 80℃ 이상으로 상승하여 초기 발열 단계가 되었다. 이는 2차 시험에 사용된 Bayan탄의 경우 수분과 휘발분의 함량이 높아 초기 발열단계도달 시점이 짧았으며, 또한 일정 온도 이상에서 자연발화 억제제에 포함된 성분의 반응에 의해 발열이 촉진되었을 것으로 판단된다. 석탄 자연발화 억제제에 의한 온도 상승 억제 효과는 최대 14일간 지속 되었다. 약품 처리에 의한 자연발화 억제의 효과는 있다고 판단된다. 하지만 석탄화력 발전소에서 사용하는 다양한 석탄 중 2종의 유연탄에 대한시험 결과를 다른 탄종에 모두 다 적용할 수는 없을 것이며, 앞으로 다양한 종류의 유연탄에 대한 자연발화 억제에 대한 연구가 더 필요할 것이 다.
석탄화력발전소에서 사용되는 석탄은 유연탄으로 외국에서 전량 수입되고 있으며 국내에서 생산되는 무연탄에 비해 높은 발열량과 함께 휘발성 분이 많아 장시간 보관 시 열 축적에 의한 온도 상승 및 자연발화가 빈번히 발생하여 발전소 운영에 피해를 주고 있다. 석탄화력발전소에서 석탄을 저장할 경우 옥외에 야적하여 저장하는 경우가 대부분이었고 석탄 분진 비산, 자연발화에 의한 냄새와 유해가스로 주변지역의 민원이 지속적 으로 발생하였다. 이를 해결하기 위해 옥외 저탄방식에서 옥내 저탄방식 으로 변경․저장되고 있는 추세이다. 옥내화한 저탄장으로 변경하여 석탄 분진 비산의 문제는 해결되었으나 자연발화는 지속적으로 발생하였다. 본연구에서는 석탄화력 발전소의 주원료인 석탄의 자연발화 특성을 파악하고 자연발화 억제제를 이용한 옥내 저탄장의 자연발화방지에 대한 효과를 조사하였다. 자연발화 억제제를 이용한 자연발화 방지 효과를 확인하기 위해 석탄화력 발전소에서 사용하는 2종의 유연탄, 즉 KPC탄 (인도네시아산 저열량 탄)과 Bayan탄 (인도네시아산 저열량탄)을 한 Cell에 자연발화 억제제를처리한 10,000 톤 더미와 자연발화 억제제를 처리하지 않은 더미 10,000 톤으로 구분 저탄한 후 봉상온도계를 설치하여 온도 변화를 관찰하였고수증기 발생 상태는 육안으로 점검하였다. 측정된 온도는 석탄 제어 건물의 저탄장 무선 온도 감시 시스템을 통해 모니터링하였으며, 하루 5번 (03:00, 06:00, 10:00, 17:00, 22:00) 측정된 온도 중 가장 높은 온도를 활용 하였다. 무선형 봉상온도계의 설치 위치는 저탄 표면에서 1.5m 깊이로 총 4개(석탄 더미 당 2개씩) 설치하였고 측정 최고온도는 자연발화의 초기발열 단계인 60～100℃ 사이의 온도를 사용하였다. 자연발화 억제제 살포방법은 기존에 사용 중인 분진 억제용 살수 라인을 활용하여 약품 주입용 임시 펌프 및 배관을 설치하였다. 자연발화 억제제 주입 설비의 구성은 약품탱크, Pump(용량 : 600 L/hr), 유량계, 배관 으로 구성하였으며, 자연발화 억제제의 주입 농도는 1차 300 ppm (300 g/Ton Coal), 2차 500 ppm (300 g/Ton Coal)으로 나누어 시행하였으며, 자연발화 억제제 살포는 Transfer Tower-03(이하 TT라고 함) Water Spray 노즐을 활용하여 살포하였다. 자연발화 억제제를 이용하여 석탄 더미의 중심부 온도 변화를 비교 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 자연발화 억제제 300 ppm 약품 처리탄은 저탄 후 14일까지 약품 효과가 지속되어 약품 미처리탄보다 온도 상승 억제 효과가 있었다. 그러나 14일 이후 약품 처리탄, 약품 미처리탄 모두 초기 발열 단계에 도달하였다. 둘째, 자연발화 억제제 500 ppm 약품 처리탄은 저탄 후 초기에는 약품처리탄이 미처리탄에 비해 낮은 온도를 유지하였으나, 저탄 7일 이후부터급격히 온도가 상승하기 시작하여 9일 이후부터 미처리탄보다 약17℃가높은 80℃ 이상으로 상승하여 초기 발열 단계가 되었다. 이는 2차 시험에 사용된 Bayan탄의 경우 수분과 휘발분의 함량이 높아 초기 발열단계도달 시점이 짧았으며, 또한 일정 온도 이상에서 자연발화 억제제에 포함된 성분의 반응에 의해 발열이 촉진되었을 것으로 판단된다. 석탄 자연발화 억제제에 의한 온도 상승 억제 효과는 최대 14일간 지속 되었다. 약품 처리에 의한 자연발화 억제의 효과는 있다고 판단된다. 하지만 석탄화력 발전소에서 사용하는 다양한 석탄 중 2종의 유연탄에 대한시험 결과를 다른 탄종에 모두 다 적용할 수는 없을 것이며, 앞으로 다양한 종류의 유연탄에 대한 자연발화 억제에 대한 연구가 더 필요할 것이 다.
The coal used in coal-fired power plant in the Republic of Korea is bituminous coal, which is imported from oversea countries. Since it has a higher caloric value and contains more volatile components than anthracite used in the Republic of Korea, the power plants often experience temperature rise a...
The coal used in coal-fired power plant in the Republic of Korea is bituminous coal, which is imported from oversea countries. Since it has a higher caloric value and contains more volatile components than anthracite used in the Republic of Korea, the power plants often experience temperature rise and spontaneous combustion when it is stored for a long time, which damages the operation of the power plants. The coal-fired power plant generally store coal in outdoor open space and this method frequently causes civil complaints from a neighborhood due to coal dust dispersion, odor due to spontaneous combustion, and harmful gases. In order to resolve this issue, the storage methods have been changed from the outdoor coal storage to the indoor coal storage. The problem of coal dust dispersion could be solved by switching to the indoor storage, but the spontaneous combustion issue has continued. This study aimed to identify the spontaneous combustion characteristics of coal, which is the main fuel of the coal-fired power plant, and investigate the effects of a spontaneous combustion inhibitor on the prevention of spontaneous combustion at the coal storage shed. In order to examine the effects of a spontaneous combustion inhibitor on the prevention of spontaneous combustion, this study tested two types of coals KPC coal (low-calorie coal from Indonesia) and Bayan coal (low-calorie coal from Indonesia), which were used in coal-fired power plant. Each coal type was divided into a control (no treatment; 10,000 tons) and a spontaneous combustion inhibitor treatment (10,000 tons), and all coal types were placed in cell of shed. Temperature changes of each treatment were measured using a bar thermometer and steam generation was observed visually. The temperature was measured five times per day (03:00, 06:00, 10:00, 17:00, 22:00) and the measured temperature was monitored by a coal storage shed wireless temperature monitoring system installed in the coal control building. The highest temperature of a day was used for the study. The wireless bar thermometer was installed at 1.5m depth from the coal surface for each treatment (two for KPC coal and two for Bayan coal). The maximum measurement temperature was between 60 to 100℃ degree, the initial exothermal stage of spontaneous combustion. The spontaneous combustion inhibitor was injected by installing a temporary pump and piping to the existing water sprinkling system for reducing dust. The spontaneous combustion inhibitor injection system was composed of a chemical tank, a pump (capacity: 600 L/hr), a flow meter, and a piping. The injection concentration of the spontaneous combustion inhibitor was 300 ppm (300 g / Ton Coal) in the first step and 500 ppm (500 g / Ton Coal) in the second step. The spontaneous combustion inhibitor was sprayed using by Transfer Tower-03 (hereinafter referred to as TT) Water Spray Nozzle. The following conclusions were drawn by comparing and observing the changes in the temperature at the core of the coal pile using the spontaneous combustion inhibitor. Firstly, when the 300 ppm of the spontaneous combustion inhibitor was applied to the coals, the effects of the treatment maintained for 14 days after the application. In other words, the temperature increase was suppressed by the treatment for 14 days compared to the non-treatment. However, after 14 days, both the chemical treatment and non-treatment returned back to the initial exothermal stage. Secondly, when the 500 ppm of the spontaneous combustion inhibitor was applied to the coals, the treated coals maintained a temperature lower than the untreated coals at the beginning. However, the temperature of the treated coals abruptly increased from the seventh day of storage and it increased to over 80℃ degree from the 9th day, which was approximately 17℃ degree higher than the untreated coals, to reach the initial exothermal stage. This could be because the Bayan coal used in the second test contained a large amount of moisture and volatiles to make the time of reaching the initial exothermal stage shorter. It was also possible that an exothermal reaction was promoted by the components of the spontaneous combustion inhibitor at a certain temperature and higher. The temperature increase inhibition effects of the coal spontaneous combustion inhibitor maintained up to 14 days. It was believed that the chemical treatment was effective in inhibiting spontaneous combustion. However, it is not possible to generalize the results of two types of bituminous coal because a number of coal types are used in coal-fired power plant* and it will be necessary to study the spontaneous combustion of various bituminous coals more in the future.
The coal used in coal-fired power plant in the Republic of Korea is bituminous coal, which is imported from oversea countries. Since it has a higher caloric value and contains more volatile components than anthracite used in the Republic of Korea, the power plants often experience temperature rise and spontaneous combustion when it is stored for a long time, which damages the operation of the power plants. The coal-fired power plant generally store coal in outdoor open space and this method frequently causes civil complaints from a neighborhood due to coal dust dispersion, odor due to spontaneous combustion, and harmful gases. In order to resolve this issue, the storage methods have been changed from the outdoor coal storage to the indoor coal storage. The problem of coal dust dispersion could be solved by switching to the indoor storage, but the spontaneous combustion issue has continued. This study aimed to identify the spontaneous combustion characteristics of coal, which is the main fuel of the coal-fired power plant, and investigate the effects of a spontaneous combustion inhibitor on the prevention of spontaneous combustion at the coal storage shed. In order to examine the effects of a spontaneous combustion inhibitor on the prevention of spontaneous combustion, this study tested two types of coals KPC coal (low-calorie coal from Indonesia) and Bayan coal (low-calorie coal from Indonesia), which were used in coal-fired power plant. Each coal type was divided into a control (no treatment; 10,000 tons) and a spontaneous combustion inhibitor treatment (10,000 tons), and all coal types were placed in cell of shed. Temperature changes of each treatment were measured using a bar thermometer and steam generation was observed visually. The temperature was measured five times per day (03:00, 06:00, 10:00, 17:00, 22:00) and the measured temperature was monitored by a coal storage shed wireless temperature monitoring system installed in the coal control building. The highest temperature of a day was used for the study. The wireless bar thermometer was installed at 1.5m depth from the coal surface for each treatment (two for KPC coal and two for Bayan coal). The maximum measurement temperature was between 60 to 100℃ degree, the initial exothermal stage of spontaneous combustion. The spontaneous combustion inhibitor was injected by installing a temporary pump and piping to the existing water sprinkling system for reducing dust. The spontaneous combustion inhibitor injection system was composed of a chemical tank, a pump (capacity: 600 L/hr), a flow meter, and a piping. The injection concentration of the spontaneous combustion inhibitor was 300 ppm (300 g / Ton Coal) in the first step and 500 ppm (500 g / Ton Coal) in the second step. The spontaneous combustion inhibitor was sprayed using by Transfer Tower-03 (hereinafter referred to as TT) Water Spray Nozzle. The following conclusions were drawn by comparing and observing the changes in the temperature at the core of the coal pile using the spontaneous combustion inhibitor. Firstly, when the 300 ppm of the spontaneous combustion inhibitor was applied to the coals, the effects of the treatment maintained for 14 days after the application. In other words, the temperature increase was suppressed by the treatment for 14 days compared to the non-treatment. However, after 14 days, both the chemical treatment and non-treatment returned back to the initial exothermal stage. Secondly, when the 500 ppm of the spontaneous combustion inhibitor was applied to the coals, the treated coals maintained a temperature lower than the untreated coals at the beginning. However, the temperature of the treated coals abruptly increased from the seventh day of storage and it increased to over 80℃ degree from the 9th day, which was approximately 17℃ degree higher than the untreated coals, to reach the initial exothermal stage. This could be because the Bayan coal used in the second test contained a large amount of moisture and volatiles to make the time of reaching the initial exothermal stage shorter. It was also possible that an exothermal reaction was promoted by the components of the spontaneous combustion inhibitor at a certain temperature and higher. The temperature increase inhibition effects of the coal spontaneous combustion inhibitor maintained up to 14 days. It was believed that the chemical treatment was effective in inhibiting spontaneous combustion. However, it is not possible to generalize the results of two types of bituminous coal because a number of coal types are used in coal-fired power plant* and it will be necessary to study the spontaneous combustion of various bituminous coals more in the future.
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